一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统，粗调模块包括：输入模块；定位模块；用于根据接收机地理位置和卫星位置计算粗调所需角的角度计算模块；用于显示角度计算结果的角度显示模块；微调模块包括：用于接收卫星下行信标信号的信号接收模块；用于根据下行信标信号进行信号功率计算的卫星信号功率计算模块；用于根据用户的手动微调实时显示信号功率的功率显示模块。本发明功率显示模块实时显示微调过程中带宽内的信号强度，直观地展示微调操作的结果是否准确，微调操作方便且速度快；信号接收模块接收卫星下行信标信号并通过卫星信号功率计算模块实现信号强度的测量，无需由天线发射信号，可有效避免临星干扰，信号强度测量精更高。
【专利说明】一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星通信【技术领域】，特别是涉及一种便携式卫星接收机卫星快速锁定 系统。
【背景技术】
[0002] 卫星通信具有三维无缝覆盖能力、独特灵活的普遍服务能力、覆盖区域的可移动 性、广域复杂网络构成能力、广域Internet交互连接能力，以及特有的广域广播与多播能 力，可以适用于多种业务，在军事通信、移动通信、应急通信和广播电视领域得到了越来越 广泛的应用。
[0003] 迄今为止，已经出现了多种业务能力、多种售价的卫星地面站以满足不同的场景 应用需求，如车载"动中通"通常应用于车载平台，且价格较为昂贵，但是局限是在某些汽车 不能到达的地方则无法使用。便携式卫星接收机就是一种不受任何载体限制、成本低廉的 卫星通信终端。在使用过程中，工作人员携带或背负便携式卫星接收机到达使用现场，展开 接收机的天线，锁定卫星(对星）后即可建立与指挥中心的连接。
[0004] 然而，传统的便携式卫星接收机卫星快速锁定系统大多只完成到粗调就结束对星 操作了，锁定卫星信号的准确度较低，卫星通信系统的通信可靠性较差。另外，由于传统便 携式接收机的固有原因使得俯仰、方位、极化角的标示不能无限细化，通常只能精确到度 (° )，这对手动直接操作的精确程度造成了一定阻碍。
[0005] 如ZL200410064896. 6,便携式卫星接收机快速搜星方法和装置，根据接收地纬 度和接收星座，由人工查表预置接收天线反射面方位和俯仰角度，将以预置方位为中心的 ±90°空域分成若干搜索区，逐个区域搜索，直到信号最大锁定方位和俯仰。该传统搜星方 法和装置存在以下问题：（1)利用机械化设计对空域实现区域螺旋扫描，结构较为复杂，且 设计成本较高；（2)由人工查表预置接收天线反射面方位和俯仰角度，人工工作量较大，智 能化程度低，且角度计算精确度不够高；（3)锁定卫星的过程中只考虑俯仰角和方位角，未 考虑接收机天线的极化角，无法保证极化振子调整到与电磁波一致的方向，容易出现极化 干扰，直接影响对星精确度，从而影响卫星信号接收效果。
[0006] 又如ZL201210286953. X，便携式窄带卫星通信设备及其控制方法，根据GPS模块 提取的本地信息，计算出本地位置相对于某颗通信卫星的方位角和俯仰角；根据方位角、俯 仰角和极化角进行粗调对星；信标接收机使用第一带宽判断信号强度值，根据信号强度值 细调方位角、俯仰角和极化角，直到信号强度值最大。该对星方法存在以下问题：（1)在卫 星信号强度的测量过程中，该对星方法需要使用两个带宽，存在带宽数量的限制；（2)在卫 星信号强度的测量过程中：首先由天线发送一个射频信号，然后再接收经卫星转发下来的 射频信号。由于在信号强度测量时接收机天线只完成了粗调，并未完全对准卫星，因此在向 卫星发射信号时会因角度偏差而造成临星干扰，直接影响了卫星信号强度的测量精确度。