车载动中通伺服系统关键技术的研究
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一种动中通天线减震系统的研究随着无线通讯技术的发展,移动通讯设备的应用不断增加,使得手机、平板电脑、智能手表等产品越来越受欢迎。
这些设备的高频通讯部件运行时会产生震荡,如不加以控制,会影响通讯质量和设备寿命。
因此,如何减少这些通讯设备的震动,是近年来无线通讯技术面临的重要问题。
传统的减震方式为采用悬挂和缓冲的方法,通常是采用机械式减震器,在振动的频率范围内,机械减震器能够消耗掉大部分的振动能量,从而保证通讯设备的正常工作。
然而,这种机械式减震器的局限性也不可避免,需要经常更换维护,后续费用相对较高。
动中通天线减震系统作为一种新型的减震方式,来源于机械平衡控制技术。
该技术采用了电磁极技术,在通讯设备运行时,通过电磁极产生的反向力,实现对振动力的抑制和控制,从而使得通讯设备运行时的震动减少至最低程度,确保通讯质量的稳定性,提高通讯设备的寿命。
下面,我们将从动中通天线减震系统的技术原理、优点和发展趋势等三个方面,进行全面的阐述。
一、动中通天线减震系统的技术原理动中通天线减震系统中主要采用了电磁极技术,其原理类似于电动机的运转原理。
当电流通过通线时,电线旁边的铁芯电磁极会产生反向力,这种反向力可以抵消掉通讯设备的运动力,从而实现动中通天线的减震效果。
具体来说,动中通天线减震系统采用了一组电磁极,分别固定在通讯设备的两个基座上。
当设备发生运动时,两个基座之间的电磁极就会产生反向力,并向相反的方向推动,从而抑制设备运动。
在这个过程中,电流通过两个电磁极,产生相互作用的磁场,并在电磁极上产生一个反向力,与振动的方向相对立。
这就完成了对通讯设备的限动和调整。
值得注意的是,在此种减震系统中,电磁极的设计和制造至关重要,与所要达到的减震效果直接相关。
通常需要通过频率响应试验来确定特定电磁极的作用区域和工作频率范围,为动中通天线减震系统的实际应用提供科学依据。
二、动中通天线减震系统的优点相对于传统的机械减震器,动中通天线减震系统具有以下几个主要优点:1.减震效果显著,减震效率高。
动中通车载应急移动通信系统一、引言本文档旨在详细介绍动中通车载应急移动通信系统的设计、部署和使用方法,以帮助相关人员快速了解该系统的功能和使用流程。
二、系统概述1.系统背景:介绍应急移动通信系统在应急救援中的重要性和应用场景。
2.系统目标:明确系统设计和部署的核心目标。
3.系统功能:详细描述系统的主要功能和特点。
三、系统设计1.系统架构:展示应急移动通信系统的整体架构,包括各组成部分的功能和相互关系。
2.系统硬件设计:介绍系统所需的硬件设备,包括车载终端、通信设备等。
3.系统软件设计:说明系统所需的软件模块和功能,如通信模块、位置追踪模块等。
四、系统部署与实施1.系统规划:详细描述应急移动通信系统的部署方案,包括车辆选择、网络覆盖范围等。
2.系统安装与调试:指导系统安装和调试的步骤,确保系统能够正常运行。
3.系统测试与验收:介绍系统测试和验收的方法和标准,确保系统的稳定性和性能满足需求。
五、系统使用1.系统环境准备:列出使用该系统所需的前提条件,如网络连接、电源供应等。
2.系统启动与关闭:指导用户如何启动和关闭系统。
3.系统操作指南:详细说明系统各功能模块的使用方法和注意事项。
六、系统维护与更新1.系统维护方法:介绍系统的日常维护方法,如设备的保养、故障排除等。
2.系统更新与升级:介绍系统软件更新和硬件升级的方法和步骤。
七、附件本文档涉及附件,请参照附件中的相关内容进行操作。
八、法律名词及注释1.法律名词:列出本文所涉及的法律名词,便于读者理解和参考。
2.注释:对法律名词进行解释和说明,帮助读者更好地理解相关法律概念。
《永磁同步电机伺服控制系统的研究》篇一一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展,永磁同步电机(PMSM)因其高效、节能、稳定等优点,在伺服控制系统中得到了广泛应用。
永磁同步电机伺服控制系统作为现代机电一体化技术的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
因此,对永磁同步电机伺服控制系统的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种基于永磁体产生磁场的电机,其工作原理是利用磁场与电流的相互作用,实现电机的转动。
与传统的电机相比,永磁同步电机具有更高的能效比和更稳定的运行性能。
其伺服控制系统主要通过控制器对电机进行精确的控制,实现电机的快速响应和准确位置控制。
三、伺服控制系统的构成及工作原理永磁同步电机伺服控制系统主要由电机本体、驱动器、控制器和传感器等部分组成。
其中,控制器是整个系统的核心,负责接收指令、处理信息并输出控制信号。
