一种用于将终端的天线对准卫星的方法及相应系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于将终端的天线对准卫星的方法，包括：从卫星接收定位信息和速度信息，其中所述定位信息描述卫星的位置并且所述速度信息描述卫星的速度；根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向；以及将终端的天线调整为所述额定定向。本发明专利技术还涉及一种相应的系统。通过本发明专利技术，可以准确地确定卫星的当前位置，从而将终端的天线准确地对准卫星。

【技术实现步骤摘要】
一种用于将终端的天线对准卫星的方法及相应系统
本专利技术总体而言涉及卫星领域中的天线自动跟踪技术，具体而言，涉及一种用于将终端的天线对准卫星的方法。此外，本专利技术还涉及一种用于将终端的天线对准卫星的系统。
技术介绍
随着卫星制造水平的提高，卫星体积逐渐减小，且制造成本逐渐降低，这使得更多企业可以参与到卫星制造产业中来。随着商业航天兴起，未来将会有越来越多的卫星发射升空，与此相对应的是，与卫星配套的地面终端需求必将愈加旺盛。终端作为卫星与地面交互的系统，对卫星能力的发挥具有至关重要的作用。对于地球同步轨道卫星，其卫星位置相对地面不变，卫星终端电线可以定向安置无需跟踪移动。但是，目前在轨以及后续的卫星大多都不在地球同步轨道上，即卫星位置相对地面有相对移动，终端天线波束范围有限，必须持续跟踪对准卫星，才能保证卫星与终端进行有效数据传送，因而，有必要在终端天线上采用自动跟踪方法，以保证有效的数据交互。目前的终端天线自动跟踪技术都是根据卫星下发的信号强度进行跟踪，即根据卫星信号信标强度或者卫星信号强度AGC(自动增益控制)水平进行跟踪。例如专利“卫星天线自动跟踪卫星的方法及装置”(CN103715508A)、“一种船载动中通的天线跟踪的方法”(CN108052122A)、“一种卫星信号的自动追踪系统”(CN107885233A)、“一种渔船用自动跟踪卫星电视天线”(CN102938502A)、“移动式卫星跟踪天线系统的控制方法”(CN100423362C)、“移动卫星自动跟踪控制装置”(CN2697665Y)、“智能化便携式卫星通信地球站及其控制方法”(CN1968048A)都采用卫星信号强度水平作为终端天线跟踪的依据条件。该自动跟踪方法具有操作简单的优点，但该方法具有以下缺点：一、信号水平强度易受环境干扰，信号强度受各种因素影响波动较大，以至于容易因电磁干扰而不能收发信号，或者跟踪不准确导致信号质量差，增加了误码率，对于高速运动的低轨卫星和窄波束终端/天线，情况更为糟糕；二、通常终端大部分时间不能与卫星建立有效通信，而终端无法预知卫星位置，将持续开机搜索，对于能源有限的终端，例如海洋浮标终端，该方法难以适应。因此，需要一种能够准确地跟踪卫星的方法。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于将终端的天线对准卫星的方法和系统，通过该方法和/或该系统，可以准确地确定卫星的当前位置，从而将终端的天线准确地对准卫星。根据本专利技术，该任务通过一种用于将终端的天线对准卫星的方法来解决，该方法包括：从卫星接收定位信息(如初始位置信息)和速度信息，其中所述定位信息描述卫星的位置并且所述速度信息描述卫星的速度；根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向；以及将终端的天线调整为所述额定定向。在本专利技术的一个优选方案中规定，所述额定定向包括终端相对于卫星的俯仰角和方位角。通过调整所述两个角度，终端的天线可以准确地定位到卫星。其它表征定向的参数也是可设想的。在本专利技术的另一优选方案中规定，根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向包括：根据所述定位信息和速度信息进行轨道预测计算；以及根据所述轨道预测计算确定终端的额定定向。通过该优选方案，可以预测卫星的轨道，从而预测卫星当前的位置，进而将终端的天线准确地定位到卫星。在本专利技术的又一优选方案中规定，该方法还包括：在终端不能与卫星进行有效数据交互时关断所述终端。通过该优选方案，可以关闭无法与卫星进行有效通信的卫星，从而节省资源和能源。在本专利技术的一个扩展方案中规定，所述定位信息接收自全球卫星定位系统和/或北斗卫星导航系统。目前的GPS/北斗定位精度可以达到几米，轨道预测精准模型根据GPS/北斗数据预测一个月轨道误差小于1km，利用卫星分发的状态信息可以实现卫星位置的高精度跟踪。