卫星天线方位角_仰角的计算及其计算机程序

卫星通信基础知识（六）卫星天线的方位仰角极化角要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。

1、方位角从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。

从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。

我国处于北半球的东方，约在东经75－135度，北纬18－55度之间。

所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。

卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。

如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。

我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。


卫星天线的方位角计算公式是：A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1)公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。

图1是卫星的方位角示意图。


方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。

即可完成方位角的调整。

2、仰角
仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。


仰角的计算公式是：
.-----------------⑵ 仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。


方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。

3、极化角
国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。

介绍一种计算天线焦距简单计算方法：根据物面天线焦距比公式：F/D≈0.34~0.4，现以3M天线为例计算其焦距F=3Ⅹ0.35+0.15=1.2（米），式中0.15为修正值。

3M 天线焦距为1.2米。

卫星天线角度计算公式卫星天线安装主要调整三个角度，按先后次序分别为仰角、方位角、高频头极化角。

方位角计算公式：Az=arctg(tgX/sinY)仰角计算公式：El=arctg[(cosXcosY-0.1513)/(1-cos²Xcos²Y)开根] 极化角=X（当X为正值，高频头顺时针转动X度，反之逆时针转动）X=卫星经度-接收地经度Y=接收地纬度dBm、W计算公式1、首先记住1W=30dBm，30dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw），W=1000mw。

2、接下来介绍一下dBm和W的转换口算方法吧。

将dBm转换为W的口算规律是要先记住“1个基准”和“2个原则”：“1个基准”：30dBm＝1W ；“2个原则”：1)＋3dBm，功率乘2倍；－3dBm，功率乘1/2；举例：33dBm＝30dBm+3dBm＝1W×2=2W27dBm＝30dBm－3dBm＝1W×1/2=0.5W2)＋10dBm，功率乘10倍；－10dBm，功率乘1/10；举例：40dBm＝30dBm+10dBm＝1W×10=10W20dBm＝30dBm－10dBm＝1W×0.1=0.1W以上可以简单的记作：30是基准，等于1W整，加3乘以2，加10乘以10；减3除以2，减10除以10。

将dBm转换为W的口算方法dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。

这里将dBm转换为W的口算规律是要先记住“1个基准”和“2个原则”：“1个基准”：30dBm＝1W“2个原则”：1)＋3dBm，功率乘2倍；－3dBm，功率乘1/2举例：33dBm＝30dBm+3dBm＝1W×2=2W27dBm＝30dBm－3dBm＝1W×1/2=0.5W2)＋10dBm，功率乘10倍；－10dBm，功率乘1/10举例：40dBm＝30dBm+10dBm＝1W×10=10W20dBm＝30dBm－10dBm＝1W×0.1=0.1W以上可以简单的记作：30是基准，等于1W整，互换不算难，口算可完成。

卫星天线对星仰角计算
卫星天线对星仰角是指卫星天线与卫星之间的夹角，是卫星通信中非常重要的参数之一。

其计算方法主要涉及到卫星的轨道参数和地面站的经纬度信息。

具体来说，卫星天线对星仰角的计算需要用到以下参数：
1. 卫星的轨道高度：根据卫星的轨道高度可以确定其与地面站的距离，从而影响到仰角计算的结果。

2. 地面站的经度和纬度：地面站的经纬度决定了其在空间中的位置，进而影响到卫星天线对星仰角的计算。

对于低轨道卫星，可以先将其视作一个圆周运动的物体，然后利用几何学公式计算出它与地面站的距离和天线对星仰角；对于高轨道卫星，还需要考虑其椭圆轨道的形状和倾角等复杂因素。

总之，卫星天线对星仰角计算是卫星通信中不可或缺的一环，需要准确的轨道参数和地面站经纬度信息配合，以保证卫星信号的正常传输和接收。

创新实验课作业报告姓名：王紫潇苗成国学号：1121830101 1121830106 专业：飞行器环境与生命保障工程课题一双轴驱动机构转角到天线波束空间指向课题意义：随着科学技术的迅猛发展，特别是航天科技成果不断向军事、商业领域的转化，航天科技得到了极大的发展，航天器机构朝着高精度、高可靠性的方向发展。

