机载卫星通信天线的步进跟踪应用

机载卫星通信天线采用步进跟踪方法是为了解决单脉冲跟踪天线网络复杂和校相不稳,以及程引时惯导漂移导致天线指向偏差等问题而设计的;机载卫星通信天线步进跟踪方法是在程序引导基础上的步进跟踪,即伺服控制系统根据惯导、星位和飞机经纬度计算天线指向,并叠加步进跟踪以保证天线精确跟踪卫星。由于步进跟踪是时段控制,天线跟踪精度不高,一般能达到1/6半功率波束宽度以上精度。实际使用中,当机载存在惯导较大漂移时天线仍能长时间稳定跟踪卫星,这说明机载卫星通信天线程引基础上的步进跟踪方法可行有效。     

中低精度捷联惯导在动中通系统中的应用研究

中低精度捷联惯导系统陀螺常值漂移大,在动中通系统中使用时无法完成自主对准.在建立惯导系统和天线控制系统坐标转换模型的基础上,采用天线自主跟踪状态下输出的角度值反解车体航向,在不增加外部设备的条件下实现了中低精度捷联惯导系统初始对准.仿真实验和车载实验结果表明,该方法正确有效.     

基于角速度补偿的捷联天线稳定系统设计

研究了半捷联末制导系统中捷联天线稳定系统的设计原理和控制算法。首先分析了捷联稳定和陀螺稳定的本质区别与联系;然后基于弹体、导引头、天线的三维运动关系,提出了一种新型捷联天线稳定系统控制方案。使用框架角测量和惯导信息重构天线的绝对空间运动信息,并采用角速度补偿方法和数学稳定平台实现导引头天线的间接稳定,能够解决导引头在纯稳定和目标跟踪两种工作模式下的天线控制问题。最后通过数学仿真验证了所提方法的有效性。     

步进跟踪技术在机载卫星通信天线中的应用研究

由于单脉冲跟踪天线在网络设计上较为复杂,特别是在使用中需要经常校相,而由此带来的不稳定因素,使得天线指向常出现偏差。利用步进跟踪方法,能够在程序引导过程中,依据伺服控制系统来不断调整星位、飞机经纬度天线指向,并与步进跟踪进行信号叠加,以确保天线与跟踪卫星的精确性。对于步进跟踪技术是基于时段控制的方式,由于跟踪进度不够,通常可以获得1/6半功率波束带宽精度。在机载卫星通信天线实际应用中,即便存在较大惯导漂移,步进跟踪方式天线仍能获得长时间的稳定跟踪效果,可见,对于步进跟踪方法在机载卫星通信天线中的应用具有可行性。     

基于主惯导的小型陀螺组合仪研究

为了解决基于微机械陀螺的导航系统精度不高的问题,该文研究了基于机载主惯导的小型陀螺组合仪,其体积较小,成本较低。通过机载主惯导传递的导航信息进行传递对准。使用欧拉角法,利用主惯导传递的信息来估计陀螺的误差,提高了陀螺的精度。用于某型无人机雷达系统上,实现了雷达天线的稳定控制。     

机载SAR天线稳定平台中的信号采集与处理

机载合成孔径雷达使用陀螺稳定平台使天线在惯性空间保持稳定并跟踪地速方向.稳定平台需要对分别来自于惯导系统,光纤陀螺,光电码盘的指令角、实际角速度、实际角位置信号进行采样.介绍了基于DSP的陀螺稳定平台控制器对上述三组数据进行采样的硬件实现方法.由于测量信号中通常包含有随机噪声,根据三种信号的特点及系统要求分别设计了数字滤波器,对采集到的信号进行滤波处理,使其可作为平台控制器输入的数据.文中所介绍的信号采集与处理办法应用于某机载SAR天线稳定平台中,平台在二维飞行模拟转台上能够完成稳定和跟踪的任务.     

临近空间卫星通信天线伺服跟踪的研究

在临近空间飞行器卫星通信系统中,为了隔离天线载体姿态变化对天线指向的扰动,天线伺服控制需采取波束稳定和跟踪措施,典型的步进跟踪、惯导引导跟踪及单脉冲跟踪体制都难以满足飞行器长期滞空的使用要求,需要研究一种新的跟踪方法。通过分析,给出了相控波束倾斜跟踪方案。采用相控技术使波束产生倾斜和圆锥扫描,实现了高精度的圆锥扫描跟踪,具有独立性好、不需校相等优点,能够适应临近空间飞行器卫星通信天线长期滞空的跟踪要求。     

基于船载卫星通信三轴天线的跟踪搜索技术

针对船载卫星通信三轴天线跟踪系统,介绍了船载三轴天线的系统组成,提出了一种基于捷联惯导的船载三轴天线跟踪搜索技术。天线以目标地理角为中心,通过坐标转换将目标地理角转换为天线的目标甲板角,调整AEC三轴使其及时准确地跟随目标甲板角。目前,该方法已经成功应用于多种船载三轴天线。实践表明,该方法能够快速准确地搜索到目标卫星,并实现对目标卫星的稳定跟踪。     

重力异常对航天测量船惯导姿态测量的影响与补偿

分析了重力异常产生的原因,根据有害加速度对于惯导系统的影响,建立了基于重力异常的惯导比力误差方程及姿态误差测量模型.结合航行试验分析了影响与应用效果,试验结果表明,高精度的姿态测量系统中必须考虑重力异常的影响,利用该方法可以基本消除重力异常的影响,部分海域可使惯导姿态精度提高约20",对提高航天测量船外测精度具有重要意义.     

