專利名稱：一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能使便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在戶外的任意環(huán)境下 進行衛(wèi)星的快速搜索、定位、以及交互通訊的搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法。
背景技術：
目前還未有一種方法能在任何戶外環(huán)境下，通過GPS方位信息計 算并快速準確地確定設備及衛(wèi)星所在的方位，能快速準確的尋星、定 位、追蹤、通訊功能，能根據(jù)用戶的要求任意改變尋星目標以及通訊 頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術問題是要提供一種快速搜尋衛(wèi)星位置，并且最終鎖 定衛(wèi)星的信號強度的搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法。
為了解決以上的技術問題，本發(fā)明提供了一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的
方法，該方法的步驟是
一、 粗調(diào)搜尋方法
A、 首先在天線俯仰角度不變情況下，進行水平方位角10度范 圍內(nèi)搜尋；
B、 控制天線水平方位的電機，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至 10度；
C、 仍未搜尋到衛(wèi)星信號，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復 步驟A、 B;
二、 細調(diào)搜尋方法
D、 找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中
心，以0. 1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進電機進行螺旋式 發(fā)散搜索；
E、 重復D步，直至俯仰、水平方位搜尋完l度范圍；
F、 無論在D、 E的步驟中任何一個俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星， 則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復D、 E步驟；
三、追蹤鎖定方法
G、 在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為 中心，以0.7度為步進控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動，并每次延時2 秒；
H、 以搜尋到衛(wèi)星的準確位置為中心，對該中心的上、下、左、 右四個方向依次進行信號強度檢測；
I、 當檢測到某個方向的信號強于該中心信號時，則以該方向的 信號為中心，重復步驟H。
本發(fā)明的優(yōu)越功效在于本發(fā)明提供的方法不僅能進行一般的尋 星工作，更能支持用戶攜帶便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在一些較惡劣的地形 氣候環(huán)境中正常工作，并且本發(fā)明的最大特點是快速、準確和穩(wěn)定。


圖l為本發(fā)明的工作流程圖2為實現(xiàn)本發(fā)明的硬件原理框圖。
具體實施例方式
請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明為便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)能在最短時間將包括 天線方位、俯仰、極化等調(diào)整到正確衛(wèi)星方位附近，為接下來的細調(diào) 尋星做準備，同時又要盡量保證在地形、天氣、方位準確度等因素并 不理想的情況下也能完成尋星任務，還要考慮到粗調(diào)搜尋方法的可兼
容搜索范圍等因素了。
本發(fā)明提供了一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，該方法的步驟是
一、 粗調(diào)搜尋方法
A、 首先在天線俯仰角度不變情況下，進行水平方位角10度范 圍內(nèi)搜尋；
B、 控制天線水平方位的電機，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至 10度；
C、 仍未搜尋到衛(wèi)星信號，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復 步驟A、 B;
該粗調(diào)搜尋方法首先在俯仰角度不變的情況下，通過改變方位角 度來搜索信號，搜索范圍在10度左右，每次電機調(diào)整在0.3度，當 完成一輪搜索后沒有發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信號，則略調(diào)整俯仰角度0. 2度來繼續(xù) 進行粗調(diào)搜尋；在IO度范圍內(nèi)沒有搜索到目標衛(wèi)星信號，則默認設 置加大粗調(diào)搜索范圍，以適應在各種不同地形中能夠搜索到目標衛(wèi)星 信號。
該粗調(diào)搜尋方法的優(yōu)點是一般在野外，即使地面不平整，但俯仰 儀可以大致檢測到這樣的無償，并在計算理論俯仰時可以作出補償， 所以俯仰相對于方位調(diào)整稍顯次要。本方法就是考慮到這一因素，在 粗調(diào)過程中較注重方位上的搜索，從而加快粗調(diào)尋星速度。
通過粗調(diào)搜尋方法找到了 一個粗略的衛(wèi)星方位后，通過第二步細 調(diào)搜尋方法來準確快速的對星。
二、 細調(diào)搜尋方法 .
