移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究
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摘要
天线稳定跟踪技术是“动中通”系统的关键技术,其核心问题是天线对卫星的初始对准和自动跟踪。初始对准是自动跟踪的前提,自动跟踪需要初始对准来找到并对准卫星;自动跟踪是对初始对准成果的维持。
     在没有卫星信号的情况下,天线初始对准是在陀螺稳定的基础上,利用GPS和电子罗盘提供的数据,求出载体坐标系中卫星的方位角和俯仰角,控制天线运动到卫星附近,完成捕获并对准卫星的目的。本文通过编程,解析并处理了GPS和电子罗盘数据,完成了卫星的方位角和俯仰角的解算,实现对卫星的对准。
     自动跟踪技术包括圆锥扫描和步进跟踪。本文对两种技术都进行了研究,并探讨了工程实现方法。首先在研究了圆锥扫描原理的基础上,通过编程实现天线运动出圆锥轨迹,达到自动跟踪的目的。其次研究了步进跟踪技术,采用了新的步进跟踪算法,并进行了两种步进跟踪算法的仿真和比较,得出新步进跟踪算法可以按照最优路径对卫星跟踪的结论。接着开发了步进跟踪程序。
The key technologies of "communications on the move" are antenna stabilization and tracking technology whose kernel is the initial alignment and automatic tracking technology of antenna toward satellite. The initial alignment catches and aims at satellite before automatic tracking, so it is a prerequisite for automatic tracking, and automatic tracking maintains the results of initial alignment.
     Without satellite signals, initial alignment is the technology which is on basis of gyro stabilization, use the data of GPS and the electronic compass to extract the azimuth and pitch angles in carrier coordinate system. They control antenna movement to satellite nearby to complete the goal of catching and aiming at satellite. This paper copes with the data of GPS and the electronic compass and gets angles of azimuth and pitch.
     Auto-tracking technologies include the conical scanning technology and the step tracking technology. In this paper, the two technologies have been studied and the project realization of them is discussed. Firstly, the paper realizes the antenna movement of cone trajectory on the program after studying the principles of conical scanning, and achieves the purpose of automatic tracking. Secondly, the paper studies the step-tracking technology and adopts a new step-tracking algorithm. The results of the comparison of the two step-tracking algorithms in simulation show that the antenna can track satellite through optimized way with the new tracking algorithm. Then the paper developes the step-tracking program.
引文
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