跟蹤系統(tǒng)、跟蹤方法及程序的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于跟蹤目標物的跟蹤系統(tǒng)、跟蹤方法及程序。
【背景技術】
[0002]以往，基于預先得到的衛(wèi)星軌道預測值來控制天線的驅動軸，并使天線的波束方向跟蹤衛(wèi)星。
[0003]專利文獻1所公開的三軸控制天線裝置進行如下動作，在天線的波束方向為設定仰角以下時，對分別驅動控制的三軸的驅動輸入中的兩軸的驅動輸入提供輸入，在天線的波束方向為設定仰角以上時，向所有三軸的驅動輸入提供輸入。接著，在切換到三軸驅動后，向三軸中特定的軸的驅動輸入提供由三軸的當前值的運算求得的該特定的軸的值。
[0004]專利文獻2所公開的衛(wèi)星跟蹤天線驅動控制裝置利用程序跟蹤方式，每隔規(guī)定的時間間隔來計算出指向衛(wèi)星的程序預測角度，其中，程序跟蹤方式為如下方法:基于預先得到的衛(wèi)星軌道預測信息來驅動方位/仰角安裝方式或X/Y安裝方式的天線來跟蹤衛(wèi)星。另夕卜，在基于程序預測角度預測到衛(wèi)星通過天頂附近的情況下，將X/Y坐標選為用于插值處理的坐標，該插值處理用于以比上述時間間隔要短的時間間隔來計算出指向衛(wèi)星的程序指令角度。
現(xiàn)有技術文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利特開平7-202541號公報專利文獻2:日本專利特開2001-237629號公報

【發(fā)明內容】

發(fā)明所要解決的技術問題
[0006]例如，在衛(wèi)星環(huán)繞準天頂軌道的8字軌道的情況下，若天線的天頂位于8字內側，且驅動方位軸及仰角軸以控制天線的波束方向，則方位角旋轉360度以上，因此需要重新卷繞電纜。也就是說，對一個衛(wèi)星設置一個天線的情況下，天線無法始終與衛(wèi)星進行通信。另外，準天頂衛(wèi)星的軌道會因擾動而稍向東西方向移動，因此天線的天頂可能位于8字內側也可能位于8字外側。在天線的天頂位于8字外側的情況下，無需重新卷繞電纜，但在天線的天頂位于8字內側的情況下，需要如上所述那樣重新卷繞電纜。在使用X/Y安裝方式的天線的情況下，即使天線的天頂位于8字內側也無需重新卷繞電纜，但天線裝置會變大。
[0007]本發(fā)明鑒于上述情況而得以完成，其目的在于，跟蹤目標物而無需重新卷繞電纜。 解決技術問題所采用的技術手段
[0008]為了達成上述目的，本發(fā)明的跟蹤系統(tǒng)驅動天線的驅動軸來使天線的波束方向跟蹤目標物以從目標物接收信號，該跟蹤系統(tǒng)具備旋轉判斷部、軌道判斷部以及跟蹤部。旋轉判斷部基于各時刻下的目標物的位置的預測值、即軌道預測值，來判斷跟蹤目標物的天線的方位角是否在預定時間內超過預定旋轉范圍來進行旋轉。在旋轉判斷部判斷為超過旋轉范圍來進行旋轉的情況下，軌道判斷部判斷基于軌道預測值的目標物的推定位置、或基于目標物的軌道信息及天線的波束方向的目標物的推定位置是否位于方位角從基準值超過旋轉范圍來進行旋轉、且在將驅動軸的方位軸的角度設為方位角所能取的預定值的狀態(tài)下能驅動驅動軸的交叉仰角軸(cross elevat1n axis)的可驅動范圍內。在旋轉判斷部判斷為超過旋轉范圍來進行旋轉時目標物的推定位置位于可驅動范圍內的期間，跟蹤部在將方位軸的角度設定為預定值的狀態(tài)下，根據基于所接收到的信號而生成的表示天線的波束方向的誤差的角度誤差信號、或軌道預測值，來驅動驅動軸的仰角軸及交叉仰角軸，使天線的波束方向跟蹤目標物，在旋轉判斷部判斷為超過旋轉范圍來進行旋轉時目標物的推定位置不在可驅動范圍內的期間，或者旋轉判斷部判斷為未超過旋轉范圍來進行旋轉的情況下，根據角度誤差信號或軌道預測值來驅動方位軸及仰角軸，以使得天線的波束方向跟蹤目標物。
發(fā)明效果
[0009]根據本發(fā)明，在目標物的推定位置位于如下范圍內的期間，將方位軸的角度設為預定值，以驅動天線的驅動軸，從而能跟蹤目標物而無需重新卷繞電纜，所述范圍是跟蹤目標物的天線的方位角從基準值超過旋轉范圍來進行旋轉、且在將方位軸的角度設為上述范圍中方位軸所能取得的預定值的狀態(tài)下能驅動交叉仰角軸的范圍。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的跟蹤系統(tǒng)的結構例的框圖。
圖2是表示實施方式1所涉及的天線的安裝結構互相的關系的示意圖。
圖3是表示實施方式1所涉及的天線的示例的圖。
圖4是實施方式1中的電纜卷取機構的立體圖。
圖5是實施方式1中的電纜卷取機構的立體圖。
圖6是將實施方式1中的AZ軸旋轉45度后的電纜卷取機構的立體圖。
圖7是將實施方式1中的AZ軸旋轉180度后的電纜卷取機構的立體圖。
圖8是將實施方式1中的AZ軸旋轉270度后的電纜卷取機構的立體圖。
圖9是表示實施方式1的衛(wèi)星軌道的示例的圖。
圖10是表示AZ角的旋轉示例的圖。
圖11是表示AZ角的旋轉示例的圖。