在本专利技术的第二方面，前述任务通过一种用于将终端的天线对准卫星的系统来解决，该系统包括：通信模块，其被配置为向终端发送定位信息和速度信息，其中所述定位信息描述卫星的位置并且所述速度信息描述卫星的速度；轨道外推模块，其被配置为根据所述定位信息和速度信息进行轨道预测计算；角度计算模块，其被配置为根据所述轨道预测计算确定终端相对于卫星的俯仰角和方位角；以及天线控制模块，其被配置为将终端的天线调整为所述俯仰角和方位角。在本专利技术的一个优选方案中规定，所述定位信息接收自全球卫星定位系统和/或北斗卫星导航系统。在本专利技术的一个扩展方案中规定，所述系统被用于低轨道卫星。应当指出，本专利技术同样适用于其它类型的卫星、如高轨卫星。附图说明下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本专利技术。图1示出了根据本专利技术的用于将终端的天线对准卫星的方法的一个实施例的流程；以及图2示出了根据本专利技术的用于将终端的天线对准卫星的系统的示意图。具体实施方式应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。在本专利技术中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本专利技术的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。在此还应当指出，在本专利技术的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。另外，本专利技术的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。本专利技术提出了一种基于卫星信息分发的终端天线自动跟踪方法。其原理为：卫星利用星上携带的GPS/北斗等定位装置定位自身位置，并在与终端通信时将自身位置、速度下发给终端，终端对位置、速度数据进行轨道预测计算，并根据自身位置(静态终端可初始设定，动态终端可安装GPS/北斗模块进行位置更新)，实时计算卫星与终端的俯仰角和方位角，指引终端天线对卫星进行对准，并在与卫星不能建立有效数据交互时，对终端相关模块进行断电或者休眠操作。下面阐述根据本专利技术的方案。图1示出了根据本专利技术的用于将终端的天线对准卫星的方法的一个实施例100的流程，其中虚线框表示可选步骤。在步骤102，输入卫星初始位置和速度信息，轨道外推模块根据输入信息计算卫星位置数据。在步骤104，根据所述卫星位置数据，确定终端的额定定向。在步骤106，根据计算的额定定向，判断终端能否接受额定定向的卫星信号，以此判断是否能够进行数据交互，根据判断结果跳转至步骤108\步骤104或者步骤110。在终端不能与卫星进行有效数据交互时，跳转至可选步骤108，关断所述终端。由此可以节省能源，步骤108非选时，上述步骤106直接跳至104。在能够与卫星进行交互情况下，跳转至步骤110，将终端的天线调整为所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将终端的天线对准卫星的方法，包括：从卫星接收定位信息和速度信息，其中所述定位信息描述卫星的位置并且所述速度信息描述卫星的速度；根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向；以及将终端的天线调整为所述额定定向。

【技术特征摘要】
1.一种用于将终端的天线对准卫星的方法，包括：从卫星接收定位信息和速度信息，其中所述定位信息描述卫星的位置并且所述速度信息描述卫星的速度；根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向；以及将终端的天线调整为所述额定定向。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述额定定向包括终端相对于卫星的俯仰角和方位角。3.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述定位信息和速度信息确定终端的额定定向包括：根据所述定位信息和速度信息进行轨道预测计算；以及根据所述轨道预测计算确定终端的额定定向。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在终端不能与卫星进行有效数据交互时关断所述终端。5.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立，梁旭文，刘会杰，朱野，张璇，杨杰峰，边小龙，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海,31