[发明专利]一种适用于三轴转台式测控天线的星体标校方法有效

专利信息
申请号: 201910508131.3 申请日: 2019-06-12
公开(公告)号: CN110308746B 公开(公告)日: 2022-03-15
发明(设计)人: 王鹏;谭元飞;高昕;洪宇;胡红军;张垚;张宏;赵大鹏;侯锦;赵天宇;闫妍;高福民 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第三十九研究所
主分类号: G05D3/12 分类号: G05D3/12;G01C25/00
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 陈星
地址: 710000 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要: 发明提出一种适用于三轴转台式测控天线的星体标校方法,借助射电星作为观测对象,通过三轴标校模型建立三轴转台式天线的角度标校方法,获得三轴转台式天线的角度误差修正系数,对三轴转台式天线进行测角数据修正,可使三轴转台式天线的角度测量数据的精度满足系统测控的精度要求。本发明还可以解决传统标校塔远程距离不满足需求的问题,对于满足建设条件的,则可以省去标校塔建设成本,从系统建设上,可减少土地占用和测控系统的建设成本。
搜索关键词: 一种 适用于 转台 测控 天线 星体 校方
【主权项】:
1.一种适用于三轴转台式测控天线的星体标校方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:选择标校源:在天球中选择位置精确已知,且满足三轴转台式测控天线G/T增益指标的若干射电星作为标校源;对于某一射电星而言,G/T值通过以下公式计算:其中k为波尔兹曼常数,Y因子采用公式计算,P1为三轴转台式测控天线对射电星的测量值,P2为三轴转台式测控天线对冷空的测量值,φ(f)为射电星在测试频率f上的辐射通量密度,λ为工作波长,K1,K2,K3分别为大气衰减修正系数、射电星角扩展修正系数和射电星通量密度随时间而变的修正系数;步骤2:控制三轴转台式测控天线指向选择的标校源进行扫描,得到天线对应于最大功率值的天线系统方位角测量值Ac、天线系统俯仰角测量值Ec以及第三轴角度测量值Tc,并得到此时标校源的方位角真值Az和俯仰角真值Ez;步骤3:重复步骤2,获得N组(Aci,Eci,Tci,Azi,Ezi),i=1,2,…,N;步骤4:建立三轴转台式天线角度标校模型:所建立的大地坐标系下的三轴转台式天线角度标校模型为:其中Az为目标方位角真值,Ez为目标俯仰角真值,δ为天线方位轴与俯仰轴的不正交度,θM为天线座大盘不水平的最大值,AM为天线座大盘不水平的最大值所处的方位角,X,Y,Z为大地坐标系与测量坐标系的转换矩阵变量:T为第三轴角度真值,θ为第三轴倾斜角真值,第三轴的误差模型为:T=Tc+T0θ=θ0+ΔθTc为第三轴角度读数,T0为第三轴零值误差,θ0是为第三轴倾斜角理论值,Δθ为第三轴倾斜角误差;而A#和E#为测量坐标系下天线系统方位角和俯仰角的测量真值:A#=Ac+A0+δtgEc+KbsecEcE#=Ec+E0+EgcosE+EdcotE式中Ac为天线系统方位角测量值,A0为天线系统方位角零位误差,Ec为天线系统俯仰角测量值,E0为天线系统俯仰角零位误差,Eg为重力下垂引起的俯仰误差系数,Kb为天线电轴与俯仰轴不匹配引起的方位误差,Ed为大气折射率,E=Ec0cosAc;步骤5:给三轴转台式天线角度标校模型中的待求解系数设定初值;所述待求解系数为:天线方位轴与俯仰轴的不正交度δ、天线座大盘不水平的最大值θM、天线座大盘不水平的最大值所处的方位角AM、第三轴零值误差T0、第三轴倾斜角误差天线Δθ、系统方位角零位误差A0、天线系统俯仰角零位误差E0,重力下垂引起的俯仰误差系数Eg,天线电轴与俯仰轴不匹配引起的方位误差Kb,大气折射率Ed;并定义指标函数:其中为将步骤2得到的N组(Aci,Eci,Tci,Azi,Ezi)中的Aci,Eci,Tci以及三轴转台式天线自身的第三轴倾斜角理论值θ0带入三轴转台式天线角度标校模型,计算得到的目标方位角修正真值和目标俯仰角修正真值;以三轴转台式天线角度标校模型中的待求解系数为优化变量,对指标函数进行优化求解,得到满足指标要求的待求解系数,从而得到满足指标要求的三轴转台式天线角度标校模型。
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