基于圆锥扫描的舰载卫星电视天线跟踪系统

介绍了一种新型船载卫星电视自动跟踪系统的组成、原理。其卫星稳定跟踪系统 ,采用的是捷联式的有源稳定跟踪平台 ,特点在于利用雷达圆锥扫描原理实现天线姿态稳定跟踪 ,从而降低了系统对天线稳定平台的精度要求 ,使系统可选用廉价的低精度微机械惯性传感器 ,实现了系统的低成本。     

船载卫星通信地球站三轴稳定天线坐标计算方法改进

利用船载惯性导航系统提供的姿态信息,建立了船载A-E-C三轴稳定卫星通信天线的坐标计算模型,利用该模型推导了横倾角和纵倾角的计算公式,以及海上动态条件下极化角实时修正公式,控制船载卫星通信天线隔离船摇。经过MATLAB仿真运算和数值分析验证,并应用于实际系统中,提高了船载卫星通信地球站天线的性能。该模型还为优化船载卫星通信天线的控制提供了数学分析工具。     

应用于天线控制的组合导航系统设计

根据车船等移动载体通信卫星天线平台对导航系统的性能要求,设计了一款以DSP和现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)为核心处理器的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertia Navigation System)/全球定位系统(GPS,Global Positioning System)组合导航系统,FPGA完成对陀螺、加速度计和GPS数据的采集和预处理;DSP进行捷联惯导姿态、速度和位置的解算,以及运用卡尔曼滤波实现SINS与GPS的组合导航解算,并将解算结果发送给天线平台伺服控制系统以实现天线实时、准确、可靠指向通信卫星的控制。最后进行了跑车试验,验证了导航系统软、硬件设计的正确性和可靠性,同时,系统具有体积小、成本低、配置升级灵活等优点,能够满足天线平台控制系统对组合导航系统的精度要求。     

机载惯导系统减振设计

为了保证机载惯导系统的性能和可靠性,减振系统的设计至关重要。本文根据机载惯导系统的使用环境,提出了系统对减振系统的要求,并针对平台式惯导系统和捷联惯导系统, 建立了相应的系统振动动力学模型。在总结减振系统设计指标的基础上,提出了机载惯导减振系统的设计方法,包括减振系统结构形式的选取、减振器材料和结构的确定、减振系统固有频率的确定以及阻尼特性设计等。按照设计方法,给出了一个平台惯导减振系统设计实例,该减振系统满足系统需要。     

基于天通卫星的天线精确对星角度算法改进

基于板载惯导模块的高精确度接收机提供的定位信息和姿态信息,通过旋转坐标系的方法,推导出地理坐标系下天线对星角度,并对现有的天线对星数学模型进行改进,引入地球卯酉圈曲率半径和天线高度,提高了地理坐标系下天线指向角度的精确度。另外,引入姿态信息,建立载体坐标系下天线对星角度模型,减少载体姿态变化带来的影响。最后通过仿真实验表明,改进的算法在一定程度上提高了对星角度的精确度。     

基于定量反馈理论的天线稳定平台跟踪控制系统设计

在对某天线稳定平台跟踪装置模型辨识并得到带有参数不确定性线性模型的基础上,根据定量反馈理论对俯仰轴的跟踪伺服系统进行鲁棒控制器设计.综合考虑被控对象的模型不确定范围和系统的稳定性能指标、抗干扰指标,实现一定范围参数摄动系统的强鲁棒性.仿真结果表明:在模型参数摄动时系统阶跃响应的超调量和调节时间基本一致.验证了设计方法的可行性和有效性.     

基于阵列天线的高性能导航系统设计与分析

本文将惯性制导技术和阵列天线技术应用到GPS 接收机中以提高导航系统的整体性能,文章分析了GPS/INS 紧耦合模型的结构和数学模型,给出了相应的EKF 算法,分析了阵列天线抗干扰处理的原理和技术。在此基础上,给出了基于GPS/INS 与阵列天线相结合的导航系统模型。最后对该系统的输出载波噪声比（C/N0）进行了仿真分析,结果表明本系统可以有效的抑制干扰信号的影响,保证导航系统的可靠工作。     

基于扩展卡尔曼滤波器的超紧耦合GPS/INS组合导航系统设计

提出了一种组合导航设计方案,通过将滤波器得到的多普勒频移信号反馈给GPS接收机跟踪环,实现了超紧耦合,提高了组合导航系统在高动态和干扰条件下的性能.采用了非线性动态模型并对其进行了线性化,提高了导航精度并减小系统计算量;应用用一阶高斯马尔可夫模型描述不同的惯性传感器误差,最后给出了扩展卡尔曼滤波器的具体算法.