一种动载体上方位转动范围受限的天线自适应解绕方法技术

本发明专利技术公开了一种动载体上方位转动范围受限的天线自适应解绕方法，属于卫星通信天线技术领域。本方法采用多圈绝对式码盘进行轴角采集，并采用角度软件分区的方法通过软件方式实现方位角度的分区；通过目标地理角到目标甲板角的转换计算，得到两个目标甲板角A

【技术实现步骤摘要】
360.0
º
)；（5）对方位目标甲板角进行分区处理，分别得到正区和负区的两个方位目标甲板角A
P
、A
N
，其中A
N =360
ºꢀ-ꢀ
A
P
；（6）根据动载体的规划航向以及当前方位甲板角，在不超出方位甲板角范围的前提下，依据保证天线单次连续跟踪锁定时间最长的原则，规划出方位最优路径；（7）依据方位最优路径进行目标跟踪，跟踪过程中，实时判断方位解绕是否满足解绕条件；（8）根据航向变化，在解绕过程中实时判断方位命令甲板角是否存在过零的情况；若方位命令甲板角的正区命令角度超过180
°
，则将正区命令角度减360
°
；若方位命令甲板角的负区命令角度超过-180
°
，则将负区命令角度加360
°
；最终得到最优方位命令角度；（9）根据最优方位命令角度，驱动方位轴运动到位，天线恢复跟踪锁定；完成方位解绕。
[0007]进一步的，所述多圈绝对式码盘的位数为18位，圈数为13圈，总编码值为2
18
×213
，即2
31
；多圈绝对式码盘将测得的码值通过CAN总线以10ms定时进行上报。
[0008]进一步的，天线的方位轴实际运动范围为-330.0
°
~330.0
°
。
[0009]进一步的，步骤（2）的具体方式为：（201）将码盘测得的码值换算为角度值；（202）若步骤（201）的角度值大于720.0r/>º
，则减去720.0
º
的整数倍，若角度值小于0，则加上720.0
º
的整数倍，从而将角度值换算至0~720.0
º
范围内；（203）以0~720.0
º
的区间中点作为零点，将0~720.0
º
范围内的角度值换算为-360.0
º
~360.0
º
范围内的角度值。
[0010]进一步的，步骤（6）中，天线依据方位最优路径，在靠近方位零点且远离方位限位的位置执行跟踪。
[0011]进一步的，步骤（7）中：方位运动到顺限开始解绕的条件为：方位甲板角接近角度软件分区的顺限位角度，或者方位甲板角大于320
°
并且方位电顺限位状态为真；方位运动到逆限开始解绕的条件为：方位甲板角接近角度软件分区的逆限位角度，或者方位甲板角小于-320
°
并且方位电逆限位状态为真。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1）本专利技术采用软件分区的方法替代了方位分区硬件开关，简化了硬件线路复杂，提高了可靠性，同时降低了成本。
[0013]2）本专利技术采用了方位捕获路径最优控制方案，隔离了航向路径变化因素，大大提高了天线使用效率。
[0014]3）本专利技术采用了方位自适应解绕控制，隔离姿态变化对方位命令角度的影响，提高了方位解绕后天线快速恢复通信的能力。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例中自适应解绕方法的方位轴角编码处理流程图。
[0016]图2是本专利技术实施例中自适应解绕方法的方位最优路径的控制处理流程图。
[0017]图3是本专利技术实施例中自适应解绕方法的方位自适应解绕控制处理流程图。
[0018]图4是本专利技术实施例中自适应解绕方法的整体流程图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0020]一种动载体上方位转动范围受限天线的自适应解绕方法，其采用多圈绝对式码盘进行轴角采集，并采用角度软件分区的方法通过软件方式实现方位角度的分区；通过目标地理角到目标甲板角的转换计算，得到正区和负区的两个目标甲板角A
P
、A
N
；再根据规划航向选择方位最优初始捕获位置A
P
或A
N
，保证天线跟踪锁定时间最长；最后，根据方位当前角度以及航向变化，按照方位解绕处理机制规划出方位最短运动距离，最短时间内恢复跟踪锁定。
