动中通卫星通信系统
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国内动中通天线自跟踪技术介绍1 动中通卫星通信系统的组成 (1)2 动中通天线跟踪方式介绍 (2)2.1 精确指向跟踪系统 (2)2.2 单脉冲自动跟踪方式 (3)2.3 混合跟踪方式(差分GPS) (3)3 动中通惯导比较 (4)1 动中通卫星通信系统的组成动中通卫星通信系统主要由天线自动跟踪系统和常规卫星通信系统两大部分组成,其中天线自动跟踪系统是关键技术。
2 动中通天线跟踪方式介绍目前,国内动中通系统天线自动跟踪系统有三大类:1精确指向跟踪系统;2单脉冲自动跟踪系统;3混合跟踪系统(差分GPS),这几种方式根据其技术特点,应用范围有所不同,分别介绍如下:2.1 精确指向跟踪系统精确指向跟踪方式根据车辆运动过程中位置(经度、纬度、高度)及姿态(航向角、俯仰角及横滚角)等参数,计算出天线指向卫星的方位角,俯仰角和极化角。
该系统要求陀螺惯导系统精度高,稳定性好(不漂移),但不能解决卫星定点位置的漂移问题,因而此种方式的优点是不需要捕获引导,可实现盲対星,不怕遮挡(但卫星通信本身还是怕遮挡的)。
但缺点是高性能高稳定度陀螺惯导(法国进口光纤惯导)价格昂贵,而且不能解决卫星定点位置的飘移,因而跟踪精度稍低。
经过国内相关机构多次调研和实际测试,在相同精度的陀螺设备中,激光陀螺比光纤陀螺的漂移累计周期短,一年内需进行多次相校。
进口光纤陀螺稳定周期长,漂移累积小,一般选用OCTANS法国高精度光纤陀螺惯性导航系统作为该跟踪系统的测姿部件。
相关指标如下:2.2 单脉冲自动跟踪方式单脉冲自动跟踪方式是跟踪卫星的信标,其主要的技术特点是利用单脉冲精密跟踪技术,实现卫星通信天线在移动载体上对卫星的精密跟踪。
因而主要的优点是跟踪精度高,不怕卫星漂移(由于受太阳和月亮引力的影响,静止卫星会在一个与地球赤道平台夹角不断变化的倾斜轨道上运行。
假设卫星轨道的东西位置保持不变,则从地球显道表面观察卫星的日漂移轨迹是一个对称于同步静止卫星轨道位置的“8”字形)。
车载动中通卫星通信系统的系统功能介绍突发事件的空间不定性,导致其应对方法相对匮乏。
特别处理突发事件通信方式的选择则显得尤为重要,建立完善综合应急响应指挥系统,提高部门协调联动水平。
车载动中通产品在应急通信救援领域已广泛应用。
汉华世讯科技推出的车载动中通系统采用H.264+优化压缩编码技术、Hanhsx多通道集群捆绑技术、网络编码自适应技术、车载语音整合调度系统(包括短波、超短波及手机和卫星电话的系统整合)、卫星通讯技术、Hanhsx卫星移动多媒体编解码设备、CDMA多通道图像传输设备、单兵作战超短波传输设备、GPS卫星定位设备。
车载动中通系统可有效隔离通讯载体在运动过程中由于其状态和地理位置发生变化而导致的通信中断,具有多种通信方式并存、覆盖区域广、不受地形地域限制、传输线路稳定可靠等优点。
在没有通讯网络覆盖地形复杂的偏远区域,甚至是在动态变化极其复杂的水上,动中通也能够迅速捕捉卫星方位,完成联络通讯。
卫星利用其覆盖范围广,设备使用方便等优点得到大力推崇。
车载动中通卫星通信系统具有不受时间、地域、距离的限制、实现动态和静态条件下的实时双向传输等特点,并具有现场指挥、远程移动指挥、车顶摄像视频信息采集、无线摄像视频信息采集、移动电话电台调度、移动视频会议、实时图像切换、智能保护等多项功能。
其创新的天线系统自动搜索捕获指定的卫星信号。
并且在车辆运动过程中通过自动控制方位、仰角和极化角。
自动跟踪保持指向,并支持车辆在时速300公里行驶条件下的双向2M传输速率。
隐形动中通卫星天线是由安装于车顶的低轮廓相控阵天线和安装在车内的天线控制器等组成。
天线控制器为天线提供动力并控制天线的运动。
系统功能○无需手动对星○采用GPS信号,自动捕获并跟踪卫星○运动中自动重新寻找最大值○内置陀螺仪使之可以快速从视线遮挡中恢复,天线使用机械和电子混合扫描,保持指向精度○邻星干扰保护。
动中通动中通是“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进程中可实时跟踪卫星等平台,不中断地传递语音、数据、图像等多媒体信息,可知足各类军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需要。
