卫星方位角计算

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）。地面接收天线极化的定义是以卫星接收点的地平面为基准，天线馈源（或极化器）矩形波导口窄边平行于地平面，则电场矢量平行于地平面，定义为水平极化；反之馈源矩形波导口窄边垂直于地平面定义为垂直极化如图3所示。

调卫星地面站需要知道的几个概念

所以首先得搞清楚几个基本概念，而收星历程也就伴随其中，概念搞清了，信号也就最终收到了！！！

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！

第３期　２０１４年６月　矿　山　测　量　ＭＩＮＥ　ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１４　

ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３５８Ｘ．２０１４．０３．０９　

附合导线方位角闭合差计算公式的探讨　

陈彩军　

（丽水职业技术学院，浙江丽水３２３０００）　

摘要：《测量学》教材对附合导线坐标方位角闭合差计算公式厂日＝ａ　＋Ｚ／３　一／＇ｔ×１８０。一Ｏｔ　中ｎ的　

取值都未明确数量化，很多测量人士一般误以为ｎ值只等于观测角个数。文中以观测左水平角的附　

合导线为例，对此进行作图、计算分析，得出一般附合导线中ｎ的取值还等于观测角个数土２，ｎ的取　

值只与已知边方位角所在象限有关等结论和ｎ取值的计算公式等。　

关键词：导线测量；近似平差；角度闭合差；ｎ　

中图分类号：Ｐ２１４　文章标识码：Ｂ　文章编号：１００１—３５８Ｘ（２０１３）０３—００１９—０２　

关于附合导线坐标方位角闭合差计算公式厂Ｂ＝　

０ｃ　Ｍ＋∑　寿一ｎ×１８０。一０ｃＢＮ中ｎ的取值，武汉测绘科　

技大学《测量学》编写组编著（第三版）的说明是“／７，　

为推算坐标方位角时正反方位角转换的次数”¨　；同　

济大学出版社顾孝烈等编著（第四版）关于附合导线　

坐标方位角闭合差计算中的ｎ值未作说明　；很多　

Ａ　

Ａ　测量人士一般误以为／１，值只等于观测角个数。但／Ｚ　

取值究竟是多少？和什么有关？本文以观测左水平　

角的附合导线为例，对此进行作图、计算分析。　

１特殊附合导线方位角闭合差计算公式中　的取　

值及其与观测角个数的关系　

Ⅳ　

图１　起始边和终边在任薏象限时ｎ的取僵　图１包含了起始边ＡＭ和终边ＢＮ分别在第一　方位角的定义、初等平面几何中两直线平行时同旁　

～四象限时所有可能情况Ｆ（共ｌ６种）ｎ的取值。　内角互补或内错角相等几何原理、附合导线方位角　

为推导方便、直观，图中都只设一个未知导线点，即　闭合差理论值应为零等相关理论，可得出　理　＝　

观测角个数为３，且该未知导线点位于Ｂ、Ｃ两点的　（理）＋∑卢左（理）一ｎ×１８０。一Ｏｔ　ＢＮ（理）＝０，从而得出ｎ　

如何调试卫星天线角度介绍

一、卫星转发器

卫星转发器,是这样的设备，接收地面发射站发来的14GHz或6GHz的微弱的上行电视信号，经频率变换（一次变频、二次变频）为不同的下行频率12GHz或4GHz，再由技术处置放大到必然功率向地球发射，有卫星电视接收设备接收。 每一路音视频和数据通道都是由一个卫星转发器进行接收处置然后再传输，每一个转发器所处置的信号都有一个中心频率及一个特定的带宽，目前卫星转发器主要利用L、S、C、Ku和Ka频段。

二、水平极化、垂直极化

极化一般是指与电波传播方向垂直的平面内，瞬时电场矢量的方向。在极化波中，以地平线为准，当极化方向与地面平行时，称为水平极化。当极化方向与地面垂直时，称为垂直极化。

3、卫星天线

卫星天线的作用是搜集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。大多数天线一般是抛物面状的，也有一些多核心天线是由球面和抛物面组合而成。卫星信号通过抛物面天线的反射后集中到它的核心处。

4、馈源

馈源的主要功能是将天线搜集的信号聚集送给高频头（LNB），馈源在接收系统中的作用是超级重要的。

馈源的种类

锥形馈源

环形馈源

圆锥馈源

梯状馈源

六、LNB高频头

高频头（Low Noise Block）即下行解频器，其功能是将由馈源传送的卫星通过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。

调试进程

由于一般用户都没有场强仪等专用设备，因此本文将介绍的是如何利用指南针、量角器等常常利用设备寻星。

器材准备：卫星天线、高频头（馈源一体化）、卫星接收机、电视机、指南针、量角器以及连接线若干。

计算寻星所需参数

对于固定式天线系统，需要按照天线所在地的经纬度及所要接收卫星的经度计算出天线的方位角和仰角，并以此角度调成天线使其对准相应的卫星。 对于极化的卫星信号，还需调整高频头的极化角，圆极化信号则不必。

以下出现的公式中：