【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，具体为一种车载相控阵动中通天线跟踪方法。
技术介绍
1、卫星通信是地面通信的重要补充，卫星信号覆盖面广，尤其是在高山、雪地、沙漠等无地面信号覆盖的地方，卫星信号都可以覆盖到，尤其是地球同步轨道卫星，三颗地球同步轨道卫星就可以覆盖除地球南北极以外的地区。卫星位于地球大气层以外，不受地震、洪水等自然灾害的影响，通信稳定可靠。卫星通信距离远，通信延迟相对固定，可以将前方视频、语音信号发送到后方。
2、动中通系统是将卫星通信系统集成到车辆、船舶、飞机等载体上，具有通信距离远、组网快速、激动、灵活等优点。动中通系统在应急通信、新闻采访、作战指挥等军民领域均有广阔的应用前景。
3、车载动中通系统随车辆在地面行驶时通信，为了能在车辆行驶时保持稳定通信，需要实时根据车辆的姿态来控制天线的方位、俯仰、横滚和极化，使天线波束对准卫星方向。因此需要设计一种稳定、可靠、精确、复杂度小、成本低的车载动中通天线跟踪方法。
4、现有技术中，专利公开号为cn105045298a的专利技术专利，公开一种基于惯导系统量测滞后的动中通天线跟踪控制方法，通过惯导系统导航信息解算出当前天线俯仰轴和方位轴的驱动角度值；然后在每个天线驱动控制周期中，利用预设的超前驱动系数引入天线俯仰轴和方位轴的超前驱动补偿量，并发送给天线控制系统驱动天线转动，实现天线的跟踪补偿控制。该方法解决了惯导系统量测滞后导致天线系统跟踪延迟的问题，有效地提高了大动态下动中通天线的卫星跟踪精度。现有技术，解决的是跨周期的数据延迟，导致天线跟踪
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：解决车载动中通天线在运动和静止过程中，都能实现稳定可靠的卫星通信的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种车载相控阵动中通天线跟踪方法，包括以下步骤：
4、s100，组合惯导收敛后，每隔t1时间，根据所述组合惯导输出的方位角、俯仰角、横滚角、经度和纬度以及卫星所在经度信息，采用旋转矩阵，获取天线波束的方位角a、俯仰角e和极化角v；并将方位角a、俯仰角e和极化角v作为目标角，控制天线波束指向卫星；待信号接收器锁定后，初始化水平中心点h0＝a和垂直中心点v0＝e，进入跟踪状态；
5、s200，判断卫星信号是否处于遮挡状态，若否，则进入扫描跟踪模式，待所述扫描跟踪模式完成后，再次循环判断卫星信号是否处于遮挡状态；若是，则判断卫星信号是否完全遮挡且遮挡时间大于信号强度阈值；
6、s300，若否，则进入所述扫描跟踪模式，待所述扫描跟踪模式完成后，再次循环判断卫星信号是否处于遮挡状态；若是，则进入扫描卫星模式，待所述扫描卫星模式完成后，再次循环判断卫星信号是否处于遮挡状态。
7、在本专利技术的一实施例中，通过以下公式获取天线波束的方位角a、俯仰角e和极化角v：
8、
9、e＝arcsincnt(2,2)；
10、
11、式中，cnt(2,1)为天线坐标系到波束坐标系的旋转矩阵中第2行第1列中的元素，cnt(2,2)为天线坐标系到波束坐标系的旋转矩阵中第2行第2列中的元素，cnt(1,3)为天线坐标系到波束坐标系的旋转矩阵中第1行第3列中的元素，cnt(3,3)为天线坐标系到波束坐标系的旋转矩阵中第3行第3列中的元素；arctan为反正切函数，arcsin为反正弦函数。
12、在本专利技术的一实施例中，所述扫描跟踪模式为：
13、s210，以水平中心点为起点，向左扫描b°，记录从信号接收器获得的信号强度值agc_l，回到水平中心点，再向右扫描b°，记录从信号接收器获得的信号强度值agc_r，回到水平中心点；比较信号强度值大小，如果信号强度值agc_l大，则水平中心点向左偏转a°，更新水平中心点h′0＝h0-a°；如果信号强度值agc_r大，则起点角度向右偏转a°，更新水平中心点h′0＝h0+a°；如果信号强度值agc_l和信号强度值agc_r相等，则水平中心点不变；
14、s220，以垂直中心点为起点，向上扫描e°，记录从信号接收器获得的信号强度值agc_u，回到垂直中心点，再向下扫描e°，记录从信号接收器获得的信号强度值agc_d，回到垂直中心点；比较信号强度值大小，如果信号强度值agc_u大，则起点角度向上偏转c°，更新垂直中心点v′0＝v0+c°；如果信号强度值agc_d大，则起点角度向下偏转c°，更新垂直中心点v′0＝v0-c°；如果信号强度值agc_u和信号强度值agc_d相等，则垂直中心点不变；
15、s230，每间隔t1时间，根据组合惯导输出的方位角、俯仰角、横滚角、经度和纬度以及卫星所在经度信息，采用旋转矩阵，计算前一时刻天线波束的方位角a1和俯仰角e1，后一时刻天线波束的方位角a2和俯仰角e2，获取方位角差值δa和俯仰角差值δe，更新水平中心点h′0＝h0+δa，更新垂直中心点v′0＝v0+δe。