动中通系统专门好地解决了各类车辆、轮船等移动载体在运动中通过地球同步卫星,实时不断地传递语音、数据、高清楚的动态视频图像、等多媒体信息的难关,是通信领域的一次重大的冲破,是当前卫星通信领域需求旺盛、进展迅速的应用领域,在军民两个领域都有极为普遍的进展前景。
“动中通”是由卫星自动跟踪系统和卫星通信系统两部份组成。
卫星自动跟踪系统卫星自动跟踪系统是用以保证卫星发射天线在车体运动时对卫星的准确指向。
其要紧设备有:(1)天线座,采纳卸载和储力方式减小天线传动时的负载惯量。
(2)伺服,采纳位置环或速度环操纵方式,利用模拟硬件提高电路响应速度,减小伺服跟踪系统的动态滞后误差。
(3)数据处置,利用专用的数学解算平台,对误差信号、载体的动态信号进行处置,解算出天线的操纵信号。
(4)载体测量,利用捷联惯导测量组合测量出载体的转变量,使其反映在天线跟踪上。
其中,激光陀螺是在光学干与原理基础上进展起来的新型导航仪器,成为新一代捷联式惯性导航系统理想的要紧部件,用于对所假想的物体精准定位。
石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制成的灵敏元件,挠性摆式结构装有一个反馈放大器和一个温度传感器,用于测量沿载体一个轴的线加速度。
光纤陀螺三轴惯测组合由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组成,能够实时地输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据,具有对准、导航和航向姿态参考基准等多种工作方式,用于移动载体的组合导航和定位,同时为随动天线的机械操控装置提供准确的数据。
要紧性能:加表精度1×10-4g;光纤陀螺精度(漂移稳固性)≤1°/h;标度固形线性度≤5×10-4。
卫星通信系统卫星通信系统的作用是使电视信号上行传输到卫星,并由转发器下行传送到地面卫星接收装置。
动中通卫星通信天线系统组成及原理分析动中通卫星通信天线系统组成及原理分析摘要:动中通天线系统主要用于移动载体移动条件下实时通信,满足处理突发紧急事件的需求。
本文提出惯导跟踪式动中通卫星通信车载天线系统的组成,对工作原理进行了分析。
惯导跟踪式的动中通天线系统不依赖于任何外部信号,利用惯性导航系统自身即可完全实现自主对星,在移动载体移动过程中也能够进行实时对星和换星,灵活性高。
关键词:动中通,惯性导航,天线,卫星通信概述动中通卫星通信天线系统主要用于车辆等载体在快速移动的条件下,保持对卫星实时跟踪,使车载卫星天线始终对准地球同步通信卫星,在地球同步通信卫星与卫星地面站之间构建双向链路的卫星通信,以达到实时、不间断与其他地面站进行图像、语音、数据的卫星通信双向传输。
动中通卫星通信车应用动中通卫星通信天线系统跟踪卫星,利用卫星通信的无缝覆盖,加上所具备的机动灵活和行进间通信的特点,可以使动中通卫星通信车在任何时间、任何地点开通并投入使用,满足处理紧急突发事件的需求。
动中通卫星通信天线系统是实现动中通车载站的核心,天线面通常采用偏馈或正馈面反射的抛物面天线,外形呈球状,相对于相控阵天线来说,其天线增益较高,旁瓣特性较好,可以跟踪制导系统控制天线的方位和俯仰指向。
1天线系统主要分类一般来说,动中通卫星通信天线系统主要采用以下两种技术实现对星跟踪:(1)单脉冲跟踪式:利用多个方向上卫星通信信号强弱的和差关系,在短时间内判断出天线指向的偏差,即时调整卫星天线的指向,保持对通信卫星的跟踪。
(2)惯导跟踪式:利用惯性导航系统建立一个坐标基准,通过前馈控制伺服系统,使卫星天线稳定在坐标基准中,不受到车辆载体运动的干扰,始终对准通信卫星。
单脉冲跟踪式动中通卫星通信天线系统由于依赖卫星信号进行对星跟踪,因此存在以下问题:在卫星信号受到遮挡时容易丢星,如途经隧道、桥梁等情况下,被楼宇、大树等遮挡的情况下,都难以保持正常通信;在没有卫星信号的时候无法进行初始对准卫星,在车辆载体行进中无法进行初始对准卫星;在车辆载体大动态情况下,。
平板动中通通信系统方案车载平板动中通天线是专为应急指挥通信市场开发,该产品已被军队、武警、公安、消防、应急、电力等多个行业采用,性能稳定可靠。