因此对航天机构的可靠性、精度、寿命等要求越来越高，对航天器机构精度的要求显得愈发突出，无论是航天器自身的工作，还是航天器在轨服务都对其精度有着严格的要求。

航天器中的外伸指向机构通常指的是星载天线机构，星载天线是航天器对地通信的主要设备，肩负着对地通信的主要任务，同时随着卫星导航的广泛应用，星载天线就愈发的重要起来，而其指向精度的要求就愈发的突出，指向精度不足，将会导致通信信号质量下降，卫星导航精度下降等结果。

民用方面移动通信和车载导航等，军用方面舰船导航、精确打击等这些都对星载天线的指向精度有着极高的依赖性。

因此，星载天线的指向精度是非常重要的。

要保证星载天线的指向精度，首先就是要确保星载天线驱动机构在地指向精度分析的正确性，只有这样才能对接下来的在轨指向精度分析和指向误差补偿进行分析。

星载天线驱动机构的末端位姿误差主要来源于机构的结构参数误差和热变形误差，这些误差是驱动机构指向误差最原始的根源，由于受实际生产加工装配能力和空间环境的限制，这些引起末端指向误差的零部件结构参数误差是必须进行合理控制的，引起结构参数变化的热影响因素是必须加以考虑的，只有这样才能使在轨天线驱动机构指向精度动态分析和误差补偿都得到较理想的结果。

纵观整个星载天线驱动机构末端位姿误差的分析，提出源于结构参数误差和热变形误差引起的星载天线驱动机构末端位姿误差的研究是必要的。

发展现状：星载天线最初大多是以固定形式与卫星本体相连的，仅仅通过增大天线波束宽度和覆盖面积来提高其工作范围，对其精度要求不是很高，但是随着航天科技的不断发展和市场需求的不断变化，这就要求，星载天线要具备一定的自由度，因此促使了星载天线双轴驱动机构的发展。

卫星天线⽅位⾓、仰⾓和极化⾓1、⽅位⾓：通常我们通过计算软件或在资料中得到的结果应该是以正南⽅向为标准，将卫星天线的指向偏东或偏西调整⼀个⾓度，该⾓度即是所谓的⽅位⾓。

⾄于到底是偏东还是偏西，取决于接收地与欲接收卫星之间的经度关系，以我们所在的北半球为例，若接收地经度⼤于欲接收卫星经度，则⽅位⾓应向南偏西转过某个⾓度；反之，则应向东转过某个⾓度。

正南⽅向⽤指南针来测定，但是由于地理南极和地磁场南极并⾮完全重合，所以选好⽅位⾓之后还得做⼀些修正才有可能接收到最强的卫星信号。

2、仰⾓：是天线轴线与⽔平⾯之间的夹⾓。

正馈天线的轴线很明确，是⾼频头所在位置与天线中⼼的连线；偏馈天线的轴线就没那么明确了，我仔细观察了偏馈天线的结构和形状，得出结论：轴线应该与⽀撑KU头的L型杆基本平⾏。

后来我照此结论去调节偏馈天线的仰⾓，结果调了两天也收不到76.5的亚太2R。

⼀直调到怀疑⾼频头是不是坏了，都准备再邮购⼀个新的⾼频头了，但是在那天下午，我突发奇想，想利⽤太阳光来检查⼀下偏馈天线的焦点位置，于是将L型杆对准太阳（调节天线位置，使得L型杆的在地⾯上的影⼦汇聚成⼀点），结果发现被天线反射的太阳光并没有会聚于⾼频头所在位置，⽽是在其上⽅⼀点的位置（⽤⼿在该位置可以接受到会聚的太阳光线，也可以据此来判定天线的聚焦性能），然后将天线仰⾓减⼩，使得光线会聚点正好在⾼频头所在位置，测量刚才两个不同位置下L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓相差有⼗度左右。

⾄此⽅才恍然⼤悟原先为什么找不到那该死的亚太2R了：我所在地接收该星的仰⾓应为30度，那么L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓应该调成20度左右（我是这样调节的：在L型杆上拴⼀根下挂重物的细绳，⽤量⾓器测量该线与L型杆之间的夹⾓θ，则L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓必为90-θ，即只要调节θ，使之等于70度就可以了），⽽我将L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓调成30度，然后作正负5度左右的调整，当然就找不到星星了！将该⾓度修正之后，在计算好的⽅位⾓附近适当调整，表明信号质量的红条⼦马上就窜了出来！那时候的感觉怎⼀个“爽”字了得！3、极化⾓：⽬前我们所能收视的卫星信号⼤多采⽤所谓的线极化⽅式传送，可以在同⼀个转发器中传送两个相互垂直且互不影响的两个信号，通常这两个⽅向为⽔平（H）和垂直（V）两个⽅向，由于位于⾚道上空的卫星经度与接收地经度⼀般并不相同，所以卫星发出的⽔平或垂直极化波到达接收地后极化⽅向会发⽣变化，所变化的⾓度即是所谓的极化⾓。