驱动器则负责将控制信号转换为电机所需的电能。
传感器则用于实时监测电机的运行状态,将信息反馈给控制器,实现闭环控制。
四、伺服控制系统的关键技术1. 矢量控制技术:通过坐标变换,将三相电流分解为励磁分量和转矩分量,分别进行控制,实现电机的精确控制。
2. 数字控制技术:采用数字信号处理器(DSP)等数字控制器,实现对电机的快速响应和精确控制。
3. 鲁棒控制技术:针对系统的不确定性因素和外界干扰,采用鲁棒控制算法,提高系统的稳定性和抗干扰能力。
4. 智能控制技术:利用人工智能算法,实现对电机的高效、智能控制。
五、伺服控制系统的研究现状及发展趋势目前,永磁同步电机伺服控制系统已广泛应用于机器人、数控机床、航空航天等领域。
随着科技的不断进步,伺服控制系统的研究也在不断深入。
未来,伺服控制系统将更加注重智能化、高效化和绿色化的发展方向。
智能控制算法的应用将进一步提高系统的自适应性、学习能力和决策能力。
同时,高效化和绿色化也将成为伺服控制系统的重要发展方向,通过优化控制算法和改进电机设计,降低系统能耗,提高系统效率。
074201207+ 任娟 (中国电子科技集团公司第五十四研究所)过顶跟踪技术在动中通中的应用随着卫星通信技术和自动跟踪技术的不断发展,在运动中实现通信和数据交换变得越来越普遍。
而且随着Ka、Ku频段的应用,卫星接收设备体积减小,动中通得以大量应用。
动中通卫星通信系统具有通信距离远、通信质量可靠、通信迅速和受环境影响小等特点。
近年来,动中通技术越来越多地应用于车载、船载和机载卫星通信系统中。
动中通的关键技术是快速、稳定、可靠的伺服控制系统,它保证了天线时时对准卫星,实现了卫星通信不间断。
对于需要工作在赤道附近的动中通,过顶跟踪技术保证了卫星通信无盲区。
下文将就某车载动中通的设计说明过顶跟踪技术的实现。
1.系统组成车载动中通系统由于车辆在运动中颠簸最厉害,因而对伺服系统的要求最为苛刻,而且天线口径不能太大。
某Ku频段1.2m车载动中通主要由天馈分系统、跟踪接收机分系统、伺服控制分系统、座架分系统和卫星通信分系统组成,如图1所示。
天馈分系统完成对星通信,采用赋型环焦天线、主副面设计、小型化及轻型的波纹喇叭和宽频带差模跟踪网络,具有高效率、低旁瓣、低交叉极化隔离度和重量轻等优点。
除了收发图象、语音和数据等信号外,天线接收到来自卫星上的信标信号,经天线主副面反射后,进入波纹喇叭,再经过和差网络送到跟踪接收机解调出方位和俯仰的角误差信号,最后送到伺服控制系统,从而实现天线对卫星的单脉冲自跟踪。
座架系统实现天线的转动,一般动中通的座架主要采用A-E两轴形式,即方位、俯仰轴,其结构紧凑,旋转关节少,刚度强,伺服控制系统也容易实现,但其缺点是高仰角跟踪有盲区,对于那些赤道附近的国家和地区,为实现高仰角甚至过顶跟踪,需要在两轴基础上增加交叉轴,采用A-E-C三轴座架,这增加了系统的设计和调试的难度。
本系统采用三轴形式,组成三轴稳定两轴跟踪系统,实现过顶跟踪无盲区的要求。
2.伺服控制随着数字信号处理技术的迅猛发展,伺服控制由原来的模拟控制转换成了先进的数字控制方式。
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。
车地无线通信系统中的中继与协作通信技术研究无线通信技术在现代社会中起到了至关重要的作用,尤其在车地无线通信系统中更是不可或缺的一部分。
而中继与协作通信技术作为车地无线通信系统中的关键技术,对系统的性能和覆盖范围起着决定性的影响。
本文将着重探讨车地无线通信系统中的中继与协作通信技术,并提出一些相关的研究方向和应用场景。
首先,中继技术在车地无线通信系统中的作用不可忽视。
传统的无线通信系统由于信号传输距离有限,容易受到信号衰减和干扰的影响,导致覆盖范围受限。
而引入中继节点可以有效地扩大系统的覆盖范围。
中继节点通过接收到的信号进行处理和转发,使信号能够达到原本无法覆盖到的地区,从而增强系统的通信能力。
中继节点通常通过无线链路与基站相互连接,通过多跳传输的方式实现信号的传送。
中继节点可以部署在高楼大厦等高地势位置,或者根据实际需求进行灵活布置,从而最大程度地扩展系统的覆盖范围。
与中继技术相伴的是协作通信技术。
协作通信技术利用周围车辆之间的协同合作,提高车地无线通信系统的性能和容量。
在传统的无线通信系统中,车辆之间的通信往往是一个点对点的通信模式,容易受到多径效应和其他干扰的影响,导致信号质量下降。
而通过引入协作通信技术,各个车辆可以共享自身的无线资源,相互之间进行数据的转发和共享,从而提高系统的容量和可靠性。
协作通信技术可以通过频谱分集、空时编码等方式在多个车辆之间进行资源的分配和调度,从而实现系统性能的最大化。
在实际的应用中,中继与协作通信技术在车地无线通信系统中起到了极为重要的作用。
首先,在城市交通管理系统中,中继与协作通信技术可以实现车辆之间和交通监控中心之间的高速、稳定的通信。