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对星精确度高的便携式卫星接 收机卫星快速锁定系统，角度计算模块根据欲锁定卫星的位置和接收机本地位置自主计算 粗调所需方位角、俯仰角和极化角，计算精确度高、智能化程度高、使用方便；功率显示模块 在微调过程中一直显示带宽内的信号强度，直观地展示微调操作的结果是否准确，微调操 作方便且速度快；综合考虑方位角、俯仰角和极化角，调整极化角使得极化振子调整到与电 磁波一致的方向，振子感应的信号强度最大，可避免出现极化干扰，使得接收效果最佳，对 星精确度更高；首先检测当前接收的信号强度，得到最大点后渐进减少带宽，没有带宽数量 的限制，使得用户看得更加清晰明了；信号接收模块接收卫星下行信标信号并通过卫星信 号功率计算模块实现信号强度的测量，无需由天线发射信号，可有效避免临星干扰的影响， 使得卫星信号强度的测量精确度更高。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种便携式卫星接收机卫星快速锁 定系统，包括粗调模块和微调模块。
[0009] 所述的粗调模块包括：
[0010] 用于输入和选择欲锁定卫星的输入模块；
[0011] 用于定位接收机地理位置的定位模块；
[0012] 用于根据接收机地理位置和所选卫星位置计算粗调所需俯仰角、方位角、极化角 的角度计算模块；
[0013] 角度计算模块包括俯仰角计算子模块、方位角计算子模块和极化角计算子模块。
[0014] 卫星接收机与静止卫星的连接线称为直视线，直视线在地面上的投影，即卫星接 收机与星下点间的弧线称为卫星接收机对静止卫星的方位线，方位线与直视线确定的平面 称为方位面。方位角是指卫星接收机所在经线的正南方向按顺时针方向与方位面所构成的 夹角，用Z MAN表示，俯仰角是指卫星接收机的方位线与直视线的夹角。
[0015] 图1给出了静止卫星S与卫星接收机A之间的几何关系。图中，A表示卫星接收 机，S表示静止卫星，0表示地球地心，B为卫星接收机A的经线与赤道的交点，0与S的连 线在地球表面上的交点C称为星下点，地球表面上通过A点和C点的弧线AC称为方位线， AN为AC的切线，AM为AB的切线，面0AS为方位角，D为切线AM与赤道平面的交点，E为切 线AN与赤道平面的交点。
[0016] 设卫星接收机A的经度和纬度分别为仍和，静止卫星经度为朽，经度差 识=h-扒I，以下具体给出卫星接收机天线对准卫星所需的方位角、俯仰角极化角 的公式推导过程。
[0017] 方位角的计算过程如下：
[0018] 由图1可得：
【权利要求】
1. 一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统，包括粗调模块和微调模块，其特征在 于： 所述的粗调模块包括： 用于输入和选择欲锁定卫星的输入模块； 用于定位接收机地理位置的定位模块； 用于根据接收机地理位置和所选卫星位置计算粗调所需俯仰角、方位角、极化角的角 度计算模块； 用于显示角度计算结果、指导用户手动调整接收机角度以完成粗调的角度显示模块； 所述的微调模块包括： 用于接收卫星下行信标信号的信号接收模块； 用于根据所接收到的卫星下行信标信号进行一定可调带宽内卫星信号功率计算并找 出最大功率点的卫星信号功率计算模块； 用于根据用户的手动微调实时显示卫星信号功率的功率显示模块。
2. 根据权利要求1所述的一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统，其特征在于：所 述的定位模块包括GPS定位模块或电子罗盘定位模块。
3. 根据权利要求1所述的一种便携式卫星接收机卫星快速锁定系统，其特征在于：所 述的粗调模块还包括一个用于在角度计算模块完成俯仰角、方位角及极化角计算后，根据 接收机和卫星经度关系修正方位角的修正模块。
【文档编号】H04B7/185GK104125003SQ201310148424
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】丁伟, 张春阳, 张敏 申请人:成都国恒空间技术工程有限公司