D、 找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中 心，以0.1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進電機進行螺旋式 發(fā)散搜索；
E、 重復D步，直至俯仰、水平方位搜尋完l度范圍；
F、 無論在D、 E的步驟中任何一個俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星，
則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復D、 E步驟；如此循環(huán)搜索， 最終會找到一個信號最大值，而此值所對應的位置就是目標衛(wèi)星的正 確方位。
該細調(diào)搜尋方法的優(yōu)點是由于粗調(diào)搜尋方法找到的信號位置雖 然粗略但離正確位置也不會遠了，所以利用這樣的發(fā)散式搜索方法在 速度上是最為快速的；細調(diào)搜索精度變小，且每次位移幅度很小，保 證在氣候惡劣的環(huán)境，如大風使設備晃動所產(chǎn)生的搜索誤差變?。凰?索結果準確，因為搜索中心點在不斷調(diào)整移動，從而避免了因為搜索 精度高導致搜索范圍小的弊端，實際搜索范圍提高了，保證了所搜索 到的目標衛(wèi)星方位極為準確。
三、追蹤鎖定方法為了追蹤并鎖定已找到的衛(wèi)星信號，保證長時間 工作而信號不發(fā)生較大變化；由于便攜式衛(wèi)星通訊系統(tǒng)會隨環(huán)境、天 氣、人為等因素而發(fā)生微小的偏轉(zhuǎn)，導致信號漸漸變?nèi)酰藭r就需要 能檢測并鎖定最大信號的方位。
G、 在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為 中心，以0.7度為步進控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動，并每次延時2 秒；
H、 以搜尋到衛(wèi)星的準確位置為中心，對該中心的上、下、左、 右四個方向依次進行信號強度檢測；
I、 當檢測到某個方向的信號強于該中心信號時，則以該方向的 信號為中心，重復步驟H。
該追蹤鎖定方法的優(yōu)點是
1) 保證對衛(wèi)星信號強度為最大即當檢測到對衛(wèi)星信號相比原最大
信號值有微小偏轉(zhuǎn)時，本方法將自動開始追蹤信號，以保證信號永遠
處于最大狀態(tài)；
2) 調(diào)整時信號變化穩(wěn)定當本方法開始追蹤信號工作時，由于步進
精度極高，所以在追蹤過程中，不會出現(xiàn)大幅度的信號變化，由此能
避免在使用過程中信號不穩(wěn)定的情況發(fā)生；
3) 檢測精度極高由于在調(diào)整俯仰及方位電機時，會造成輕微的機 體振動現(xiàn)象，這樣的振動將會導致信號檢測跳變甚至是假值，尤其在 本方法中，此現(xiàn)象變的尤其重要；所以加入了調(diào)整延時的概念，即每 步進調(diào)整都將有2s左右的穩(wěn)定延時時間，之后再檢測信號強度，如 此就能保證調(diào)整的準確度；
4) 容錯機制當鎖定的信號發(fā)生大幅度下降的現(xiàn)象時，理論上會有 幾種可能性便攜式衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的擺放方位有變動、在極化設備前 方有遮擋物、設備故障?；谝陨峡赡苄裕偨Y出一個容錯機制，即 當信號發(fā)生大幅度下降甚至消失時，本方法將會計算一個1分鐘確認 的固定延時時間，在此段時間內(nèi)，本方法將會保持當前對星方位不變， 以等待信號的恢復；如果1分鐘后信號依然無法恢復則將視情況返回 到粗調(diào)搜尋方法或細調(diào)搜尋方法進行重新定位。
權利要求
1、一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，其特征在于該方法的步驟是一、粗調(diào)搜尋方法A、首先在天線俯仰角度不變情況下，進行水平方位角10度范圍內(nèi)搜尋；B、控制天線水平方位的電機，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至10度；C、仍未搜尋到衛(wèi)星信號，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復步驟A、B；二、細調(diào)搜尋方法D、找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中心，以0.1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進電機進行螺旋式發(fā)散搜索；E、重復D步，直至俯仰、水平方位搜尋完1度范圍；F、無論在D、E的步驟中任何一個俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星，則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復D、E步驟；三、追蹤鎖定方法G、在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為中心，以0.7度為步進控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動，并每次延時2秒；H、以搜尋到衛(wèi)星的準確位置為中心，對該中心的上、下、左、右四個方向依次進行信號強度檢測；I、當檢測到某個方向的信號強于該中心信號時，則以該方向的信號為中心，重復步驟H。
全文摘要
一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，該方法分三個步驟粗調(diào)搜尋方法；細調(diào)搜尋方法；追蹤鎖定方法。通過粗調(diào)搜尋方法找到了一個粗略的衛(wèi)星方位后，通過細調(diào)搜尋方法來準確快速的對星，追蹤并鎖定已找到的衛(wèi)星信號，保證長時間工作而信號不發(fā)生較大變化。本發(fā)明的優(yōu)點是不僅能進行一般的尋星工作，更能支持用戶攜帶便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在一些較惡劣的地形氣候環(huán)境中正常工作，并且本發(fā)明的最大特點是快速、準確和穩(wěn)定。
文檔編號H04B7/185GK101339435SQ20081004152
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權日2008年8月8日
發(fā)明者丁彥慶, 萬治民, 汪家齊 申請人:上海杰盛無線通訊設備有限公司