通过安装中继节点,可以覆盖到城市中不易建设基站的地区,同时通过车辆之间的协作通信,可以实现车辆与交通监控中心之间的实时数据传输,提高交通管理的效率和准确性。
其次,在智能交通系统中,中继与协作通信技术也能够充分发挥作用。
智能交通系统需要车辆之间进行实时的信息交换和共享,以实现交通流量调度和事故预警等功能。
“动中通”接收天线极化匹配及跟踪技术研究作者:王道平,陈辉华,何敏来源:《现代电子技术》2009年第12期摘要:为了稳定“动中通”接收天线的极化轴,克服波束滚动引起的交叉极化干扰,从而提高“动中通”通信质量。
以波束实时对准为依据,分析极化匹配的原理,研究“动中通”中交叉极化干扰的产生途径。
利用坐标旋转变换导出极化角的计算公式,讨论极化跟踪的必要性,建立极化跟踪的模型。
采用电子变极化技术设计了适用于平板天线的“全电子”新型极化跟踪网络,阐述该网络的工作原理,为“动中通”的极化跟踪提供了新的途径。
关键词:动中通;极化匹配;交叉极化干扰;极化跟踪中图分类号:TN927+.23文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)12-103-03Research on Polarization Matching and Polarization Tracking about Satcom onMove Received Antenna SystemWANG Daoping,CHEN Huihua,HE Min(The Second Artillery Engineering Institute,Xi′an,710025,China)Abstract:To stabilize polar axis and overcome cross-polar interference,the theory for matching polarization is analyzed based on how to aim at the antenna wave beam in time.The way which the cross polarization interference results from is also investigated and the formula used to calculate polar angle is deduced from the coordinate revolving.The necessity to track polarization is argued.A model to track polarization axis is founded.A new polarization tracking network which is controlled electrically and specially applied on the panel antenna is designed based on the electronic polarization-agile technology.The theory how the network works is also expounded.A new method to track polarization axis is achieved through the thesis.The works achieved in this thesis is proposed to enhance the quality of Satcom on the move.Keywords:satcom on the move;polarization matching;cross-polarization interference;polarization tracking0 引言移动中的卫星通信——“动中通”(Satcom on the Move)利用卫星作为中继,可以在移动载体(运动中的车、船等)双方实现实时、大容量、不间断地传递多媒体信息,因而成为通信业最具前景的发展方向之一。
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,。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第27卷 第1期2010年3月河 北 省 科 学 院 学 报JournaloftheHebeiAcademyofSciencesVol.27No.1Mar.2010
文章编号:1001-9383(2010)01-0031-04
