一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法與流程

本發明屬于衛星通信領域，涉及一種VSAT(小型衛星終端站)天線衛星捕獲方法，尤其涉及一種無航向羅經數據的基于AEC座架(方位俯仰和交叉水平三軸)的船載動中通VSAT天線方位跟蹤的方法。

背景技術：

目前，船用天線系統衛星捕獲多采用坐標變換方案，在坐標變換方案中需要獲得載體的縱搖角、橫搖角和艏搖角，經過坐標變換，才能求得俯仰和方位在天線坐標系下的控制角度。載體的縱搖角、橫搖角和艏搖角，需要高精度慣導系統提供，成本較高，不適合于在漁船等民用船舶中使用。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，技術方案如下：

所述一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：通過船載VSAT天線驅動機構，控制天線姿態測量單元橫滾和俯仰軸系所在平面平行于水平平面；

步驟2：使用GNSS和星歷解算出當前地理位置對應的捕獲衛星的理論極化角、俯仰角和方位角；

步驟3：使用步進電機調整極化角至理論極化角位置，使用步進電機調整俯仰角至理論俯仰角位置，使用無刷電機調整方位角至理論方位角位置；

步驟4：判斷船載VSAT天線系統AGC電平是否高于設定的門限電平V_gate，若是，說明衛星捕獲完成，隨后進入衛星跟蹤階段；若否，轉向步驟5；

步驟5：以理論方位角為中心，以當地地理坐標系下的角速度和角度進行方位掃描，其中速度反饋采用天線姿態測量單元中的方位角速率陀螺，位置反饋采用角速率陀螺積分；在掃描過程中，判斷AGC電平是否大于設定的門限電平V_gate，若是，則說明衛星捕獲完成，若否，則進一步判斷掃描是否完成，若否，則繼續掃描，若是，則以α角步進，擴大掃描范圍；當掃描范圍大于360度，仍沒有捕獲衛星，則尋星失敗。

進一步的優選方案，所述一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，其特征在于：步驟5中步進角α取值為α＝kθ，其中θ為方位位置反饋的精度，k為冗余度。

進一步的優選方案，所述一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，其特征在于：步驟1中天線姿態測量單元橫滾和俯仰軸系所在平面平行于水平平面的判斷依據為天線姿態測量單元中橫滾和俯仰傾角儀測量角度值為零。

進一步的優選方案，所述一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，其特征在于：步驟3中判斷天線極化角、方位角和俯仰角是否到位的判斷依據為：極化角和俯仰角通過步進電機計步確定到位，方位角通過電子羅盤反饋判斷到位。

有益效果

本發明的有益效果為：

1.本方案，實現簡單，不需要增加硬件電路；

2.由于方位速度和位置反饋均為對地速度和位置，因此在大動態情況下，仍能保證衛星的快速、正確捕獲；

3.不需要精確的方位絕對位置反饋，降低系統成本。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本方法的流程圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

為了能夠在漁船等民用船只中低成本、快速實現衛星捕獲，本發明提出了一種船載VSAT天線系統衛星捕獲方法，包括以下步驟：

步驟1：通過船載VSAT天線驅動機構(俯仰和橫滾無刷電機)，控制天線姿態測量單元橫滾和俯仰軸系所在平面平行于水平平面；判斷依據為天線姿態測量單元中橫滾和俯仰傾角儀測量角度值為零；

步驟2：使用GNSS和星歷解算出當前地理位置對應的捕獲衛星的理論極化角、俯仰角和方位角；

步驟3：使用步進電機調整極化角至理論極化角位置，使用步進電機調整俯仰角至理論俯仰角位置，使用無刷電機調整方位角至理論方位角位置；判斷是否到位的判斷依據為：極化角和俯仰角通過步進電機計步確定到位，方位角通過電子羅盤反饋判斷到位；

步驟4：判斷船載VSAT天線系統AGC電平是否高于設定的門限電平V_gate，若是，說明衛星捕獲完成，隨后進入衛星跟蹤階段；若否，轉向步驟5；這里設定的門限電平V_gate通過預設衛星數據庫實現，衛星數據庫中存儲有對應衛星的AGC電平門限值；

步驟5：以理論方位角為中心，以當地地理坐標系下的角速度和角度進行方位掃描，其中速度反饋采用天線姿態測量單元中的方位角速率陀螺，位置反饋采用角速率陀螺積分；在掃描過程中，判斷AGC電平是否大于設定的門限電平V_gate，若是，則說明衛星捕獲完成，若否，則進一步判斷掃描是否完成，若否，則繼續掃描，若是，則以α角步進，擴大掃描范圍；當掃描范圍大于360度，仍沒有捕獲衛星，則尋星失敗。

其中，步驟5中步進角α的大小取決于方位位置反饋的精度θ，即步進角α取值為α＝kθ，k為冗余度，可取1.2-1.5。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。