船載衛(wèi)星天線及其跟蹤衛(wèi)星的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及動中通領域，尤其涉及一種船載衛(wèi)星天線及其跟蹤衛(wèi)星的方法。
【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、飛機等移動的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。動中通系統(tǒng)很好地解決了各種車輛、輪船等移動載體在運動中通過地球同步衛(wèi)星，實時不斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、高清晰的動態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關，是通信領域的一次重大的突破，是當前衛(wèi)星通信領域需求旺盛、發(fā)展迅速的應用領域，在軍民兩個領域都有極為廣泛的發(fā)展前景。載體在移動過程中，由于其姿態(tài)和地理位置發(fā)生變化，會引起原對準衛(wèi)星天線偏離衛(wèi)星，使通信中斷，因此必須對載體的這些變化進行隔離，使天線不受影響并始終對準衛(wèi)星。這就是天線穩(wěn)定系統(tǒng)要解決的主要問題，也是移動載體進行不間斷衛(wèi)星通信的前提。在載體運動過程中，測量出載體姿態(tài)的變化，通過數(shù)學平臺的運算，變換為天線的誤差角，通過伺服機構調(diào)整天線方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過程中天線對星在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射天線在載體運動中實時跟蹤地球同步衛(wèi)星。
[0003]現(xiàn)有技術是基于信號電平掃描跟蹤，利用衛(wèi)星信號強度隨天線指向誤差增大而減小的特性，通過不斷檢測衛(wèi)星信號強度來判斷衛(wèi)星的方向，以控制電機進行跟蹤，由于電機控制速度慢，故導致跟蹤速度慢、精度差；或者基于MEMS陀螺儀跟蹤，將陀螺儀測量到的偏航、俯仰方向上的角速度，傳遞到控制器，以驅(qū)動偏航、俯仰電機，以達到隔離載體的姿態(tài)變化干擾，實現(xiàn)天線對準衛(wèi)星。由于MEMS陀螺儀有測量的數(shù)據(jù)隨時間漂移、數(shù)據(jù)量化存在誤差的缺點，且控制過程存在滯后性，控制過程無法得到數(shù)據(jù)反饋，因此僅用MEMS陀螺儀進行跟蹤時，對星角度誤差無法得到糾正，導致誤差越來越大，會導致天線掉星、跟蹤失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種船載衛(wèi)星天線及其跟蹤衛(wèi)星的方法，以改善現(xiàn)有船載衛(wèi)星天線跟蹤衛(wèi)星時速度慢、精度差的問題。
[0005]本發(fā)明公開了一種船載衛(wèi)星天線跟蹤衛(wèi)星的方法，上述方法在天線對準衛(wèi)星后，實時檢測天線的偏航角速度及俯仰角速度，并同時執(zhí)行以下步驟:
[0006]步驟A:判斷檢測到的偏航角速度與預設的偏航角速度閥值的大小，并根據(jù)判斷結(jié)果及預設的偏航角跟蹤方式切換策略切換偏航角的跟蹤方式；
[0007]步驟B:判斷檢測到的俯仰角速度與預設的俯仰角速度閥值的大小，并根據(jù)判斷結(jié)果及預設的俯仰角跟蹤方式切換策略切換俯仰角的跟蹤方式。
[0008]進一步地，上述偏航角跟蹤方式切換策略具體為:
[0009]當偏航角的當前跟蹤方式為信號電平跟蹤，且檢測到的偏航角速度大于等于上述偏航角速度閥值時，將偏航角的跟蹤方式切換為MEMS陀螺儀跟蹤；
