專利名稱：一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，特別涉及一種在無實(shí)時羅經(jīng)信號時可以保證正常搜索和跟蹤衛(wèi)星的動中通天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動中通是“移動中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡稱。通過動中通系統(tǒng)，車輛、輪船、飛機(jī)等移動的載體在運(yùn)動過程中可實(shí)時跟蹤地球同步衛(wèi)星等平臺，實(shí)時地不間斷地傳輸數(shù)據(jù)、圖像、語音等信息，可滿足在移動條件下的各種軍民用應(yīng)急通信的需要。動中通系統(tǒng)很好地解決了各種車輛、輪船等移動載體在運(yùn)動中通過地球同步衛(wèi)星，實(shí)時不斷地傳輸數(shù)據(jù)、語音、高清晰的動態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關(guān)，是通信領(lǐng)域的一次重大的突破，是當(dāng)前衛(wèi)星通信領(lǐng)域需求旺盛、發(fā)展迅速的應(yīng)用領(lǐng)域，在軍用民用兩個方面都有極為廣闊 的發(fā)展前景?！皠又型ā笔怯商炀€機(jī)架伺服系統(tǒng)和射頻通信系統(tǒng)兩部分組成。在天線機(jī)架伺服系統(tǒng)中，有多種不同的搜索跟蹤方式，它們的目的都是在載體運(yùn)動過程中，不斷的對載體的運(yùn)動變化進(jìn)行隔離，使天線不受其影響并始終對準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星。目前國內(nèi)常見的“動中通”天線保證在移動中正常使用的需求是有實(shí)時的GPS定位信號和羅經(jīng)信號，GPS信號用于獲得天線當(dāng)前所在的地理位置，羅經(jīng)信號用于獲得天線安裝載體的航行方向，即方位角的參考方向，進(jìn)而計算跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星需要的天線俯仰、方位角度值等理論參數(shù)。只有在GPS和羅經(jīng)信號都穩(wěn)定的情況下，天線才可以以計算的理論參數(shù)為參考，快速搜索和跟蹤衛(wèi)星，并且保證在天線移動的情況下，實(shí)時根據(jù)這兩個信息修正天線指向參數(shù)，達(dá)到“動中通”的目的。但是，所有的設(shè)備都不能保證100%的可用度，出現(xiàn)故障是不可避免的，相比之下，如果GPS信號中斷，我們可以通過手動輸入當(dāng)前位置的經(jīng)緯度使天線正常運(yùn)行，因?yàn)樵谙鄬^短的時間內(nèi)，即使安裝天線的平臺不停的移動，考慮到動中通天線安裝的平臺大部分是船艦，行駛速度不快的情況下，經(jīng)緯度變化也不會很大，同時通過經(jīng)緯度計算的天線俯仰值也不會出現(xiàn)很大的變化，不會對天線跟蹤造成嚴(yán)重影響。但是，如果羅經(jīng)信號中斷，天線安裝平臺行駛方向一旦發(fā)生改變，天線跟蹤衛(wèi)星的相對航向的水平指向角度也會發(fā)生很大變化，導(dǎo)致天線不能再正常搜索和跟蹤衛(wèi)星，影響了在突發(fā)情況下衛(wèi)星通信的可用度，埋伏了潛在的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，可以在羅經(jīng)信號中斷的情況下，保證動中通天線仍然能夠正常搜索和跟蹤衛(wèi)星。一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，包括天線控制單元、支架控制器、傳感器和天線方位電機(jī)，所述天線控制單元用以獲取航向值參數(shù)，并將所述參數(shù)傳送給所述支架控制器；所述傳感器實(shí)時采集方位數(shù)據(jù)并將所述方位數(shù)據(jù)傳送給所述支架控制器；所述支架控制器對接收到的天線控制單元傳送的航向值參數(shù)和傳感器傳送的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出當(dāng)前航向值，同時根據(jù)實(shí)時航向計算出天線水平指向需要改變的角度，并按照計算出的角度控制天線方位電機(jī)轉(zhuǎn)動。本實(shí)用新型提出的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，其中，所述支架控制器包括數(shù)據(jù)接收模塊、計算模塊和方位電機(jī)控制模塊；所述天線控制單元數(shù)據(jù)接收模塊用以接收天線控制單元傳送的航向值參數(shù)；所 述計算單元對接收到的所述航向值參數(shù)和所述傳感器傳送的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出當(dāng)前的航向值，同時根據(jù)實(shí)時航向值計算出天線水平指向需要改變的角度，并將所述角度傳輸給控制天線方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方位電機(jī)控制模塊。本實(shí)用新型提出的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，其中，所述傳感器為陀螺儀傳感器。本實(shí)用新型的有益效果在于，通過本實(shí)用新型提出的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，可以不需要外部羅經(jīng)信號實(shí)時輸入，只需要第一次輸入較準(zhǔn)確的航向數(shù)值，天線內(nèi)部即可通過計算模擬實(shí)時的航向信號，保證無羅經(jīng)輸入時天線的正常使用。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型中支架控制器的功能框圖。附圖標(biāo)記說明1_天線控制單元；2_支架控制器；21_數(shù)據(jù)接收模塊；22_計算模塊；23_方位電機(jī)控制模塊；3_天線方位電機(jī)；4_傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。參見圖I和圖2，本實(shí)用新型提出的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，包括天線控制單元I、支架控制器2、天線方位電機(jī)3和傳感器4。