计算卫星俯仰角 matlab
在Matlab中计算卫星的俯仰角可以通过以下步骤实现：
步骤1，确定卫星的位置和观测者的位置。

这包括卫星的经度、纬度和高度以及观测者的经度、纬度和高度。

步骤2，使用Matlab中的函数计算卫星和观测者之间的距离和
方位角。

可以使用经纬度和高度信息来计算两点之间的大圆距离和
方位角。

步骤3，使用距离和高度信息计算卫星的仰角。

可以使用三角
函数来计算卫星的仰角，公式为，仰角 = arctan(卫星高度 / 卫星
与观测者之间的距离)。

步骤4，根据需要对计算结果进行进一步处理和显示。

可以将
计算结果输出为表格或图形，以便更直观地理解卫星的俯仰角。

需要注意的是，以上步骤中涉及到的具体函数和计算方法可能
会根据具体的情况和需求有所不同，可以根据实际情况调用Matlab
中相应的函数来实现卫星俯仰角的计算。

创新实验课作业报告姓名: 王紫潇苗成国学号：1１21830101 1121８3０10６专业：飞行器环境与生命保障工程课题一双轴驱动机构转角到天线波束空间指向课题意义:随着科学技术的迅猛发展，特别是航天科技成果不断向军事、商业领域的转化,航天科技得到了极大的发展,航天器机构朝着高精度、高可靠性的方向发展。

因此对航天机构的可靠性、精度、寿命等要求越来越高,对航天器机构精度的要求显得愈发突出，无论是航天器自身的工作,还是航天器在轨服务都对其精度有着严格的要求。

航天器中的外伸指向机构通常指的是星载天线机构，星载天线是航天器对地通信的主要设备,肩负着对地通信的主要任务，同时随着卫星导航的广泛应用，星载天线就愈发的重要起来,而其指向精度的要求就愈发的突出,指向精度不足，将会导致通信信号质量下降，卫星导航精度下降等结果。

民用方面移动通信和车载导航等，军用方面舰船导航、精确打击等这些都对星载天线的指向精度有着极高的依赖性。

因此，星载天线的指向精度是非常重要的。

要保证星载天线的指向精度，首先就是要确保星载天线驱动机构在地指向精度分析的正确性,只有这样才能对接下来的在轨指向精度分析和指向误差补偿进行分析.星载天线驱动机构的末端位姿误差主要来源于机构的结构参数误差和热变形误差，这些误差是驱动机构指向误差最原始的根源，由于受实际生产加工装配能力和空间环境的限制，这些引起末端指向误差的零部件结构参数误差是必须进行合理控制的，引起结构参数变化的热影响因素是必须加以考虑的，只有这样才能使在轨天线驱动机构指向精度动态分析和误差补偿都得到较理想的结果。

纵观整个星载天线驱动机构末端位姿误差的分析，提出源于结构参数误差和热变形误差引起的星载天线驱动机构末端位姿误差的研究是必要的。

发展现状：星载天线最初大多是以固定形式与卫星本体相连的,仅仅通过增大天线波束宽度和覆盖面积来提高其工作范围,对其精度要求不是很高，但是随着航天科技的不断发展和市场需求的不断变化,这就要求，星载天线要具备一定的自由度,因此促使了星载天线双轴驱动机构的发展。

卫星天线的方位、仰角、极化角要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。

1、方位角从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。

从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。

我国处于北半球的东方，约在东经75－135度，北纬18－55度之间。

所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。

卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。

如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。

我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。

(福州位于福建省东部闽江下游，北纬25°15′-26°39′，东经118°08′-120°37′。

)卫星天线的方位角计算公式是：A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1)公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。

图1是卫星的方位角示意图。

方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。

即可完成方位角的调整。

2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。

仰角的计算公式是：-----------------⑵仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。