该平板车载系统相比传统抛物面天线系统有如下特点:系统可在静态、动态、斜坡等状况下实现上电全自动寻星、锁定;系统采用高增益的平板波导阵列天线,使系统具有较高的增益,确保高清图像及数据的传输,并且降低了天线的整体高度(≤355mm),非常适合SUV 车,保证车辆行驶的通过性和美观性;采用高精度惯性系统作为控制基础,使产品具有较高的跟踪精度和较长的遮蔽保持时间;系统采用卫星信标跟踪技术与传感器误差修正技术相结合的闭环控制方式,提高系统的工作可靠性;产品采用模块化设计,内部部件采用模具铸造,大大提高了生产效率和可维修性;自动寻星:系统设置后,全部操作均可自动完成,并能够在静态或运动条件下进行上电初始化、初始对星等操作;自动跟踪:在动态条件下,方位、俯仰、极化全自动跟踪,使天线始终对准所选目标卫星;遮挡后再捕获:当天线长时间被遮挡而导致丢星,遮挡消除后系统可快速恢复(遮挡20分钟恢复时间<2s);天线安装无方向要求,可随意方向安装,具有很高的平台安装适应性;本系统对星时间短,冷启动在80秒内,热启动在50秒内。
(无遮挡情况下);天线系统高度集成,整机重量≤75Kg。
车载系统设计原则如下:通得快。
选用机动性好的平台,在各种恶劣条件下,以最快的速度达到任务地域,快速建立通信联络,保障现场应急指挥顺畅。
通得上。
综合多种通信手段,针对不同保障需求,形成能力互补手段融合,确保在各种复杂环境下全方位、全天候通信。
通得好。
根据应用需求,新研一些新技术通信装备,同时选用成熟、先进的民用新技术设备,确保通信效果和质量。
标准化。
采用标准化的通用装备和民用成熟技术设备进行综合集成,确保技术体制统一,实现“军、警、民”各方通信互联互通。
组合化。
采用模块化结构,搭建组合化的通用车载平台,便于升级和换装,以满足不同突发事件的保障需求。
科技成果——动中通卫星通信系统技术开发单位北京航天万鸿高科技有限公司东莞分公司技术概述动中通卫星通信系统采用我所惯性导航和伺服控制等自主技术,实现了移动载体在运动中实时不间断传输语音、数据、视频图像等信息,是卫星通信领域一次重大技术突破。
主要技术指标动中通对星和跟踪需要天线极化轴对准通信卫星,通过实时调整天线的方位角和俯仰角来实现。
我单位动中通采用惯性导航系统(采用高精度陀螺和石英加速度计)实时精准和解算载体三个坐标轴的角速度姿态以及载体位置,通过高精度伺服系统进行天线的方位角和俯仰角的实时调整,实现天线的对星和跟踪。
自主对星:利用惯性导航系统完全实现自主对星,不依赖任何外界信号,静态对星时间≤60s;盲区对星:在没有卫星、GPS信号等情况下(如车库、船坞内),可以进行对星;行进中对星:在载体移动过程中能够进行动态对星,行进中对星时间≤3min;动态换星:可以在载体运动状态下切换通信卫星;抗遮挡与抗颠簸功能:载体剧烈颠簸时,通信不受影响;动态跟踪性能好:在载体大动态转向情况下通信正常,如绕“0”字每圈<8s,绕“8”字每圈<20s;可靠性高:系统中的部件和元器件具有严格的质量保证,核心技术均具有自主知识产权和生产线。
先进程度国内领先技术状态批量生产、成熟应用阶段适用范围直升机、无人机应急通讯系统无人船载通信系统森林防火与抢险救灾高速列车宽带多媒体收发系统重大事件、灾害应急通信系统电信运营商应急保障系统消防、人防等其它领域应用电视移动转播系统军队数字化信息化指挥系统武警移动通讯网络系统公安防爆反恐指挥车合作方式合作开发预期效益自2006年交付首套动中通系统以来,经十余年技术创新,开发出宽带双频、高集成度和多通信体制融合的系列化产品,仅去年一年即实现收入达3亿元。
动中通卫星通信系统可为大型阅兵、运动会、博览会、环球会议等重大活动做通信保障,可执行地震、水灾、暴恐活动等事件的救援维稳保障任务,可在无人地区、海域实行开发和探测。
“动中通”卫星通信系统
佚名
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】由中国航天时代电子公司研发的“动中通”——Ku频段移动卫星通讯车载站.采用航天独有的捷联惯性导航及精密天线伺服系统,能够有效隔离通讯载体在运动过程中由于其姿态和地理位置发生变化而导致的通信中断,具有卫星通信覆盖区域广、不受地形地域限制、传输线路稳定可靠等优点。
【总页数】1页(P33)
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.动中通卫星通信系统链路预算及实例分析 [J], 杨新华;刘杨;雷迪伟
2."动中通"卫星通信系统与同址电台干扰问题研究 [J], 马谢; 赵治国; 周万宁; 刘海峰; VLADIMIR·MORDACHEV
3.“动中通”卫星通信系统技术的发展研究 [J], 乌日娜
4.关于动中通卫星通信系统若干技术问题的探讨 [J], 许松松;陆斌;高睿劼