16、在本专利技术的一实施例中，卫星信号的遮挡状态判断包括：
17、如果组合惯导的gps卫星颗数大于5颗，且信号接收器的信号强度值agc值小于锁星阈值，则判断天线处于部分遮挡状态，则进入扫描跟踪模式；
18、如果组合惯导的gps卫星颗数小于5颗或者0颗，且信号接收器的信号强度值agc值小于锁星阈值或者信号接收器反馈失锁，则进入完全遮挡状态，如果完全遮挡间大于丢星阈值时间，则进入扫描卫星模式。
19、在本专利技术的一实施例中，所述锁星阈值为天线开机后转动一圈，每隔1s记录信号强度值agc值，停止转动后获取的信号强度值agc的平均值。
20、在本专利技术的一实施例中，所述丢星阈值时间为采用卫星波束3db波宽与组合惯导的陀螺漂移速度之比获取。
21、在本专利技术的一实施例中，所述扫描卫星模式包括：
22、s310，记录进入遮挡环境时间t，根据组合惯导方位向陀螺漂移速度ωh以及卫星水平向波束半波宽度φh，获取需要水平向扫描的最小角度为：φh＝φh-ωh*t；根据组合惯导俯仰向陀螺漂移速度ωv以及卫星垂直向波束半波宽带φv，获取需要垂直向扫描的最小角度为：φv＝φv-ωv*t；
23、s320，上下各扫描φv°、左右各扫描φh°，记录左右扫描过程中的左右卫星信号强度最大值m1，上下扫描过程中的上下星信号强度最大值m2，判断左右卫星信号强度最大值m1和上下星信号强度最大值m2是否都大于锁星阈值；
24、s330，若是，则更新水平中心点h0＝组合惯导的当前航向角，更新垂直中心点v0＝组合惯导的当前俯仰角，以及进入遮挡状态判断；若否，则返回步骤s320，继续扫描。
25、在本专利技术的一实施例中，所述信号接收器为信号调制解调器或卫星信号接收机。
26、在本专利技术的一实施例中，所述车载相控阵动中通天线跟踪方法采用双天线的组合惯导。
27、在本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，通过以下公式获取天线波束的方位角A、俯仰角E和极化角V：
3.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述扫描跟踪模式为：
4.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，卫星信号的遮挡状态判断包括：
5.根据权利要求4所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述锁星阈值为天线开机后转动一圈，每隔1s记录信号强度值AGC值，停止转动后获取的信号强度值AGC的平均值。
6.根据权利要求4所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述丢星阈值时间为采用卫星波束3dB波宽与组合惯导的陀螺漂移速度之比获取。
7.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述扫描卫星模式包括：
8.根据权利要求1、3和4任一所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述信号接收器为信号调制解调器或卫星信号接收机。<...
【技术特征摘要】
1.一种车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，通过以下公式获取天线波束的方位角a、俯仰角e和极化角v：
3.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述扫描跟踪模式为：
4.根据权利要求1所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，卫星信号的遮挡状态判断包括：
5.根据权利要求4所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述锁星阈值为天线开机后转动一圈，每隔1s记录信号强度值agc值，停止转动后获取的信号强度值agc的平均值。
6.根据权利要求4所述的车载相控阵动中通天线跟踪方法，其特征在于，所述丢星阈值时间为采用卫星波束3db波宽与组合惯导的陀螺漂移速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：储德成，武锡铜，邓庆勇，
申请(专利权)人：合肥若森智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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