方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。

卫星接收天线调整的三大参数广州电子技术网一一一思维卫星广播电视从模拟到数字，从C波段到Ku波段，从传输到直播的发展非常迅速，我国有线电视的信源多数来自于卫星。

利用卫星传送技术进行覆盖是我国广播电视传输的一个重要组成部分，如村村通广播电视工程中利用卫星信号进行覆盖的就占了很大的比例。

为此，卫星接收是广电机构技术人员所必须掌握的一门技术。

要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。

1、1、方位角图1 图2从地球的北极到南极的等分线称为经线（0- 180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。

从地球的东到西的等分线称纬线（0-90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0）, 北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。

我国处于北半球的东方，约在东经75- 135度，北纬18-55度之间。

所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线，卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。

如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置，我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。

卫星天线的方位角计算公式是： A = arctg {tg（® s—® g）/sin 0} --------- （1）公式（1）中的” g是接收站经度，"s为卫星的经度，0为接收站的纬度。

图1是卫星的方位角示意图。

方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。

gnss 卫星仰角方位角计算GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星进行导航和定位的技术，它可以通过测量卫星与接收机之间的信号传播时间来计算接收机的位置。

在进行GNSS定位时，卫星的仰角和方位角是非常重要的参数。

仰角是指卫星在地平面上的高度角，也就是卫星离地面的角度。

方位角是指卫星在地平面上的方向角，也就是卫星相对于接收机的方向。

这两个参数的准确计算对于定位的精度和可靠性至关重要。

在计算卫星的仰角和方位角时，首先需要知道接收机的经纬度和海拔高度，以及卫星的位置信息。

通过接收机的经纬度和海拔高度，可以确定接收机所在点的地球表面坐标。

而卫星的位置信息可以通过GNSS系统提供的导航消息来获取。

在计算仰角时，可以利用三角函数来进行计算。

仰角的计算公式为：仰角 = arcsin（R / (R + h)），其中R为地球半径，h为接收机的海拔高度。

根据这个公式，我们可以得出卫星的仰角。

在计算方位角时，可以利用向量几何来进行计算。

方位角的计算可以通过计算卫星与接收机之间的向量的方向角来得到。

具体而言，可以利用接收机的经纬度和卫星的经纬度来计算两个位置之间的向量，然后通过向量的方向角来得到卫星的方位角。

在进行GNSS定位时，仰角和方位角的准确计算非常重要。

只有准确计算了卫星的仰角和方位角，才能够正确地进行卫星信号的接收和定位计算。

如果仰角和方位角计算不准确，可能会导致定位误差增大甚至无法进行定位。

为了提高仰角和方位角的计算精度，可以采取一些措施。

例如，可以使用更精确的地球模型来计算仰角和方位角。

此外，还可以使用更精确的卫星位置信息，以及更精确的接收机位置信息。

这些措施可以帮助提高仰角和方位角的计算精度，从而提高定位的准确性。

GNSS定位中的卫星仰角和方位角是非常重要的参数。

准确计算这些参数对于定位的精度和可靠性至关重要。

通过合理的计算方法和精确的位置信息，可以提高仰角和方位角的计算精度，从而提高定位的准确性。

卫星天线方位角、仰角的计算及其计算机程序
何绍达;罗俊才
【期刊名称】《有线电视技术》
【年(卷),期】1996(000)012
【摘要】1 概述要接收好卫星电视,卫星天线必须严格对准所接收的卫星,这是个关键。

其做法是:根据所接收的卫星参数(卫星在赤道上空的位置)计算出卫星天线的方位角和仰角。

在天线安装完毕后,根据所计算的数据,调整天线的方位角和仰角,使之对准卫星。

这样,在寻找卫星时就可做到心中有数,不会在茫茫的天空中漫无目标地搜寻。

但方位角和仰角的计算都比较麻烦。

接收时,如果要变换一个卫星的话,就要重新计算一次,给实际工作带来许多不便,笔者将本地卫星天线对
【总页数】3页(P26-28)
【作者】何绍达;罗俊才
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN948.5
【相关文献】
1.地面站卫星天线方位角和仰角的方便,快捷计算法 [J], 谭儒良
2.用文曲星计算卫星天线的方位角与仰角 [J], 曹建中
3.用Authorware计算卫星天线的仰角和方位角 [J], 蒋宜林;;
4.用Authorware计算卫星天线的仰角和方位角 [J], 蒋宜林
5.地面站卫星天线方位角和仰角的一种方便、快捷计算法 [J], 谭儒良
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