舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法技术

本发明专利技术属于卫星通信天线应用技术领域，涉及到一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法。该预测方法是根据舰船实际结构建立舰船平台几何模型，计算天线遮挡区域；依据海况信息，得出舰船横纵摇角度，对卫星通信天线遮挡区域算法进行修正；计算舰位卫星通信天线的仰角与方位角；通过数据对比预测卫星通信天线受遮挡的航向。本发明专利技术充分考虑了电波绕射对卫星通信天线遮挡的影响，并结合海上卫星通信特点，能够基于舰船平台障碍物对卫星通信天线遮挡区域的计算结果，准确预测舰船受遮挡航向，为舰船载卫星通信天线的设计、安装提供参考依据，为舰船航行中根据预测结果及时调整航向提供参考，为卫星通信天线伺服系统提供天线切换的辅助参数。

【技术实现步骤摘要】
舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法
本专利技术属于卫星通信天线应用
，涉及到一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法。
技术介绍
卫星通信具有通信距离远，传输容量大，覆盖范围广等优点，是海上舰船实现远程通信的主要手段。舰船载卫星通信天线受遮挡是影响舰船卫星通信效果的重要因素之一，卫星通信天线被遮挡会引起通信信号衰落，严重时会导致通信中断。目前，常用的卫星通信天线遮挡预测并未考虑电波的绕射特性，只是将电波传播看作简单的射线传播，导致遮挡区域计算误差较大。且现有方法未结合海上应用的特殊环境，无法对船舶晃动条件下的卫星通信天线遮挡区计算结果进行有效修正。本专利技术基于舰船平台障碍物对卫星通信天线遮挡区域的计算结果，预测舰船受遮挡航向，可为舰船载卫星天线的设计、安装提供参考依据，可为舰船航行中根据预测结果及时调整航向提供参考建议，为天线伺服系统提供天线切换的辅助参数。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种基于菲涅尔区特性的舰船载卫星通信天线受遮挡航向预测方法，结合海上平台应用的特殊环境，不断修正计算结果，为海上船舶规避卫星通信天线遮挡提供可靠的定量分析。本专利技术的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法，其特征在于，步骤一、根据舰船实际结构，建立舰船平台几何模型：作一条平面垂直于卫星通信天线与障碍物轴线的连线，将障碍物在该平面上投影，得到障碍物的等效高度h与二分之一等效宽度w，并以卫星通信天线位置为基准，得出障碍物轴线相对与卫星通信天线的舷角Q0、距离l与高度差Δh；多障碍物时，每个障碍物分别考虑，对于不规则障碍物，看作是多个障碍物的组合；其中，h、w、l和Δh的单位为米，Q0的单位为度；步骤二、基于第一菲涅尔区特性，计算第一菲涅尔半径：利用步骤一中的数据进行近似计算，见公式(1)：

【技术特征摘要】
1.一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法，其特征在于，步骤一、根据舰船实际结构，建立舰船平台几何模型：作一条平面垂直于卫星通信天线与障碍物轴线的连线，将障碍物在该平面上投影，得到障碍物的等效高度h与二分之一等效宽度w，并以卫星通信天线位置为基准，得出障碍物轴线相对与卫星通信天线的舷角Q0、距离l与高度差Δh；多障碍物时，每个障碍物分别考虑，对于不规则障碍物，看作是多个障碍物的组合；其中，h、w、l和Δh的单位为米，Q0的单位为度；步骤二、基于第一菲涅尔区特性，计算第一菲涅尔半径：利用步骤一中的数据进行近似计算，见公式(1)：其中，F1为第一菲涅尔半径，单位为米；c为光速，单位为米/秒；f为通信频率，单位为赫兹；步骤三、分析障碍物边缘的遮挡情况，计算水平调整距离x与竖直调整距离y的函数关系：设当第一菲涅尔区仅受障碍物上边缘遮挡时，波束中心到障碍物上边缘距离为d1，到侧边缘距离为d2，则得到x与y的在对称点左侧的函数关系，见公式(2)；其中，x、y、d1和d2的单位为米；根据对称性求出x与y的在对称点右侧的函数关系，对称轴的表达式见公式(3)：y＝d1+d2-x(3)步骤四、利用卫星通信天线遮挡区域算法，计算遮挡舷角Q与卫星通信天线最小仰角θmin的函数关系：Q和θmin的单位为弧度，最小仰角θmin与遮挡舷角Q的函数关系：其中，式(4)中参数y的计算见公式(5)：步骤五、根据当前舰船位置、航向、航速参数，计算预测舰船位置：设当前舰船位置坐标当前航向A(t)、航速v(t)均随时间变化，则经过时间t后，预测舰船位置坐标为分别见公式(6)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海勇，刘冠邑，徐池，贺寅，韩东，马迁，田晓铭，李梁，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军大连舰艇学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21