專利名稱：一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于衛(wèi)星通信技術領域，尤其是涉及一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)。
背景技術：
當各種意外重大公共事件突如其來，現場的通信設施遭到嚴重破壞而無法開通， 或者當地原來就無通信實施，或者因為某些原因發(fā)生通信堵塞時，為對突發(fā)事件地區(qū)實施 有效的緊急救援，需要對現場的大量信息進行分析，統(tǒng)一部署，合理配置救災資源，迅速、高 效、有序地進行處置，最大限度地減少人員傷亡和財產損失，保障人民群眾的基本生活，維 護社會穩(wěn)定。在這種背景下，應急衛(wèi)星通信方案就是最好的選擇，因為它能夠不受地域限 制，快速對準通信衛(wèi)星，迅速建立通信鏈路，進行遠距離的語音、圖像和數據通信，更快捷方 便地服務于事發(fā)現場的指揮處置，直接關系到國家和人民群眾的切身利益。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種全自 動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其設計合理、使用操作簡便且控制天線對星精度 高、對星速度快，能在各類應急衛(wèi)星通信站天線控制中使用，使衛(wèi)星天線能夠快速而準確地 對準衛(wèi)星，迅速建立星地通信鏈路。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種全自動尋星便攜式衛(wèi) 星通信站天線控制系統(tǒng)，其特征在于包括對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)信息進行實時檢 測的狀態(tài)信息檢測單元、對安裝在衛(wèi)星通信站天線上的電機執(zhí)行機構進行驅動控制繼而實 現對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)進行相應調整的電機驅動單元、對狀態(tài)信息檢測單元所檢 測信息進行分析處理并根據分析處理結果向電機驅動單元發(fā)出相應控制信號的運算處理 器、與運算處理器進行雙向通信的人機交互控制單元和對運算處理器所輸出的控制信號進 行放大處理并相應對電機驅動單元進行驅動控制的放大驅動控制單元，所述狀態(tài)信息檢測 單元接運算處理器，所述運算處理器分別與人機交互控制單元和放大驅動控制單元相接， 所述放大驅動控制單元與電機驅動單元相接；所述狀態(tài)信息檢測單元、運算處理器、人機交 互控制單元、放大驅動控制單元和電機驅動單元形成一個控制系統(tǒng)。所述狀態(tài)信息檢測單元包括對所述通信衛(wèi)星天線的方位、俯仰和極化角度分別進 行實時檢測的角度信息檢測單元、對所述通信衛(wèi)星天線的天線平臺所處當地地理位置的經 緯度進行實時檢測的GPS定位系統(tǒng)、對所述天線平臺的傾斜角度進行實時檢測的電子羅盤 和對所述表示衛(wèi)星信標信號強度的AGC電壓進行實時檢測的信標接收機，所述角度信息檢 測單元、GPS定位系統(tǒng)、電子羅盤和信標接收機均接運算處理器。所述人機交互控制單元為PDA。所述角度信息檢測單元為分別安裝在所述通信衛(wèi)星天線的方位軸、俯仰軸和極化 器軸上的電位測角器。[0008]所述電機驅動單元包括分別對所述衛(wèi)星通信站天線的方位軸、俯仰軸和極化器軸 進行驅動的方位電機、俯仰電機和極化電機，所述方位電機和俯仰電機為步進電機，所述極 化電機為直流減速電機。所述GPS定位系統(tǒng)與運算處理器間通過RS232接口進行連接。本實用新型與現有技術相比具有以下優(yōu)點1、結構簡單、設計合理且安裝布設方便，制作成本低，使用操作簡便。2、控制準確、對應精度高且智能化程度高，各組件共同構成一個完整的控制系統(tǒng)， 通過運算控制器的核心作用，不但使系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行，還可以迅速、準確地自動完成通信 天線的對星工作，建立衛(wèi)星與地球站的通信鏈路，進行高質量的遠程通信業(yè)務。