一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统，该方法包括：实时接收机载惯性基准系统发送的位置姿态数据；基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测；总延迟时间差为每次从机载惯性基准系统发送数据至相控阵天线启动调整动作的间隔时长；基于预测生成的总延迟时间差之后的位置姿态数据，生成用于调控天线相位的波控码，以便控制相控阵天线进行波束指向和对星跟踪。本申请在当前已获取的位置姿态数据的基础上，进一步对系统的总延迟时间差之后的位置姿态数据进行更新预测，能够根据实时航姿确定出最为合适的卫星链路，有效提高对星跟踪的精确度和动态适应范围。高对星跟踪的精确度和动态适应范围。高对星跟踪的精确度和动态适应范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统


[0001]本申请涉及卫星通信
，特别涉及一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统。

技术介绍

[0002]在机载卫星通信中，多模架构的设计支持使用多种卫星系统，但是不同的卫星系统对跟踪精度的要求不一样。而当前，用于调控机载相控阵天线进行波束指向的位置姿态数据一般是从机载惯性基准系统获取的，实时准确度较差，限制了开环跟踪的精确度和准确度。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统，以便有效提高对星跟踪的实时精确度。
[0004]为解决上述技术问题，一方面，本申请公开了一种基于相控阵天线的对星跟踪方法，包括：
[0005]实时接收机载惯性基准系统发送的位置姿态数据；
[0006]基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测；所述总延迟时间差为每次从所述机载惯性基准系统发送数据至所述相控阵天线启动调整动作的间隔时长；
[0007]基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据，生成用于调控天线相位的波控码，以便控制所述相控阵天线进行波束指向和对星跟踪。
[0008]可选地，还包括：
[0009]确定当前所使用的目标基带板卡；
[0010]判断所述目标基带板卡所采用的是否为高轨道卫星系统；
[0011]若是，则开启针对所述总延迟时间差之后的位置姿态数据的预测功能，以便基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据生成波控码；
[0012]若否，则关闭针对所述总延迟时间差之后的位置姿态数据的预测功能，以便基于所述当前时刻的位置姿态数据生成波控码。
[0013]可选地，所述位置姿态数据包括经纬度数据和三维姿态数据。
[0014]可选地，所述总延迟时间差基于下述计算公式而确定：
[0015]t
d
＝t
IRS
+t
s
+t
b
+t
c
，；
[0016]其中，t
d
为所述总延迟时间差；t
IRS
为所述机载惯性基准系统的数据传输延迟时间；t
s
为位置姿态数据的预测时间；t
b
为波控码的生成时间；t
c
为波控控制时间。
[0017]可选地，所述基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测，包括：
[0018]基于下述预测公式，根据当前时刻和前一时刻的位置姿态数据计算总延迟时间差
之后的位置姿态数据：
[0019][0020]其中，为当前时刻的位置姿态数据；为前一时刻的位置姿态数据；为总延迟时间差之后的位置姿态数据；t
k
为当前时刻；t
k
‑1为前一时刻；t
d
为所述总延迟时间差。
[0021]又一方面，本申请还公开了一种基于相控阵天线的对星跟踪系统，包括：
[0022]数据获取模块，用于实时接收机载惯性基准系统发送的位置姿态数据；
[0023]位置姿态预测模块，用于基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测；所述总延迟时间差为每次从所述机载惯性基准系统发送数据至所述相控阵天线启动调整动作的间隔时长；
[0024]波控码计算模块，用于基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据，生成用于调控天线相位的波控码，以便控制所述相控阵天线进行波束指向和对星跟踪。
[0025]可选地，还包括：
[0026]设置在所述相控阵天线的调制解调与管理单元中的多块基带板卡和转接模块，所述转接模块用于将选定的目标基带板卡接入所述相控阵天线的发射单元；
