专利名称：一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卫星通讯系统，特别涉及一种在无实时罗经信号时可以保证正常搜索和跟踪卫星的动中通天线系统。
背景技术：
动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称。通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动的载体在运动过程中可实时跟踪地球同步卫星等平台，实时地不间断地传输数据、图像、语音等信息，可满足在移动条件下的各种军民用应急通信的需要。动中通系统很好地解决了各种车辆、轮船等移动载体在运动中通过地球同步卫星，实时不断地传输数据、语音、高清晰的动态视频图像、传真等多媒体信息的难关，是通信领域的一次重大的突破，是当前卫星通信领域需求旺盛、发展迅速的应用领域，在军用民用两个方面都有极为广阔 的发展前景。“动中通”是由天线机架伺服系统和射频通信系统两部分组成。在天线机架伺服系统中，有多种不同的搜索跟踪方式，它们的目的都是在载体运动过程中，不断的对载体的运动变化进行隔离，使天线不受其影响并始终对准目标卫星。目前国内常见的“动中通”天线保证在移动中正常使用的需求是有实时的GPS定位信号和罗经信号，GPS信号用于获得天线当前所在的地理位置，罗经信号用于获得天线安装载体的航行方向，即方位角的参考方向，进而计算跟踪目标卫星需要的天线俯仰、方位角度值等理论参数。只有在GPS和罗经信号都稳定的情况下，天线才可以以计算的理论参数为参考，快速搜索和跟踪卫星，并且保证在天线移动的情况下，实时根据这两个信息修正天线指向参数，达到“动中通”的目的。但是，所有的设备都不能保证100%的可用度，出现故障是不可避免的，相比之下，如果GPS信号中断，我们可以通过手动输入当前位置的经纬度使天线正常运行，因为在相对较短的时间内，即使安装天线的平台不停的移动，考虑到动中通天线安装的平台大部分是船舰，行驶速度不快的情况下，经纬度变化也不会很大，同时通过经纬度计算的天线俯仰值也不会出现很大的变化，不会对天线跟踪造成严重影响。但是，如果罗经信号中断，天线安装平台行驶方向一旦发生改变，天线跟踪卫星的相对航向的水平指向角度也会发生很大变化，导致天线不能再正常搜索和跟踪卫星，影响了在突发情况下卫星通信的可用度，埋伏了潜在的安全隐患。
发明内容本发明的目的在于提出一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，可以在罗经信号中断的情况下，保证动中通天线仍然能够正常搜索和跟踪卫星。一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，包括天线控制单元、支架控制器、传感器和天线方位电机，所述天线控制单元用以获取航向值参数，并将所述参数传送给所述支架控制器；所述传感器实时采集方位数据并将所述方位数据传送给所述支架控制器；所述支架控制器对接收到的天线控制单元传送的航向值参数和传感器传送的方位数据进行计算，得出当前航向值，同时根据实时航向计算出天线水平指向需要改变的角度，并按照计算出的角度控制天线方位电机转动。本实用新型提出的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，其中，所述支架控制器包括数据接收模块、计算模块和方位电机控制模块；所述天线控制单元数据接收模块用以接收天线控制单元传送的航向值参数；所 述计算单元对接收到的所述航向值参数和所述传感器传送的方位数据进行计算，得出当前的航向值，同时根据实时航向值计算出天线水平指向需要改变的角度，并将所述角度传输给控制天线方位电机旋转的方位电机控制模块。本实用新型提出的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，其中，所述传感器为陀螺仪传感器。本实用新型的有益效果在于，通过本实用新型提出的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，可以不需要外部罗经信号实时输入，只需要第一次输入较准确的航向数值，天线内部即可通过计算模拟实时的航向信号，保证无罗经输入时天线的正常使用。