3、對星快速且實用價值高，本實用新型與衛(wèi)星通信地球站的其它電子設備，組成 一套高性能、高自動化的新型衛(wèi)星通信設備，可以在各類應急衛(wèi)星通信天線控制中使用，使 衛(wèi)星天線快速而準確地對準衛(wèi)星，迅速建立星地通信鏈路，實施音視頻和數據傳輸，進行遠 程通信O4、推廣應用價值高，通過本實用新型替代衛(wèi)星通信中原來對星的手動操作，不僅 省時省力，而且減少了失誤，提升了準確性和設備的自動化水平，從而使便攜式衛(wèi)星通信設 備在各種應急通信中，更具可靠性、靈活性和適用性，為保證通信的不間斷和應急事件的有 效處置，提供快捷和高質量的支持服務，其經濟效益與社會效益非常明顯。綜上所述，本實用新型設計合理、使用操作簡便且對星精度高、對星速度快，能在 各類應急衛(wèi)星通信中使用，使衛(wèi)星天線能夠快速而準確地對準衛(wèi)星，迅速建立星地通信鏈 路。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型的電路框圖。圖2為本實用新型運算處理器的控制方法流程圖。附圖標記說明1-狀態(tài)信息檢測單元；1-1-角度信息檢測單 1-2-GPS定位系統(tǒng)；元；1-3-電子羅盤；1-4-信標接收機； 2-運算處理器；3-人機交互控制單元；4-放大驅動控制單元；5-電機驅動單元。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)信息進行實時檢測的 狀態(tài)信息檢測單元1、對安裝在衛(wèi)星通信站天線上的電機執(zhí)行機構進行驅動控制繼而實現 對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)進行相應調整的電機驅動單元5、對狀態(tài)信息檢測單元1所 檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果向電機驅動單元5發(fā)出相應控制信號的運算 處理器2、與運算處理器2進行雙向通信的人機交互控制單元3和對運算處理器2所輸出的 控制信號進行放大處理并相應對電機驅動單元5進行驅動控制的放大驅動控制單元4，所 述狀態(tài)信息檢測單元1接運算處理器2，所述運算處理器2分別與人機交互控制單元3和放大驅動控制單元4相接，所述放大驅動控制單元4與電機驅動單元5相接。所述狀態(tài)信息 檢測單元1、運算處理器2、人機交互控制單元3、放大驅動控制單元4和電機驅動單元5形 成一個控制系統(tǒng)。本實施例中，所述狀態(tài)信息檢測單元1包括對所述通信衛(wèi)星天線的方位、俯仰和 極化角度分別進行實時檢測的角度信息檢測單元1-1、對所述通信衛(wèi)星天線的天線平臺所 處當地地理位置的經緯度進行實時檢測的GPS定位系統(tǒng)1-2、對所述天線平臺的傾斜角度 進行實時檢測的電子羅盤1-3和對所述表示衛(wèi)星信標信號強度的AGC電壓進行實時檢測的 信標接收機1-4，所述角度信息檢測單元1-1、GPS定位系統(tǒng)1-2、電子羅盤1-3和信標接收 機1-4均接運算處理器2。所述人機交互控制單元3為PDA，PDA用于接收用戶指令并對天 線狀態(tài)信息進行同步顯示。所述角度信息檢測單元1-1為分別安裝在所述通信衛(wèi)星天線的方位軸、俯仰軸和 極化器軸上的電位測角器。所述電機驅動單元5包括分別對所述衛(wèi)星通信站天線的方位 軸、俯仰軸和極化器軸進行驅動的方位電機、俯仰電機和極化電 機，所述方位電機和俯仰電 機為步進電機，所述極化電機為直流減速電機。所述放大驅動控制單元4包括對所述步進 電機進行放大驅動的步進電機驅動器或步進電機繼電器和對所述直流減速電機進行放大 驅動的直流減速電機驅動器，所述步進電機驅動器或步進電機繼電器和所述直流減速電機 驅動器分別與所述步進電機和直流減速電機相接。所述GPS定位系統(tǒng)1-2與運算處理器2 間通過RS232接口進行連接。實際使用過程中，角度信息檢測單元1-1用于檢測衛(wèi)星通信站天線的狀態(tài)信息， 主要包括衛(wèi)星通信站天線的方位、俯仰和極化角度信息，且角度信息檢測單元1-1檢測所 得的信號為模擬信號，并通過運算處理器2對其所檢測信息進行模數轉換與分析處理。所 述GPS定位系統(tǒng)1-2用于檢測天線平臺所處的地理位置信息，并通過RS232接口將所檢測 信息同步傳送至運算處理器2，為運算處理器2提供衛(wèi)星通信站天線平臺所在位置的經緯 度，運算處理器2根據所檢測出的地理位置信息，計算出衛(wèi)星通信站天線對準衛(wèi)星的方位 及俯仰角。所述電子羅盤1-3用于檢測衛(wèi)星通信站天線平臺的姿態(tài)信息，具體是用電子羅 盤1-3檢測天線的傾斜角度，其傾斜角度分為左、右傾斜和上、下傾斜兩類角度，將這兩類 傾斜角檢測輸出并以數字信號的方式傳送至運算處理器2，運算處理器2用上述傾斜角度 數據計算衛(wèi)星通信站天線初次對準衛(wèi)星時，方位及俯仰角的修正補償。