一种动态对星控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本申请涉及卫星技术领域，尤其涉及一种动态对星控制方法及装置。
【背景技术】
[0002]动中通是一种以汽车、轮船或飞机为载体的卫星通信天线伺服系统，该系统能在载体运动过程中始终对准地球同步轨道卫星，保证卫星通信链路连续不间断，被广泛应用于公安、消防、抢险、救灾等应急通信领域。当前卫星通信需求旺盛、发展迅速，动中通在军用和民用领域都有极为广泛的发展前景。动中通系统的工作流程一般为首先将车辆静止在平稳无遮挡的路面，利用惯导信息结合卫星参数，将天线指向卫星，完成卫星链路的初始建立，然后开启稳定跟踪功能，载体便可以实现在运动中与卫星实时通信。
[0003]目前，动中通系统的对星方式主要分为静态对星和动态对星，对星方法如下:
[0004]静态对星:静态对星是动中通最常用的一种对星方式，主要是指车体静止不动时，利用惯导信息获得载体的三维姿态和经玮高信息，结合目标卫星的信息和天线相对于载体的姿态信息，使得天线初步指向卫星，然后再利用信标扫描或单脉冲跟踪的方式精准指向卫星，该方法相对简单，准确度较高，但只适用于静态对星。
[0005]动态对星:现有技术方法以高精度惯导为基础，成本约占动中通设备总成本的I/3，且模块体积较大，无法提高集成度现有技术方法受限于惯导带宽较小的特性，在恶劣的路况环境下使用时，由于振动频率高、振幅大，依然无法实现动态对星。本文提出的方法是建立在陀螺空间稳定位置环的基础上，采用信标惯性空间搜索的方法，对惯导的精度要求较低，成本约为高精度惯导的1/5，且该低精度惯导由于多采用MEMS传感器，体积小，重量轻，设备的集成度较高，且较大程度上提高了控制带宽，能够满足恶劣环境下使用。。
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供了一种动态对星控制方法及装置，用以解决现有技术中动态对星方法成本较高，带宽受限，精确性受限的问题。
[0007]其具体的技术方案如下:
[0008]—种动态对星控制方法，所述方法包括:
[0009]获取天线指向角，并将天线调整至所述天线指向角对应的位置；
[0010]根据陀螺的空间角速率构建空间位置环，控制天线方位以及俯仰角，以使所述空间位置环输出为设定阈值；
[0011]获取天线转动一圈的各个位置对应的信标值，并在各个位置对应的信标值中确定出最大信标值；
[0012]以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长转动所述天线，并获取每个位置对应的信标值的强弱，并选择出信号最强的信标值对应的指定位置；
[0013]将所述天线调整至所述指定位置。
[0014]可选的，在获取天线指向角，并将天线调整至所述天线指向角对应的位置之前，所述方法还包括:
[0015]通过低精度惯导模块获取车体三维姿态信息、车体GPS信息以及卫星GPS信息；
[0016]根据所述车体三维姿态信息、车体GPS信息以及卫星GPS信息，得到所述天线指向角，其中，所述天线指向角为天线的俯仰角。
[0017]可选的，根据陀螺的空间角速率构建空间位置环，控制天线方位以及俯仰角，包括:
[0018]采集陀螺的空间角速率，并对所述空间角速率进行卡曼儿滤波，得到滤波后的空间角速率；
[0019]对滤波的空间角速率在控制周期上积分，得到积分结果；
[0020]获取干预量，并叠加到所述积分结果上；
[0021]将叠加了干预量的积分结果进行比例积分微分PID控制，控制天线方位以及俯仰角，以使陀螺积分量等于O。
[0022]可选的，获取天线转动一圈的各个位置对应的信标值，并在各个位置对应的信标值中确定出最大信标值，包括:
[0023]根据控制周期以及天线转动的最大速度，计算得到干预步长；
[0024]按照所述干预步长等分360度方位，逐个方位的转动天线，获取各个方位对应位置的信标值，并在各个位置对应的信标值中确定出最大信标值。
[0025]可选的，以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长转动所述天线，并获取每个位置对应的信标值的强弱，并选择出信号最强的信标值对应的指定位置，包括:
[0026]以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长顺时针转动天线，并确定各个位置对应的信号强度；
[0027]以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长逆时针转动天线，并确定各个位置对应的信号强度；
[0028]在获取到的所有信号强度中选择出最大信号强度，将所述最大信号强度对应的位置确定为所述指定位置。
[0029]—种动态对星控制装置，所述装置包括:
[0030]获取模块，用于获取天线指向角，并将天线调整至所述天线指向角对应的位置；
[0031]空间位置环模块，用于根据陀螺的空间角速率构建空间位置环，控制天线方位以及俯仰角，以使所述空间位置环输出为设定阈值；
[0032]采集模块，用于获取天线转动一圈的各个位置对应的信标值，并在各个位置对应的信标值中确定出最大信标值；
[0033]处理模块，用于以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长转动所述天线，并获取每个位置对应的信标值的强弱，并选择出信号最强的信标值对应的指定位置；
[0034]调整模块，用于将所述天线调整至所述指定位置。
[0035]可选的，所述获取模块，还用于通过低精度惯导模块获取车体三维姿态信息、车体GPS信息以及卫星GPS信息;根据所述车体三维姿态信息、车体GPS信息以及卫星GPS信息，得到所述天线指向角，其中，所述天线指向角为天线的俯仰角。
[0036]可选的，所述空间位置环模块，具体用于采集陀螺的空间角速率，并对所述空间角速率进行卡曼儿滤波，得到滤波后的空间角速率;对滤波的空间角速率在控制周期上积分，得到积分结果;获取干预量，并叠加到所述积分结果上;将叠加了干预量的积分结果进行比例积分微分PID控制，控制天线方位以及俯仰角，以使陀螺积分量等于O。
[0037]可选的，所述采集模块，具体用于根据控制周期以及天线转动的最大速度，计算得到干预步长;按照所述干预步长等分360度方位，逐个方位的转动天线，获取各个方位对应位置的信标值，并在各个位置对应的信标值中确定出最大信标值。
[0038]可选的，所述处理模块，具体用于以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长顺时针转动天线，并确定各个位置对应的信号强度；以所述最大信标值对应的位置为中心，按照第一比例的干预步长逆时针转动天线，并确定各个位置对应的信号强度;在获取到的所有信号强度中选择出最大信号强度，将所述最大信号强度对应的位置确定为所述指定位置。
[0039]本发明实施例所提供的方法具有如下优点:
[0040]1、本文方法采用了新的动态对星控制策略，通过低精度惯导解算出天线的俯仰指向，以方位和俯仰陀螺为关键器件构建了空间位置环，进行了方位自由度上的闭环扫描，完成天线的初步指向，然后进行了小范围的精确扫描，完成卫星的动态对准和跟踪功能。
[0041]2、相比于传统的动态对星控制方法，本文提出的方法建立在低精度惯导的基础上，较以高精度惯导进行数字引导的动态对星方法，成本降低约4/5。
[0042]3、相比于传统的动态对星控制方法，本文提出的方法以陀螺为关键器件，以空间位置环为核心理念，控制带宽可以到达1000Hz以上，即使在崎岖的山路上高速行驶时依然可以完成动态对星。
[0043]4、相比于传统的动态对星控制方法，本文提出的方法采用了方位360度扫描和小范围闭环精确扫描相结合的方式，较以高精度惯导进行数字引导来进行的动态对星方法精确度更高