图I为本实用新型的结构框图；图2为本实用新型中支架控制器的功能框图。附图标记说明1_天线控制单元；2_支架控制器；21_数据接收模块；22_计算模块；23_方位电机控制模块；3_天线方位电机；4_传感器。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。参见图I和图2，本实用新型提出的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，包括天线控制单元I、支架控制器2、天线方位电机3和传感器4。天线控制单元I可提供两种工作模式，一种是“有罗经信号输入”模式，另一种是“无罗经信号输入”模式。当罗经信号状态异常，无法正常使用时，即可采用“无罗经信号输入”模式。选择该模式后，天线内部的“航向值”参数只进行一次采集，该采集方式可以手动输入(在没有罗经信号输入的情况时)，也可以是当前输入的罗经信号值(如果罗经故障为输出信号不准确，可以选择关闭罗经，在天线控制单元I中手动输入航向，然后再切换至“无罗经信号输入”模式)。使用该模式进行搜索跟踪时，每次开始搜索时(包括天线跟踪失败后自动进入新的搜索状态和手动选择天线进入搜索状态)，天线支架控制器2采集一次航向值后，以这个航向为基准，通过传感器4测得的方位角角加速度、角速度和初始的航向值进行运算，计算出当前的航向值，并将这个值反馈给支架控制器2，同时这个值将作为下一次计算的基准，计算实时的航向值。支架控制器2再通过这个实时的计算结果进行搜索和跟踪，达到一个模拟罗经信号的功能，从而保证在无罗经信号时天线依然可以正常使用。较佳地，本实用新型所述的传感器4为陀螺仪传感器，工作时，它可以计算出水平、俯仰和横摇三个方向的角速度和角加速度，在“无罗经信号输入”模式工作状态下，天线以第一次采集的航向值作为基准，每秒通过陀螺仪传感器计算的水平方向的角速度和角加速度，与前一个基准做运算，结果就是当前的航向值，同时，该值作为新的基准进行下一秒数据的运算，运算的过程由机架控制器2内部的计算模块22完成，同时完成的还有根据实时航向计算出的天线水平指向需要改变的角度，完成后直接传输给机架控制器2上控制天线方位电机旋转的方位电机控制模块23，作为天线新的航向参考。由于计算结果是不断累计的，传感器4采集的相关数据也不能保证非常的精确，所以，会出现误差累计的情况，但是，具备“无罗经信号输入”工作模式的“动中通”天线可以在罗经出现故障，暂时没有罗经信号的情况下，在较长的一段时间内正常使用。而且上述误差累计的问题，可以通过重新设置航向值，重新开始搜索就可以重新采集航向，作为新的基准。而在任何情况下，航向值都可以通过机械罗盘，或者刻度较多的指南针来获得，这两种来源是很有保障的。甚至在地球磁场不稳定，导致所有指向性设备都不能正常工作时，还可以通过参照物(比如太阳)估算大致航向，利用天线范围搜索的能力达到搜索跟踪的目的。总之，具备“无罗经信号输入”工作模式的“动中通”天线完全可以在没有罗经信号输入的环境下正常使用，大大提高了 “动中通”天线在突发情况中的可用度，为更多的人提供了安全的保障。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，其特征在于，包括天线控制单元、支架控制器、传感器和天线方位电机，所述天线控制单元用以获取航向值参数，并将所述参数传送给所述支架控制器；所述传感器实时采集方位数据并将所述方位数据传送给所述支架控制器；所述支架控制器对接收到的天线控制单元传送的航向值参数和传感器传送的方位数据进行计算，得出当前航向值，同时根据实时航向计算出天线水平指向需要改变的角度，并按照计算出的角度控制天线方位电机转动。
2.根据权利要求I所述的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，其特征在于，所述支架控制器包括数据接收模块、计算模块和方位电机控制模块；所述数据接收模块用以接收天线控制单元传送的航向值参数；所述计算单元对接收到的所述航向值参数和所述传感器传送的方位数据进行计算，得出当前的航向值，同时根据实时航向值计算出天线水平指向需要改变的角度，并将所述角度传输给控制天线方位电机旋转的方位电机控制丰吴块。
3.根据权利要求I或2所述的一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统， 其特征在于，所述传感器为陀螺仪传感器。
专利摘要本实用新型公开一种含“无罗经信号输入”模式的动中通天线控制系统，包括天线控制单元、支架控制器、传感器和天线方位电机，所述天线控制单元用以获取航向值参数，并将所述参数传送给所述支架控制器；所述传感器实时采集方位数据并将所述方位数据传送给所述支架控制器；所述支架控制器对接收到的天线控制单元传送的航向值参数和传感器传送的方位数据进行计算，得出当前航向值，同时根据实时航向计算出天线水平指向需要改变的角度，并按照计算出的角度控制天线方位电机转动。
文档编号H01Q1/27GK202550072SQ20122022442
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者刘昕超, 孙卓越, 张忠艳, 彭源, 曲腾飞, 曹磊, 朱谞, 王堤, 范文阳, 赵勇, 韦要, 马林, 高杨 申请人:北京大唐中和电子技术有限公司