车载动中通伺服系统关键技术的研究武伟良,刘晓丽,任 娟,任金泉(中国电子科技集团公司第54研究所,河北石家庄 050081)摘要:分析了车载动中通伺服系统的工作环境和特点,详细介绍了在车载动中通设计过程中所采用的关键技术。通过图表和公式分别对捷联惯导、电子罗盘的工作原理以及在车载动中通伺服系统中的应用进行了阐述,指出了两种天线座架形式的不同工作区域以及产生跟踪盲区的机理。关键词:捷联惯导;电子罗盘;陀螺;加速度计;磁阻传感器;倾角传感器;动中通中图分类号:TP8文献标识码:A
Thestudiesoncriticaltechnologiesofservosystemofvehiclesatellitecommunicationinmotion
WUWei2liang,LIUXiao2li,RENJuan,RENJin2quan(The54thResearchInstituteofCETC,ShijiazhuangHebei050081,China)Abstract:AnalysistheworkingenvironmentandcharacteristicsofServoSystemofVehicleSatelliteCommunicationinMotion,describedindetailsintheCriticalTechnologiesofVehicleSatelliteCom2municationinMotion.ThepaperdescribesSINS,electroniccompassworksaswellasservoSystemofVehicleSatelliteCommunicationinMotionbythechartsandformulas;pointingoutthosetwotypesofantennamountshavedifferentformsofworkareaandthegenerationmechanismoftrackingblindspots.Keywords:SINSGyroElectroniccompassAccelerometerMagnetoresistivesensorInclinationSensorMobilecommunications
车载移动卫星通信也被称之为“车载动中通”,顾名思义车载动中通技术是指:车辆在行驶过程中进行的连续不间断的卫星通信技术。目前车载动中通主要应用在军事通信、地质勘探、应急通信、新闻转播等领域。由于其工作的特殊性,需要车辆长期在山区、路面颠簸不平、高速变向通过隧道等情况下行使。因此在这些情况下怎样保证车载动中伺服系统快速完成对卫星的初始捕获、高质量的稳定跟踪卫星主波束以及在长时间通过遮挡物后迅速恢复中断的通信链路,是车载动中通成功的关键,而这些都是需要有高质量的车体航向和姿态做保障的。随着计算机技术、惯性测量技术的飞速发展,为捷联惯导的应用创造了条件。捷联惯导由于能够提供高精度的车体航向和姿态信息、不受地磁环境的影响,相比采用电子罗盘作为引导的优势逐渐体现了出来。目前车载动中通主要采用A-E两轴座架型式,它的主要优点是结构简单、平衡比较容易、体积小,然而其缺点也很突出,那就是它的高仰角跟踪问题,对于那些地处赤道附近的国家和区域A-E两轴式座架则会造成一定范围的跟踪盲区。而对于三轴车载动中通而言,伺服控制组成三轴稳定两轴跟踪方
3收稿日期:2010-01-26
作者简介:武伟良(1975-),男,河北石家庄人,工程师,主要研究方向:卫星通信、天线伺服.© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
河北省科学院学报2010年第27卷式,在高仰角跟踪时不存在盲区,缺点是结构复杂,造价高。本文就车载动中通采用的引导源、座架形式、实现的原理进行详细的分析。1 引导源1.1 捷联惯导引导捷联惯导主要由三个陀螺、三个加速度计和一个导航计算机组成。陀螺和加速度计沿车体坐标系三轴方向安装。捷联惯导的工作原理主要是根据对速度积分得出车体位置、姿态,对加速度积分得出速度的过程,其原理框图如图1所示。图1 捷联惯导工作原理框图由于陀螺和加速度计是直接安装在车体上的,所以通过陀螺和加速度计测定的车体速度和加速度都是基于车体坐标系的物理量。对于加速度计测量的车体相对于惯性空间的速度在车体坐标系中的投影被称为比力。而对于捷联惯导而言,导航计算要在地理坐标系中完成。因此,首先要将车体坐标系中的物理量装换为大地坐标系的量。也就是图1所体现的姿态矩阵计算,由姿态矩阵可以求得车体的三个姿态角:航向角κ、俯仰角β、横滚角α,随后通过串口传送给伺服控制系统,作为伺服系统初始捕获和遮挡保护时的计算依据。1.2 电子罗盘引导早期的车载动中通伺服系统多采用电子罗盘作为引导源。电子罗盘是根据磁场原理用磁阻传感器测量运动物体姿态的器件,主要由三维磁阻传感器、两个倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场,倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补充;MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及输出和软铁、硬铁补偿。当车体发生倾斜以及车体周围的地理磁场发生改变时其所提供的车体航向的准确性将要受到很大的影响,该误差的大小取决于车体所处位置和倾角的大小。1.3 两种引导方式的比较对于捷联惯导和电子罗盘两者之间的差异可通过下面的图表以及实例来得出结论。图2为车载动中通在某地点顺时针旋转一周电子罗盘(HMR3000)所产生的误差对照表。