[0010]當偏航角的當前跟蹤方式為MEMS陀螺儀跟蹤，且檢測到的偏航角速度小于上述偏航角速度閥值時，將偏航角的跟蹤方式切換為信號電平跟蹤。
[0011]進一步地，上述俯仰角跟蹤方式切換策略具體為:
[0012]當俯仰角的當前跟蹤方式為信號電平跟蹤，且檢測到的俯仰角速度大于等于上述俯仰角速度閥值時，將俯仰角的跟蹤方式切換為MEMS陀螺儀跟蹤；
[0013]當俯仰角的當前跟蹤方式為MEMS陀螺儀跟蹤，且檢測到的俯仰角速度小于預設的俯仰角速度閥值時，將俯仰角的跟蹤方式切換為信號電平跟蹤。
[0014]進一步地，上述偏航角速度閥值為上述天線偏航角的跟蹤方式為信號電平跟蹤時所能跟蹤到的最大偏航角速度；上述俯仰角速度閥值為上述天線俯仰角的跟蹤方式為信號電平跟蹤時所能跟蹤到的最大俯仰角速度。
[0015]本發(fā)明還公開了一種船載衛(wèi)星天線，包括安裝在天線底部支架上的MEMS陀螺儀；上述天線還包括與上述MEMS陀螺儀連接的判決器及與判決器連接的跟蹤方式切換模塊；上述
[0016]MEMS陀螺儀，用于實時檢測天線的偏航角速度及俯仰角速度；
[0017]判決器，用于保存預設的偏航角速度閥值及俯仰角速度閥值；以及判斷上述MEMS陀螺儀檢測到的偏航角速度與偏航角速度閥值、俯仰角速度與俯仰角速度閥值的大小；
[0018]跟蹤方式切換模塊，用于保存偏航角跟蹤方式切換策略及俯仰角跟蹤方式切換策略；以及根據(jù)判決器的判決結(jié)果和保存的跟蹤方式切換策略切換偏航角及俯仰角的跟蹤方式。
[0019]進一步地，上述跟蹤方式切換模塊，用于在當前偏航角跟蹤方式為信號電平跟蹤，且檢測到的偏航角速度大于等于預設的偏航角速度閥值時，將偏航角的跟蹤方式切換為MEMS陀螺儀跟蹤；在當前俯仰角跟蹤方式為信號電平跟蹤，且檢測到的俯仰角速度大于等于預設的俯仰角速度閥值時，將俯仰角的跟蹤方式切換為MEMS陀螺儀跟蹤；以及在當前偏航角的跟蹤方式為MEMS陀螺儀跟蹤，且檢測到的偏航角速度小于預設的偏航角速度閥值時，將偏航角的跟蹤方式切換為信號電平跟蹤；在當前俯仰角的跟蹤方式為MEMS陀螺儀跟蹤，且檢測到的俯仰角速度小于預設的俯仰角速度閥值時，將俯仰角的跟蹤方式切換為信號電平跟蹤。
[0020]本發(fā)明根據(jù)衛(wèi)星天線的工作環(huán)境變化，采用不同的跟蹤方式，即在船體快速運動、擺動較大時采用MEMS陀螺儀跟蹤，在船體運行平穩(wěn)時采用信號電平跟蹤；極大的提高了船載動中通的跟蹤速度和跟蹤精度。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明所述船載衛(wèi)星天線跟蹤衛(wèi)星的方法的流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明所述船載衛(wèi)星天線的原理框圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]如圖1所示，是本發(fā)明所述船載衛(wèi)星天線跟蹤衛(wèi)星的方法流程圖；本實施例在天線對準衛(wèi)星后，執(zhí)行以下步驟:
[0026]步驟SlOl:實時檢測天線的偏航角速度V_yaw及俯仰角速度V_pitch ；
[0027]作為一個實施例，本發(fā)明中，天線的V_yaw及V_pitch是通過MEMS陀螺儀來實時檢測的；
[0028]本發(fā)明中，V_yaw與預設的偏航角速度最大閥值V_th_yaw及V_pitch與預設的俯仰角速度最大閥值V_th_pitch的比較是同時進行的；
[0029]步驟S102:判斷檢測到的V_yaw與預設的V_th_yaw的大小及偏航角的當前跟蹤方式F_yaw ;若為V_yaw彡V_th_yaw且F_yaw為信號電平跟蹤，則執(zhí)行步驟S103 ;若為V_yaw < V_th_yaw且F_yaw為MEMS陀螺儀跟蹤，則執(zhí)行步驟S104 ;若為V_yaw ^ V_th_yaw且F_yaw為MEMS陀螺儀跟蹤，或者V_ya