動中通衛(wèi)星天線傾角校準過程中零點漂移值的測量方法
【專利說明】動中通衛(wèi)星天線傾角校準過程中零點漂移值的測量方法
[技術領域]
[0001] 本發(fā)明涉及動中通衛(wèi)星天線傾角校準，尤其涉及一種動中通衛(wèi)星天線傾角校準過 程中零點漂移值的測量方法。
[【背景技術】]
[0002] 動中通是"移動中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)"的簡稱。通過動中通系統(tǒng)，車輛、輪船、 飛機等移動載體在運動過程中可實時跟蹤衛(wèi)星等平臺，不間斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像等多 媒體信息，可滿足各種軍民用應急通信和移動條件下的多媒體通信的需要。作為動中通系 統(tǒng)的一個重要組成部分，動中通天線負責通信信號的接收和/或發(fā)送。如果天線能夠在載 體姿態(tài)和航向變化的情況下，始終對準所選定的通信衛(wèi)星，并且在信號瞬間丟失的情況下 迅速恢復通信。
[0003] 傾角測量裝置應用于自動跟蹤衛(wèi)星天線，用于實時檢測天線運動姿態(tài)，調(diào)整天線 的俯仰角和極化角，使得衛(wèi)星天線在運動的過程中保持準確對準衛(wèi)星。傾角校準裝置也大 量應用于無人機，自動平衡小車等。
[0004] 采用微機電系統(tǒng)（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)加速度傳感器可以 很方便地測量衛(wèi)星天線的俯仰角和極化角偏離。圖1顯示的基于MEMS技術的加速度傳感 器，因為這個傳感器緊緊貼在平板衛(wèi)星天線上，因此該傳感器測量的傾角和平板天線的傾 角是一致的。
[0005] 由于重力加速度始終垂直向下，那么3軸加速度計測量的值分別為：
【主權項】
1. 一種動中通衛(wèi)星天線傾角校準過程中零點漂移值的測量方法，其特征在于，衛(wèi)星天 線的底座放置到水平面上，慣性測量單元安裝在衛(wèi)星天線的天線上，零點漂移值的測量方 法包括以下步驟： 101、 調(diào)節(jié)天線俯仰角到某個角度，讀加速度計的3軸數(shù)據(jù)； 102、 天線在水平面內(nèi)順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動某一的角度，在轉(zhuǎn)動過程中，讀陀螺儀的3 軸數(shù)據(jù)，進行累加，得到轉(zhuǎn)動這個角度的陀螺儀累積值； 103、 重復步驟 101 和 102 共 n 次，得到 acc_xi, acc_yi, acc_zi，gyro_sum_zi, gyro_ sum_yi,其中i = l-n，n彡3 ;acc_xi是第i次測量的加速度計X軸的測量值，acc_yi是第 i次測量的加速度計Y軸的測量值，acc_zi是第i次測量的加速度計Z軸的測量值，gyro_ sum_zi是第i次測量的Z軸陀螺儀累積值，gyro_sum_yi是第i次測量的Y軸陀螺儀累積 值； 104、 通過加速度計計算的傾角（0 i_acc)為： tan ( 9 i_acc) = (acc_zi_acc_zOi)/(sqrt((acc_xi_acc_xOi)* (acc_xi_acc_ xOi)+(acc_yi-acc_yOi)*(acc_yi-acc_yOi))； 用陀螺計算出該位置的傾角（Q i_gyr〇)為： tan (9 i_gyro) = gyro_sum_yi/gyro_sum_zi ； 其中，acc_x0i, acc_y0i和acc_z0i分別為加速度計三個軸第i次測量的零點漂移值， 從加速度計的數(shù)據(jù)表中得到； 當 2tan( 9 i_gyro)_tan( 9 i_acc)]*[tan( 9 i_gyro)_tan( 9 i_acc)的值為最小時， 所代入的acc_x0i, acc_y0i和acc_z0i即測量得到的加速度計的零點漂移值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的測量方法，其特征在于，在不同的溫度環(huán)境下，重復步驟 101-105,得到復數(shù)個溫度漂移數(shù)據(jù)以后，采用多項式曲線擬合或者分段線性近似方法，得 到零點漂移隨著溫度變化的函數(shù)曲線。
3. 根據(jù)權利要求1所述的測量方法，其特征在于，在步驟101中，把俯仰最高限制角減 去俯仰最低限制角，然后除以（n-1)，得到每次俯仰角的調(diào)節(jié)角度。
4. 根據(jù)權利要求1所述的測量方法，其特征在于，在步驟102中，天線經(jīng)過n次旋轉(zhuǎn)，在 水平面內(nèi)順時針或者逆時針轉(zhuǎn)過的總角度>90°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動中通衛(wèi)星天線傾角校準過程中零點漂移值的測量方法，包括以下步驟：調(diào)節(jié)天線俯仰角到某個角度，讀加速度計的3軸數(shù)據(jù)；天線在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動某一的角度，讀陀螺儀的3軸數(shù)據(jù)，進行累加，得到轉(zhuǎn)動這個角度的陀螺儀累積值；重復以上步驟n次；通過加速度計計算的傾角(θi_acc)，用陀螺計算出該位置的傾角(θi_gyro)，當Σtan(θi_gyro)-tan(θi_acc)]×[tan(θi_gyro)-tan(θi_acc)的值為最小時，所代入的acc_x0i,acc_y0i和acc_z0i即測量得到的加速度計的零點漂移值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，測量精確、操作簡單，且能夠自動執(zhí)行。
【IPC分類】G01C21-16, G01C1-00, G01C25-00
【公開號】CN104807475
【申請?zhí)枴緾N201510173211
【發(fā)明人】胡名軍, 周曉輝
【申請人】深圳市宏騰通電子有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月14日