[0027]所述波控码计算模块与所述转接模块连接，具体用于确定所述转接模块当前所连接的所述目标基带板卡，判断所述目标基带板卡所采用的是否为高轨道卫星系统；若是，则开启所述位置姿态预测模块的预测功能，以便基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据生成波控码；若否，则关闭所述位置姿态预测模块的预测功能，以便基于所述当前时刻的位置姿态数据生成波控码。
[0028]可选地，所述基带板卡包括第一基带板卡和第二基带板卡，其中，所述第一基带板卡采用高轨道卫星系统，所述第二基带板卡采用低轨道卫星系统。
[0029]可选地，还包括：
[0030]设置在所述相控阵天线的调制解调与管理单元中的管理模块，用于依据输入的板卡选接指令控制所述转接模块将选定的目标基带板卡接入所述相控阵天线的发射单元。
[0031]可选地，还包括：
[0032]与所述波控码计算模块连接的波控电路，用于依据所述波控码控制所述相控阵天线进行波束指向和对星跟踪。
[0033]本申请所提供的基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统所具有的有益效果是：本申请在当前已获取的位置姿态数据的基础上，进一步对系统的总延迟时间差之后的位置姿态数据进行更新预测，降低了从机载惯性基准系统发送数据至相控阵天线启动调整动作的这一间隔时间内数据变化而产生的控制误差，能够根据实时航姿确定出最为合适的卫星链路，有效提高对星跟踪的精确度和动态适应范围。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性
劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。
[0035]图1为本申请实施例公开的一种基于相控阵天线的对星跟踪方法的流程图；
[0036]图2为本申请实施例公开的一种基于相控阵天线的对星跟踪系统的结构框图。
具体实施方式
[0037]本申请的核心在于提供一种基于相控阵天线的对星跟踪方法及系统，以便有效提高对星跟踪的实时精确度。
[0038]为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0039]一般地，在飞机、直升机等使用卫星通信系统(卫通系统)的飞行器上，通常安装有机载惯性基准系统(Inertial Reference System，IRS)。惯性基准系统是一种由惯性器件组成的既能提供运载体的真航向和姿态角基准、又能提供导航数据的系统。但是，申请人在实际应用中发现，因机载惯性基准系统的时延问题限制了对星跟踪的精度。鉴于此，本申请提供了一种对星跟踪方案，可有效解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相控阵天线的对星跟踪方法，其特征在于，包括：实时接收机载惯性基准系统发送的位置姿态数据；基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测；所述总延迟时间差为每次从所述机载惯性基准系统发送数据至所述相控阵天线启动调整动作的间隔时长；基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据，生成用于调控天线相位的波控码，以便控制所述相控阵天线进行波束指向和对星跟踪。2.根据权利要求1所述的对星跟踪方法，其特征在于，还包括：确定当前所使用的目标基带板卡；判断所述目标基带板卡所采用的是否为高轨道卫星系统；若是，则开启针对所述总延迟时间差之后的位置姿态数据的预测功能，以便基于预测生成的所述总延迟时间差之后的位置姿态数据生成波控码；若否，则关闭针对所述总延迟时间差之后的位置姿态数据的预测功能，以便基于所述当前时刻的位置姿态数据生成波控码。3.根据权利要求1所述的对星跟踪方法，其特征在于，所述位置姿态数据包括经纬度数据和三维姿态数据。4.根据权利要求1所述的基于相控阵天线的对星跟踪方法，其特征在于，所述总延迟时间差基于下述计算公式而确定：t
d
＝t
IRS
+t
s
+t
b
+t
c
，；其中，t
d
为所述总延迟时间差；t
IRS
为所述机载惯性基准系统的数据传输延迟时间；t
s
为位置姿态数据的预测时间；t
b
为波控码的生成时间；t
c
为波控控制时间。5.根据权利要求1至4任一项所述的对星跟踪方法，其特征在于，所述基于当前时刻和之前历史时刻的位置姿态数据，对总延迟时间差之后的位置姿态数据进行预测，包括：基于下述预测公式，根据当前时刻和前一时刻的位置姿态数据计算总延迟时间差之后的位置姿态数据：其中，为当前时刻的位置姿态数据；为前一时刻的位置姿态数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞，石中立，
申请(专利权)人：中电科航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：