天線控制單元I可提供兩種工作模式，一種是“有羅經(jīng)信號輸入”模式，另一種是“無羅經(jīng)信號輸入”模式。當(dāng)羅經(jīng)信號狀態(tài)異常，無法正常使用時，即可采用“無羅經(jīng)信號輸入”模式。選擇該模式后，天線內(nèi)部的“航向值”參數(shù)只進(jìn)行一次采集，該采集方式可以手動輸入(在沒有羅經(jīng)信號輸入的情況時)，也可以是當(dāng)前輸入的羅經(jīng)信號值(如果羅經(jīng)故障為輸出信號不準(zhǔn)確，可以選擇關(guān)閉羅經(jīng)，在天線控制單元I中手動輸入航向，然后再切換至“無羅經(jīng)信號輸入”模式)。使用該模式進(jìn)行搜索跟蹤時，每次開始搜索時(包括天線跟蹤失敗后自動進(jìn)入新的搜索狀態(tài)和手動選擇天線進(jìn)入搜索狀態(tài))，天線支架控制器2采集一次航向值后，以這個航向?yàn)榛鶞?zhǔn)，通過傳感器4測得的方位角角加速度、角速度和初始的航向值進(jìn)行運(yùn)算，計算出當(dāng)前的航向值，并將這個值反饋給支架控制器2，同時這個值將作為下一次計算的基準(zhǔn)，計算實(shí)時的航向值。支架控制器2再通過這個實(shí)時的計算結(jié)果進(jìn)行搜索和跟蹤，達(dá)到一個模擬羅經(jīng)信號的功能，從而保證在無羅經(jīng)信號時天線依然可以正常使用。較佳地，本實(shí)用新型所述的傳感器4為陀螺儀傳感器，工作時，它可以計算出水平、俯仰和橫搖三個方向的角速度和角加速度，在“無羅經(jīng)信號輸入”模式工作狀態(tài)下，天線以第一次采集的航向值作為基準(zhǔn)，每秒通過陀螺儀傳感器計算的水平方向的角速度和角加速度，與前一個基準(zhǔn)做運(yùn)算，結(jié)果就是當(dāng)前的航向值，同時，該值作為新的基準(zhǔn)進(jìn)行下一秒數(shù)據(jù)的運(yùn)算，運(yùn)算的過程由機(jī)架控制器2內(nèi)部的計算模塊22完成，同時完成的還有根據(jù)實(shí)時航向計算出的天線水平指向需要改變的角度，完成后直接傳輸給機(jī)架控制器2上控制天線方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方位電機(jī)控制模塊23，作為天線新的航向參考。由于計算結(jié)果是不斷累計的，傳感器4采集的相關(guān)數(shù)據(jù)也不能保證非常的精確，所以，會出現(xiàn)誤差累計的情況，但是，具備“無羅經(jīng)信號輸入”工作模式的“動中通”天線可以在羅經(jīng)出現(xiàn)故障，暫時沒有羅經(jīng)信號的情況下，在較長的一段時間內(nèi)正常使用。而且上述誤差累計的問題，可以通過重新設(shè)置航向值，重新開始搜索就可以重新采集航向，作為新的基準(zhǔn)。而在任何情況下，航向值都可以通過機(jī)械羅盤，或者刻度較多的指南針來獲得，這兩種來源是很有保障的。甚至在地球磁場不穩(wěn)定，導(dǎo)致所有指向性設(shè)備都不能正常工作時，還可以通過參照物(比如太陽)估算大致航向，利用天線范圍搜索的能力達(dá)到搜索跟蹤的目的。總之，具備“無羅經(jīng)信號輸入”工作模式的“動中通”天線完全可以在沒有羅經(jīng)信號輸入的環(huán)境下正常使用，大大提高了 “動中通”天線在突發(fā)情況中的可用度，為更多的人提供了安全的保障。以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，其特征在于，包括天線控制單元、支架控制器、傳感器和天線方位電機(jī)，所述天線控制單元用以獲取航向值參數(shù)，并將所述參數(shù)傳送給所述支架控制器；所述傳感器實(shí)時采集方位數(shù)據(jù)并將所述方位數(shù)據(jù)傳送給所述支架控制器；所述支架控制器對接收到的天線控制單元傳送的航向值參數(shù)和傳感器傳送的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出當(dāng)前航向值，同時根據(jù)實(shí)時航向計算出天線水平指向需要改變的角度，并按照計算出的角度控制天線方位電機(jī)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述支架控制器包括數(shù)據(jù)接收模塊、計算模塊和方位電機(jī)控制模塊；所述數(shù)據(jù)接收模塊用以接收天線控制單元傳送的航向值參數(shù)；所述計算單元對接收到的所述航向值參數(shù)和所述傳感器傳送的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出當(dāng)前的航向值，同時根據(jù)實(shí)時航向值計算出天線水平指向需要改變的角度，并將所述角度傳輸給控制天線方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方位電機(jī)控制豐吳塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)， 其特征在于，所述傳感器為陀螺儀傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種含“無羅經(jīng)信號輸入”模式的動中通天線控制系統(tǒng)，包括天線控制單元、支架控制器、傳感器和天線方位電機(jī)，所述天線控制單元用以獲取航向值參數(shù)，并將所述參數(shù)傳送給所述支架控制器；所述傳感器實(shí)時采集方位數(shù)據(jù)并將所述方位數(shù)據(jù)傳送給所述支架控制器；所述支架控制器對接收到的天線控制單元傳送的航向值參數(shù)和傳感器傳送的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出當(dāng)前航向值，同時根據(jù)實(shí)時航向計算出天線水平指向需要改變的角度，并按照計算出的角度控制天線方位電機(jī)轉(zhuǎn)動。
文檔編號H01Q1/27GK202550072SQ20122022442
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者劉昕超, 孫卓越, 張忠艷, 彭源, 曲騰飛, 曹磊, 朱谞, 王堤, 范文陽, 趙勇, 韋要, 馬林, 高楊 申請人:北京大唐中和電子技術(shù)有限公司