圖12是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖13是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖14是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖15是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖16是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖17是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖18是表示實施方式1中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖19是表示實施方式1所涉及的跟蹤系統(tǒng)所進行的驅動控制動作的一個示例的流程圖。
圖20是表示本發(fā)明的實施方式2中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。 圖21是表示實施方式2中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖22是表示實施方式2中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖23是表示實施方式2中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖24是表示本發(fā)明的實施方式3中的天線與衛(wèi)星軌道之間的位置關系的示例的圖。
圖25是表示實施方式3所涉及的跟蹤系統(tǒng)所進行的驅動控制動作的一個示例的流程圖。
圖26是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的跟蹤系統(tǒng)的物理結構例的框圖。
【具體實施方式】
[0011]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。另外，對圖中相同或相當的部分標注相同的標號。
[0012]實施方式1
圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的跟蹤系統(tǒng)的結構例的框圖。跟蹤系統(tǒng)1使天線3的波束方向跟蹤目標物，以從目標物接收信號。此處，作為一個示例，將繞軌道運行的衛(wèi)星作為目標物。實施方式1所涉及的跟蹤系統(tǒng)1具備跟蹤部2以及判斷部22，其中，該跟蹤部2計算用于跟蹤衛(wèi)星的各驅動軸的角度指令值或誤差量，進行天線3的驅動軸的驅動控制，該判斷部22判斷兩軸控制與三軸控制的切換。
[0013]跟蹤部2具備:供電裝置11、跟蹤接收器12、運算處理部13、切換兩軸控制與三軸控制的切換部17、以及獲取軌道預測值的預測值獲取部21。供電裝置11根據衛(wèi)星信號檢測出基準信號與誤差信號，跟蹤接收器12根據基準信號與誤差信號來對兩軸的角度誤差信號進行解調、檢波。運算處理部13對各驅動軸的角度指令值或誤差量進行運算處理，以用于使天線3的波束方向跟蹤目標物。跟蹤部2還具備:將電動機驅動電力提供給各驅動部以對各驅動軸進行控制的交叉仰角伺服運算部(以下稱作xEL伺服運算部)18 ;仰角伺服運算部(以下稱作EL伺服運算部)19 ;以及方位伺服運算部(以下稱作AZ伺服運算部)20。
[0014]運算處理部13具備:對角度誤差信號進行坐標轉換處理的坐標轉換部14、基于天線3的波束方向來計算方位軸(以下稱作AZ軸)的角度的AZ指令運算部15、以及對程序跟蹤模式下的各驅動軸的角度指令值進行運算處理的程序運算部16。運算處理部13從交叉仰角驅動部(以下稱作xEL驅動部)31、仰角驅動部(以下稱作EL驅動部)32、以及方位驅動部(以下稱作AZ驅動部)33接收實際角度。
[0015]天線3具備驅動各驅動軸的xEL驅動部31、EL驅動部32以及AZ驅動部33。圖2是表示實施方式1所涉及的天線的安裝結構互相的關系的示意圖。天線3具備AZ軸4、仰角軸(以下稱為EL軸)5以及交叉仰角軸(以下稱為xEL軸)6這三個軸的驅動軸。AZ軸4支承于基部8，能夠相對于基部8繞垂直線旋轉。在以下的說明中，將AZ軸4的角度設為AZ角，將EL軸5的角度設為EL角，將xEL軸6的角度設為xEL角。AZ軸4主要起到跟蹤天線3的AZ角的作用。EL軸5安裝于AZ軸4，能夠相對于AZ軸4繞與AZ軸4正交的線旋轉。EL軸5起到跟蹤EL角的作用。xEL軸6安裝于EL軸5，能夠在某個角度范圍內相對于EL軸5繞與EL軸5正交的軸旋轉。xEL軸6的旋轉角度范圍比EL軸5的旋轉角度范圍要小。天線3固定于xEL軸6。能夠利用AZ軸4、EL軸5、xEL軸6將天線3的波束方向7朝向任意方向。天線3的波束方向7通過驅動AZ軸4、EL軸5、xEL軸6的三軸控制、或驅動AZ軸4、EL軸5的兩軸控制來進行控制，以跟蹤目標物。
[0016]供電裝置11根據天線3所具備的至少一個以上的供電部接收到的衛(wèi)星信號來生成基準信號及誤差信號，并發(fā)送給跟蹤接收器12。跟蹤接收器12基于誤差信號與基準信號的相位差及振幅比來輸出角度誤差信號ΔΧ、ΔΥ。圖3是表