[0021]如图4所示，其具体步骤如下：数据采集需要采集的数据包括载体位置信息、载体姿态信息、卫星信息、天线轴角信息等。其中，载体位置信息包括经度、纬度等；载体姿态信息包括航向、横摇角、纵摇角等；卫星信息包括卫星经度、频率、极化方式等；天线轴角信息包括方位轴角、俯仰轴角、交叉轴角、极化轴角等。所有数据通过CAN总线定时上报到伺服控制器。
[0022]其中，方位轴角采用多圈绝对式码盘，并通过CAN总线以10ms定时快速上报到伺服控制器。
[0023]②
方位轴角角度分区如图1所示，采用角度软件分区的方法通过软件方式实现方位角度的分区，经过方位码盘数据采集、角度换算(0, 720.0
º
)、超范围处理、范围转换等处理，得到分区后的角度范围(-360.0
º
, 360.0
º
)，方位轴实际运动范围[-330.0
º
, 330.0
º
]。
[0024]③
理论角度计算伺服控制器根据采集的载体位置信息和卫星信息，实时计算、更新目标理论角度，包括方位理论角、俯仰理论角和极化理论角。
[0025]④
坐标转换伺服控制器根据采集的载体姿态信息和天线轴角信息，进行目标地理角到目标甲板角的转换计算，得到方位目标甲板角[0.0, 360.0
º
)。
[0026]⑤
方位命令角度分区由于方位甲板角存在分区，同一个命令甲板角会对应方位轴的两个角度位置，所以伺服控制器需要根据方位命令角度进行分区处理，分别得到正区和负区的两个方位目标甲板角A
P
、A
N
，其中A
N =360
ꢀ-ꢀ
A
P
。
[0027]方位捕获路径最优控制如图2所示，伺服控制器根据规划航向以及当前方位甲板角A
curr
，在不超出方位甲板角范围的前提下，依据保证天线单次连续跟踪锁定时间最长的原则，规划出进行方位最优路径，即
⑤
计算得到的正区角度A
P
或负区角度A
P
；默认情况下，天线方位最优路径在靠近方位零点远离方位限位的位置执行跟踪；
⑦
解绕条件判断
如图3所示，跟踪过程中伺服控制软件实时判断方位解绕是否满足解绕条件。其中：方位运动到顺限开始解绕的条件：方位甲板角接近软件顺限位角度，或者方位甲板角大于320
º
并且方位电顺限位状态为真（即到电顺限位）。
[0028]方位运动到逆限开始解绕的条件：方位甲板角接近软件逆限位角度，或者方位甲板角小于-320
°
并且方位电逆限位状态为真（即到电逆限位）；上述判断条件考虑了冗余设计，在判断电限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动载体上方位转动范围受限的天线自适应解绕方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采用多圈绝对式码盘测量方位角码值，并建立角度软件分区，其中，正区为0~360.0
º
，负区为-360.0
º
~0；（2）根据码值将方位角换算为-360.0
º
~360.0
º
范围内的分区角度；（3）根据动载体的位置信息和卫星信息，计算跟踪目标的方位理论角、俯仰理论角和极化理论角；（4）通过目标地理角到目标甲板角的转换计算，得到方位目标甲板角，范围为[0, 360.0
º
)；（5）对方位目标甲板角进行分区处理，分别得到正区和负区的两个方位目标甲板角A
P
、A
N
，其中A
N =360
ºꢀ-ꢀ
A
P
；（6）根据动载体的规划航向以及当前方位甲板角，在不超出方位甲板角范围的前提下，依据保证天线单次连续跟踪锁定时间最长的原则，规划出方位最优路径；（7）依据方位最优路径进行目标跟踪，跟踪过程中，实时判断方位解绕是否满足解绕条件；（8）根据航向变化，在解绕过程中实时判断方位命令甲板角是否存在过零的情况；若方位命令甲板角的正区命令角度超过180
°
，则将正区命令角度减360
°
；若方位命令甲板角的负区命令角度超过-180
°
，则将负区命令角度加360
°
；最终得到最优方位命令角度；（9）根据最优方位命令角度，驱动方位轴运动到位，天线恢复跟踪锁定；完成方位解绕。2.根据权利要求1所述的一种动载体上方位转动范围受限的天线自适应解绕方法，其特征在于，所述多圈绝对式码盘的位数为18位，圈数为13圈，总编...

【专利技术属性】
技术研发人员：马吉文，李东升，李胜，王京城，张振庄，耿大孝，田景兵，闫少雄，宫玉松，郭云玲，李洪强，杨亚军，程东起，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：