5.动中通移动卫星通信系统 [J],
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“动中通”卫星通信链路分析研究摘要:本文针对通信卫星“动中通”系统为研究对象,从其结构的组成,发展现状和影响卫星链路的因素等为对象进行介绍和分析,详细的从结构、功能等方面探讨。
“动中通”卫星主要是由天线、馈源、反射面和转轴这几部分组成的。
为了能更好评估卫星信号的好坏,需要长时间的监视观测,通过观测数据研究卫星链路传输的性能;通信卫星“动中通”在链路的传输上,实现了Ku频段的链路传输特性,通过自动检测系统代替了以往人工测量的方式,通过自动检测系统的精确测量,和以往人工测量相比,大大减小了数据误差,提高了测量的精确度并提高了工作效率,节省了人力资源。
关键词:Ku频段;卫星通信;链路Analysis of Satellite Communication Link in the "Satcom onthe Move"Abstract: In this paper regarded the satellite communication system as the research object. Discussion from the structure, function and other aspects in detailed, analysis the composition of the structure, development status and influence of the satellite link factors as the object of introduction. "Move through" satellite is mainly by the antenna and feed, the reflecting surface and the shaft which are composed, the parabolic cylinder antenna box to receive data of role, the data processing. Through the feed antenna and the reflector will data in the transmission to the original user, to work through the coordination of the internal rotating shaft and other parts. In order to better evaluate the satellite signal is good or bad and need to long time observation, for surveillance, through the observation data of satellite transmission link performance; communication satellite mobile communication in the transmission link, the realization of the Ku band link transmission characteristic. In order to improve the precision of the measurement, the work efficiency and saving human resources, the automatic detection system instead of the previous manual measurement, comparison to the accurate measurement of the automatic detection system, and in the past manual measurement, greatly reducing the error data.Keywords: Ku band; satellite communication; link引言自1960年到现在,卫星的发展取得了翻天覆地的变化,各种类型和功能的卫星被研发出来并应用起来,而卫星通信作为其中最为重要的一个分支,在通信领域起到了重大的作用。