图2 实测电子罗盘误差图这种误差尤以车辆通过立交桥,钢筋混凝土等建筑时为严重,一般都会产生10到30度的航向偏差。所以如果车辆驶出遮挡天线进行重新捕获卫星将是异常的困难,造成天线长时间不能跟踪卫星。而捷联惯导则不同,它主要由空间惯性元件陀螺和加速度计组成,不受地磁环境的影响,
其参数指标如表1。表1 捷联惯导技术参数表
航姿精度保持精度航向≤1°(1σ)≤0.3°/h
横纵摇≤0.2°(1σ);≤0.3°/h
举例来说:对于Ku频段天线口径为1.2m的车载动中通,它的半功率角波束宽度为1.4°。如果采用电子罗盘作为引导源时,一旦车辆驶过隧道等遮挡物时,它提供的航向误差将会超过10°,
由公式(8)可知天线对星的方位指令角也将会产生10°以上的误差,这时天线将很难再次捕获卫星,通信链路将长时间无法恢复。而对于捷联惯导来说由于它提供的航向误差不会超过1°,并且这个误差在半功率角波束宽度以内,所以当车辆
23© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第1期武伟良等:车载动中通伺服系统关键技术的研究驶出隧道等遮挡物时,伺服系统只需稍作调整即可重新捕获卫星,迅速恢复通信链路。2 座架形式如果采用传统的A-E两轴座架,如图3所示。图3 A-E两轴座架跟踪示意图V为卫星飞行的速度、h为卫星的高度、R0为航路捷径、R1为天线到目标的最短斜距、AE为方位俯仰角。根据图3我们可以A-E两轴式车载动中通在跟踪高度为h的,飞行速度为V的卫星时方位角位移为:tgA=VtR0=Vth/tgE=Vth3tgE(1)式(1)对时间求导可得角速度:A=VthtgEcos2A(2)由公式(2)可知当卫星飞行速度、高度一定,天线方位的最大跟踪速度出现在A=0时,并且当E→90°,cosE→0°时,由公式(2)知A→∞。也就是说当A-E两轴式车载动中通设计速度一定时,在天顶附近总是存在盲区,盲区的大小与方位的设计速度以及卫星的飞行高度有关。举例来说,在我国,大陆南北跨度主要在纬度20~60度之间,跟踪时用不到太高的仰角,所以车载动中通主要采用A-E两轴式座架。但是如果传统A-E两轴车载动中通工作于委内瑞拉境内,使用定点于西经78°的通信卫星,天线对星的最高仰角由公式(4)可以算出近80°,车辆在上下10°坡时,天线俯仰轴将处于过顶状态,传统A-E两轴天线就不能实现正常的跟踪功能,从而造成一段跟踪的盲区。所以对于工作在此类地区的车载动中通天线座架的设计采用A-E-C三轴方式,以适应过顶跟踪的要求。实际上A-E-C三轴天线座架就是在A-E轴系座架的基础上增加一个C轴,C轴落在E轴框架上,并与E轴正交。这样无论车的航向怎样变化,目标始终在EC轴所在平面的法线方向上,被跟踪的目标就不会出现在某一跟踪轴的轴线方向,所以不可能出现盲区。
3 三轴坐标变换系统加电后由伺服计算机实时采集GPS信息确定车的地理位置(车经度Φ、车纬度λ),根据卫星经度λ0计算出天线对星地理坐标系理论方
位角A、俯仰角E以及极化角P,计算公式如下:
A=180°-tg-1tg(λ0-λ)sin(3)
E=tg-1cos(λ0-λ)3cos-rR1-[cos(λ0-λ)3cos]2(4)P=tg-1sin(λ0-λ)tg(5)式中:r为地球半径,R和λ0为卫星至地心的
距离及在轨经度,λ和φ分别为动中通车载站的地理径度和纬度。由于天线处于车体坐标系中,
因此还需要将理论地理角转换到车体坐标系中。经过坐标转换后得车体坐标系中指令角EJ和Aj:sinEj=sinαcosEsin(A-κ)-cosαsinβcosE
3
cos(A-κ)+cosαcosβsinE(6)
tgAj=cosE[cosαsin(A-κ)+sinαsinβcos(A-κ)]
cosβcosEcos(A-κ)+sinβsinE
-sinβcosβsinEcosβcosEcos(A-κ)+sinβsinE(7)对于A-E两轴座架系统而言,车体坐标系和天线坐标系是一致的所以式(6)和(7)即是天线对星的方位、俯仰指令角。但是对于A-E-C
三轴系统而言,车体坐标系和天线坐标系是不一致的,所以还要进一步的进行转换。经过变换后可得方位、俯仰、交叉三轴坐标转换指令角Aj、Ej、Cj如下:Aj=A-κ(8)Ej=E+arcsin(-sinEcos2(A-κ)cosβcosE