所述信標接收機1-4 用于檢測通信衛(wèi)星信標信號的強度，當天線對準通信衛(wèi)星時，信標接收機1-4所接收到的 信號最強，AGC電壓值達到最大；當天線偏離通信衛(wèi)星時，信標接收機1-4所接收到的信號 降低，AGC電壓減小，根據AGC電壓的大小判斷衛(wèi)星通信站天線偏離通信衛(wèi)星的程度，AGC電 壓經過A/D轉換器轉換為數字量后通過RS232接口送至運算處理器2。所述PDA(個人數碼設備)用于接收用戶的控制指令和顯示衛(wèi)星通信站天線的狀 態(tài)信息，具體是將狀態(tài)信息檢測單元1檢測得到的衛(wèi)星通信站天線的方位角度、俯仰角度、 極化角度、地理位置信息和AGC電壓經運算處理后。通過PDA進行同步顯示；同時，用戶對 衛(wèi)星通信站天線進行操作時，所要發(fā)出的用戶指令，通過PDA操作界面輸入并傳送到運算 處理器2，進行人機交互。通過PDA操作界面向運算處理器2輸入用戶指令時，其操作步驟 如下先點擊“菜單”上的“參數設置”，進入到參數設置的界面，用戶可以設置本地參數和衛(wèi) 星參數，在本地參數中若GPS定位系統(tǒng)1-2工作狀態(tài)正常，即通過PDA顯示當地的經緯度信息；若GPS定位系統(tǒng)1-2工作狀態(tài)異常，則用戶可以通過選擇調用存儲在PDA內數據庫中的 全國各地的經緯度信息，或由用戶自己輸入當地的經緯度信息；對衛(wèi)星參數進行設置時，用 戶只要選擇所對準衛(wèi)星的名稱和極化方式即可，或由用戶輸入衛(wèi)星的定位經度和衛(wèi)星的頻 率，本地參數和衛(wèi)星參數設置完后點擊“確定”，回到“主菜單”，由用戶選擇是自動尋星還是 手動尋星，若自動尋星即可點擊“確定”，運算處理器2進行自動的對星工作；選擇手動尋星 則由用戶點擊相應的方向，控制電機驅動單元5運轉。所述驅動控制單元4與運算處理器2相連接，用于對運算處理器2送來的控制信 號進行放大處理，使之可以驅動大功率器件(即電機驅動單元5)。所述運算處理器2用于對狀態(tài)信 息檢測單元1所檢測的信息和通過PDA輸入的用 戶指令進行運算處理，并向放大驅動控制單元4發(fā)出控制信號。其具體工作流程是所述狀 態(tài)信息檢測單元1將檢測得到的當地經緯度信息和衛(wèi)星通信站天線平臺的傾斜信息同步 傳送至運算處理器2 (也可由用戶輸入或調用PDA數據庫中存儲的當地經緯度信息傳送運 算至運算處理器2)；運算處理器2對傳來的當地經緯度信息和天線平臺傾斜信息進行數據 處理，并相應推算得出衛(wèi)星通信站天線對準所選通信衛(wèi)星的方位、俯仰角和極化角的理論 值，并將上述角度信息理論值進行處理運算轉化為向放大驅動控制單元4所輸出的控制信 號并發(fā)送至放大驅動控制單元4，隨后通過放大驅動控制單元4對電機驅動單元5分別進行 控制并最終驅動衛(wèi)星通信站天線運轉到與上述理論值對應的方位、俯仰位置。隨后，運算處 理器2再根據預先設置的方位及俯仰角度范圍，控制衛(wèi)星通信站天線按設定的范圍進行方 位和俯仰掃描，并檢測判斷所述信標接收機1-4的AGC電壓，判斷此時所檢測得出的AGC電 壓值是否為AGC電壓最大值，若此時所檢測得出的AGC電壓值已經為AGC電壓最大值，則說 明衛(wèi)星通信站天線準確對準通信衛(wèi)星；否則，應再次進行調整。這樣，在運算處理器2的控 制下，衛(wèi)星通信站天線自動尋找并跟蹤通信衛(wèi)星，準確完成對星任務。 結合圖2，實際控制過程中，運算處理器2先接收GPS定位系統(tǒng)1-2 (具體是GPS接 收機)和電子羅盤1-3的當前值，且運算處理器2根據所接收的上述兩個數值計算此位置 衛(wèi)星通信站天線對準所選通信衛(wèi)星的方位、俯仰和極化角的理論值，然后控制驅動電機驅 動單元5轉向此角度，并且將數據發(fā)送給PDA ；然后，接收信標接收機1-4的當前AGC電壓 值，同時接收方位、俯仰和極化角度的當前值并計算出電機驅動單元5需轉動的角度并相 應對電機驅動單元5進行控制，隨后觀察信標接收機1-4的AGC電壓是否最大，如果最大， 則對星完成；若未達到最大值則將此時衛(wèi)星通信站天線的狀態(tài)信息發(fā)送給PDA并重新接收 AGC電壓進行比較尋找最大點(即則繼續(xù)掃描)，直到找到最大點為止。另外，所述運算處 理器2產生的對安裝在極化器軸上的驅動電機進行控制的極化控制信號，控制天線饋源極 化調整，使天線極化與衛(wèi)星天線極化相符。