动中通卫星通信系统
同步卫星的移动通信应用俗称“动中通”,是当前卫星通信领域需求旺盛、发展迅速的应用。
“动中通”除了具有卫星通信覆盖区域广、不受地形地域限制、传输线路稳定可靠的优点外,真正实现了宽带、移动通信的目的。
“动中通”卫星通信系统由中心站和“动中通”用户站组成,系统的网络拓扑结构以星状网为宜,中心站为固定地面站。
“动中通”用户站根据移动载体的区别可以是船载站、车载站(列车、汽车)、机载站,通过“动中通”用户站可以实现与中心站之间的双向数据、话音、图象传输。
“动中通”在铁路系统主要应用在客运列车的通信方面,装备“动中通”卫星通信系统后,在客运列车上可以开通卫星电视,装备车载电话厅,也可以用专用车厢,装备几间移动办公室,因为有Internet接入和电信通道,移动办公室内可配备计算机,电话,传真机。
“动中通”卫星通信的主要技术特点
传输容量较大:可以实现几十——几百kb/s信息速率传输。
不平衡传输:接收DVB卫星广播信号和Internet接入。
单向接收:接收卫星电视广播
系统组成
“动中通”卫星通信系统由中心站和“动中通”用户站组成,系统的网络拓扑结构通常为星状网、也可以为网状网结构。
中心站与其他卫星系统主站相似,根据系统提供的业务要求设计、配置软件和硬件,并与地面网络连接,包括地面电话交换网、Internet地面接入口等。
“动中通”用户站由卫星接收和发射设备分系统、“动中通”天线伺服分系统组成,“动中通”天线伺服分系统是本项目应用的核心部分,通过其对选择卫星的跟踪功能,始终保持对准卫星转发器,实现信号的接收和分发。
卫星通信分系统
卫星通信系统选择Ku频段,以获得较小的天线口径和较高的天线增益。
设备主要由收发信机和调制解调器组成,通信终端可以和以太网相连,提供数据应用和Internet接入;与话音网关连接,提供VoIP电话。
天线伺服分系统
车载“动中通”Ku波段0.8米卫星天线,可在车行进期间始终高精度地对准所使用的同步通信卫星,实现高质量的通信。
--- 主要性能指标
1)天线口径:椭圆口径,长轴2a=1.0m, 短轴2b=0.66m (等效口径 0.8米)
2)工作频率:接收:12.25~12.75GHz 发射:14~14.5GHz
3)天线增益:收: 38.2+20lgf/12.50dBi 发:39.3+20lgf/14.25dBi
4)极化方式:线极化
5)端口隔离度:收发隔离度380dB
6) 运动范围:方位:360°连续(或±420°) 俯仰:10°~90°极化:±100°
7)工作速度、加速度:速度:方位≤100°/s 俯仰≤80°/s
加速度:方位≤800°/s2 俯仰≤600°/s2
8)天线座重量:≤95Kg(含天线)
9)跟踪精度:1/10 θ0.5(r.m.s)
10)捕获卫星目标方式:自动搜索、人工控制
11)再捕获最大时间:≤5秒
12)适应环境:
适应车速: 180Km/h
环境温度:车外:-45℃~+55℃
车内:-5℃~+50℃
贮存:-55℃~+70℃
13)耗电:≤500W
--- 系统简单描述
该系统由天馈系统、跟踪接收系统、天线座架、微机控制、环路控制、轴角编码、限位保护等部分组成。
天馈系统由等效0.8米椭圆波束天线和TE21模宽带跟踪馈源系统组成;
跟踪接收系统由LNA、跟踪下变频器和单通道单脉冲跟踪接收机等组成; 伺服控制系统由控制微机、速度环、双稳定陀螺环、跟踪环、轴角编码、状态告警等部分组成。
伺服控制系统主要功能如下:
a:自动跟踪
b:自动搜索
c:位置预置
d:遮挡保护
e:状态显示与检测
f:极化调整
--- 天线主要技术特点
·新型变焦距椭圆波束天线,其与切割抛物面天线相比:天线旋转空间剖面低,长短轴之比大,天线效率高,极化跟踪损失小。
·天线主反射面设计为双层薄壁夹层结构形式。
夹层材料为铝蜂窝,上下两层采用碳纤维复合材料。
其结构轻巧、重量轻、刚度高。
·极化面调整装置由驱动电机、传动齿轮、波导旋转关节、旋转变压器、限位保护装置、支撑装置等组成。
·天线罩材料选用玻璃钢蜂窝夹层结构,重量轻,损耗小,刚度大。
·天线座采用方位―俯仰式(A-E式),刚度高、结构紧凑、重量轻。
·陀螺负反馈稳定、前馈补偿、单脉冲自跟踪技术措施。
·GPS和车体姿态敏感仪提供信息、计算机控制天线运动。
·电动方式调整天线极化。
装车
0.8m动中通设备可装于多种车型的汽车上和船、火车等运动载体上,天线装车外形图3.6.2-1B。