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《移動衛(wèi)星通信捷聯(lián)式天線穩(wěn)定系統(tǒng)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第!"卷第#期宇航學(xué)報$%&’!"(%’#!))!年*月+%,-./&%0123-%./,3452678379:7-!))!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!移動衛(wèi)星通信捷聯(lián)式天線穩(wěn)定系統(tǒng)滕云鶴<,毛獻輝<,章燕申<,李俊峰!,劉進江!(<=清華大學(xué)精密儀器系,北京<)))>?;!=重慶巴山儀器廠,重慶?)))"*)摘要:介紹了一種應(yīng)用激光陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組成的移動衛(wèi)星通信的捷聯(lián)式天線穩(wěn)定系統(tǒng),給出了天線穩(wěn)定和跟蹤的控制方法和最優(yōu)值搜索法。采
2、用該系統(tǒng)可測量載體的姿態(tài)角和經(jīng)度緯度,借助于慣性系統(tǒng)的輸出信號控制天線軸使天線跟蹤指定的衛(wèi)星,衛(wèi)星天線接收的信號可檢測出跟蹤誤差,通過伺服系統(tǒng)控制天線轉(zhuǎn)動,以使通訊信號為最強。采用了@A6修正慣性系統(tǒng)的誤差,成為@A6BC(6的組合系統(tǒng)。在山區(qū)道路上跑車試驗結(jié)果表明,當(dāng)車的橫滾角和俯仰角達到DE,頻率為)E時,在此動態(tài)條件下根據(jù)測量的衛(wèi)星信號場強可知,跟蹤誤差小于)=!E。接收到的電視信號穩(wěn)定清晰,圖像和電話信號都是滿意的。跑車試驗表明,天線跟蹤衛(wèi)星的靜態(tài)和動態(tài)精度完全滿足了移動衛(wèi)星通信的技術(shù)要求。關(guān)鍵詞:
3、衛(wèi)星通信;天線穩(wěn)定;捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng);激光陀螺中圖分類號:HDDD=!))!))#;))I!;)?干擾,這種系統(tǒng)稱為捷聯(lián)式陀螺穩(wěn)定系統(tǒng);采用!引言JC(6的經(jīng)緯度信號控制天線運動,排除了機座的線衛(wèi)星通信可以實現(xiàn)保密通信,這種通信覆蓋區(qū)運動干擾;同時系統(tǒng)中還有輔助的自動極值搜索控域大、通信距離遠(yuǎn)且通信成本不隨距離增加而增加,制,使系統(tǒng)跟蹤衛(wèi)星時的誤差為最小。此外,系統(tǒng)利機動靈活穩(wěn)定可靠。它可以進行話音通信也可以傳用準(zhǔn)確跟蹤衛(wèi)星的信息可以校正導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺送數(shù)據(jù)、傳真以及圖像等功能。車
4、輛、艦船等運動載因長時間工作引起的漂移。!)世紀(jì)>)年代激光陀體在運動中的衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有重要意義,被稱為螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在世界上顯示了卓越的性能,動中通。它是軍事通信的重要組成部分;在民用方捷聯(lián)式激光陀螺天線穩(wěn)定系統(tǒng)也明顯地優(yōu)于其他方面也有廣泛的應(yīng)用,例如:電視臺實況轉(zhuǎn)播車等。案,并且該系統(tǒng)在運動載體上同時可以用于定位定安裝在運動載體上的衛(wèi)星通信天線將受到兩種向。干擾使天線的軸線偏離衛(wèi)星。(<)載體的角運動干"捷聯(lián)式天線穩(wěn)定系統(tǒng)的組成與控制方法擾;(!)載體長距離的線運動干擾。為排除這兩種干擾必須采用穩(wěn)定系統(tǒng)與跟蹤系統(tǒng)使天線
5、在當(dāng)?shù)氐乩響?yīng)用JC(6組成的移動衛(wèi)星通信天線穩(wěn)定系統(tǒng)坐標(biāo)系中始終對準(zhǔn)衛(wèi)星。常規(guī)的穩(wěn)定系統(tǒng)方案是:如圖<所示。系統(tǒng)以JC(6為主,同時也安裝了天線具有三個自由度,并在各軸上分別安裝一個陀@A6,以提供JC(6初始對準(zhǔn)信號以及計算衛(wèi)星的初螺,建立三軸陀螺穩(wěn)定系統(tǒng),以消除角運動干擾,這始位置,并作為組合導(dǎo)航的信號。種方案不能排除載體的線運動干擾,通常采用連續(xù)坐標(biāo)系定義:的圓錐掃描來跟蹤衛(wèi)星。此外,系統(tǒng)在初始對準(zhǔn)衛(wèi)地理坐標(biāo)系!"#$#%#,"#軸指向東,$#軸指向星時還需要有外部參考的水平基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)以及北,%#軸指向天,即東北天坐標(biāo)
6、系。當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度信號才能搜索尋找指定的衛(wèi)星。機體坐標(biāo)系!"&$&%&,"&為載體橫軸,指向右,本文介紹一種新的衛(wèi)星天線的穩(wěn)定與跟蹤系繞"&的轉(zhuǎn)角為俯仰角’,$&為載體縱軸,指向前統(tǒng)。系統(tǒng)采用捷聯(lián)式激光陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(JC(6)方,繞$&的轉(zhuǎn)角為橫滾角(,%&為豎軸,指向上,繞的數(shù)學(xué)平臺給出天線相對于地理坐標(biāo)系的控制信%&的轉(zhuǎn)角為方位角)。號,使天線穩(wěn)定在地理坐標(biāo)系中不受機座角運動的天線坐標(biāo)系!"*$*%*,當(dāng)天線坐標(biāo)系和載體坐收稿日期萬方數(shù)據(jù):!))!;)!;!*,修回日期:!))!;)#;")。第*期滕云鶴等:移動衛(wèi)星通信捷
7、聯(lián)式天線穩(wěn)定系統(tǒng).((’’1234.234-(’(1467,467-5234,467.234-((!15467,234.((’1467.(((1234,234.圖!應(yīng)用"#$%組成的移動衛(wèi)星通信天線穩(wěn)定系統(tǒng)!&衛(wèi)星;’&衛(wèi)星天線接收機及控制器;(&伺服放大器及伺服電機;)&天線;*&激光陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng);+&,-%;.&自動極值搜索控制;-&俯仰角;/&橫滾角;0&方位角;!&經(jīng)度;"&緯度標(biāo)系重合時為天線坐標(biāo)系的零位。天線坐標(biāo)系軸的控制可以有幾種方案。本系統(tǒng)采用控制轉(zhuǎn)動方位角圖(天線坐標(biāo)系與機體坐標(biāo)系的關(guān)系和高低角使天線對準(zhǔn)衛(wèi)
8、星。設(shè)繞!"軸的轉(zhuǎn)角為天設(shè)通信衛(wèi)星是在地球赤道平面內(nèi)的同步衛(wèi)星,線高低角!"。繞#"軸的轉(zhuǎn)角為天線方位角""。也它在東北天坐標(biāo)系中的方位角、高度角和載體所在可以采用控制轉(zhuǎn)動!"軸和$"軸使天線對準(zhǔn)衛(wèi)星。設(shè)天線坐標(biāo)系和載體坐標(biāo)系之間的安裝誤差角為地的經(jīng)度#,緯度"