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特征在于包括對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)信息進行實時檢測的狀態(tài)信息檢測單元(1)、對安裝在衛(wèi)星通信站天線上的電機執(zhí)行機構進行驅動控制繼而實現對衛(wèi)星通信站天線的工作狀態(tài)進行相應調整的電機驅動單元(5)、對狀態(tài)信息檢測單元(1)所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果向電機驅動單元(5)發(fā)出相應控制信號的運算處理器(2)、與運算處理器(2)進行雙向通信的人機交互控制單元(3)和對運算處理器(2)所輸出的控制信號進行放大處理并相應對電機驅動單元(5)進行驅動控制的放大驅動控制單元(4)，所述狀態(tài)信息檢測單元(1)接運算處理器(2)，所述運算處理器(2)分別與人機交互控制單元(3)和放大驅動控制單元(4)相接，所述放大驅動控制單元(4)與電機驅動單元(5)相接；所述狀態(tài)信息檢測單元(1)、運算處理器(2)、人機交互控制單元(3)、放大驅動控制單元(4)和電機驅動單元(5)形成一個控制系統(tǒng)。
2.按照權利要求1所述的一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特征在 于所述狀態(tài)信息檢測單元(1)包括對所述通信衛(wèi)星天線的方位、俯仰和極化角度分別進 行實時檢測的角度信息檢測單元(1-1)、對所述通信衛(wèi)星天線的天線平臺所處當地地理位 置的經緯度進行實時檢測的GPS定位系統(tǒng)(1-2)、對所述天線平臺的傾斜角度進行實時檢 測的電子羅盤(1-3)和對所述表示衛(wèi)星信標信號強度的AGC電壓進行實時檢測的信標接收 機(1-4)，所述角度信息檢測單元(1-1)、GPS定位系統(tǒng)(1-2)、電子羅盤(1-3)和信標接收 機(1-4)均接運算處理器(2)。
3.按照權利要求1或2所述的一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特 征在于所述人機交互控制單元(3)為PDA。
4.按照權利要求2所述的一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特征在 于所述角度信息檢測單元(1-1)為分別安裝在所述通信衛(wèi)星天線的方位軸、俯仰軸和極 化器軸上的電位測角器。
5.按照權利要求1或2所述的一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特 征在于所述電機驅動單元(5)包括分別對所述衛(wèi)星通信站天線的方位軸、俯仰軸和極化 器軸進行驅動的方位電機、俯仰電機和極化電機，所述方位電機和俯仰電機為步進電機，所 述極化電機為直流減速電機。
6.按照權利要求2所述的一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，其特征在 于所述GPS定位系統(tǒng)(1-2)與運算處理器(2)間通過RS232接口進行連接。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動尋星便攜式衛(wèi)星通信站天線控制系統(tǒng)，包括狀態(tài)信息檢測單元、電機驅動單元、對狀態(tài)信息檢測單元所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果向電機驅動單元發(fā)出相應控制信號的運算處理器、與運算處理器進行雙向通信的人機交互控制單元和對運算處理器所輸出的控制信號進行放大處理并相應對電機驅動單元進行驅動控制的放大驅動控制單元；所述狀態(tài)信息檢測單元、運算處理器、人機交互控制單元、放大驅動控制單元和電機驅動單元形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實用新型設計合理、使用操作簡便且控制對星精度高、對星速度快，能在各類應急衛(wèi)星通信站天線控制中使用，使衛(wèi)星天線能夠快速而準確地對準衛(wèi)星，迅速建立星地通信鏈路。
文檔編號G05D3/00GK201638084SQ20102016994
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2010年4月23日
發(fā)明者劉效鋒 申請人:西安歐賽通信科技有限公司