本發(fā)明涉及天線跟蹤對準的，具體而言，涉及一種低軌拋物面大天線信關站自學習跟蹤方法。

背景技術：

1、現(xiàn)有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)主要包括天饋分系統(tǒng)、天線座架分系統(tǒng)以及跟蹤接收分系統(tǒng)，其中，天饋分系統(tǒng)主要包括拋物面天線、天線饋源；天線座架分系統(tǒng)主要包括天線座架、天線控制單元、天線驅動單元；跟蹤接收分系統(tǒng)主要包括合路信號放大器、差路信號放大器、通道合成網(wǎng)絡、下變頻器、跟蹤接收機。

2、拋物面天線對衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號進行反射并將其會聚到拋物面的焦點上。天線饋源設置在拋物面天線的焦點處，用于將會聚到拋物面焦點的信號能量全部收集起來。

3、饋源的合路通道產(chǎn)生合路信號，其差路通道產(chǎn)生差路信號。所述合路信號包含數(shù)據(jù)信息，該信號送入合路信號放大器中進行放大。所述差路信號包含天線偏離接收方向的信息(即，天線正對接收方向時，所述差路信號為零)，該信號送入差路信號放大器中進行放大。之后，放大了的合路信號和差路信號在通道合成網(wǎng)絡中合為一路信號，該路信號送入下變頻器中進行變頻，變?yōu)橹蓄l信號。變頻后的信號送入跟蹤接收機中，由跟蹤接收機進行解調(diào)以恢復出誤差信號。誤差信號送入天線控制單元，天線控制單元根據(jù)該誤差信號產(chǎn)生角度偏差指令，角度偏差指令送入天線驅動單元，天線驅動單元根據(jù)該指令調(diào)節(jié)天線座架轉動，使天線對準接收方向，從而實現(xiàn)天線對衛(wèi)星的自動跟蹤和數(shù)據(jù)接收。

4、衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的跟蹤性能決定了該系統(tǒng)能否無盲區(qū)地跟蹤衛(wèi)星并獲得衛(wèi)星數(shù)據(jù)，因此，在利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)之前，需要對其跟蹤性能進行測試。

5、隨著國內(nèi)低軌衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展,目前國內(nèi)低軌拋物面大天線信關站均采用單脈沖跟蹤方式,單脈沖跟蹤的缺點是要求具有良好的射頻相位穩(wěn)定度,至少需要兩個信道的相關接收機,饋源系統(tǒng)大而復雜,設備昂貴，而使用四喇叭方式,由于需要微波結構件進行高頻和差網(wǎng)絡設計,大大提高了技術復雜度,加工難度,從而使得設備成本昂貴。

6、并且由于存在時間采樣誤差和天線組裝誤差，在實際對星時天線所依據(jù)的俯仰數(shù)據(jù)和方位數(shù)據(jù)均存在精確性問題，使得對星精度也隨之降低。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是減少數(shù)據(jù)采樣誤差，提高對星精度，為克服以上現(xiàn)有技術（或相關技術）的缺陷，本發(fā)明提供一種低軌拋物面大天線信關站自學習跟蹤方法。

2、本發(fā)明提供一種低軌拋物面大天線信關站自學習跟蹤方法，包括以下步驟：

3、步驟s1，針對低軌拋物面大天線信關站內(nèi)的目標天線，獲取所要對接的低軌衛(wèi)星的星歷參數(shù)和所述目標天線在t時刻的經(jīng)緯高參數(shù)；

4、步驟s2，根據(jù)所述星歷參數(shù)和所述經(jīng)緯高參數(shù)得到所述目標天線在t時刻對星時的理論俯仰角和理論方位角；

5、步驟s3，基于所述理論俯仰角和所述理論方位角控制所述目標天線對所述低軌衛(wèi)星進行第一次跟蹤，以及在跟蹤過程中逐時間點獲取并記錄所述目標天線的俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、俯仰方位編碼數(shù)據(jù)、慣導數(shù)據(jù)和agc信號強度數(shù)據(jù)得到第一輪數(shù)據(jù)集；

6、步驟s4，對所述理論俯仰角進行不同單位角度的加減處理得到多個測試俯仰角，針對每個所述測試俯仰角，基于所述測試俯仰角控制所述目標天線對所述低軌衛(wèi)星進行第二次跟蹤，以及在跟蹤過程中逐時間點獲取并記錄所述目標天線的所述俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、所述俯仰方位編碼數(shù)據(jù)、所述慣導數(shù)據(jù)和所述agc信號強度數(shù)據(jù)得到第二輪數(shù)據(jù)集；

7、步驟s5，對所述理論方位角進行不同單位角度的加減處理得到多個測試方位角，針對每個所述測試方位角，基于所述測試方位角控制所述目標天線對所述低軌衛(wèi)星進行第三次跟蹤，以及在跟蹤過程中逐時間點獲取并記錄所述目標天線的所述俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、所述俯仰方位編碼數(shù)據(jù)、所述慣導數(shù)據(jù)和所述agc信號強度數(shù)據(jù)得到第三輪數(shù)據(jù)集；

8、步驟s6，于所述第一輪數(shù)據(jù)集、所述第二輪數(shù)據(jù)集和所述第三輪數(shù)據(jù)集中提取得到不同時間點對應的agc最大信號強度以及對應的所述俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、所述俯仰方位編碼數(shù)據(jù)和所述慣導數(shù)據(jù)，以控制所述目標天線對準所述低軌衛(wèi)星。

9、本發(fā)明一種低軌拋物面大天線信關站自學習跟蹤方法與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

10、本發(fā)明中通過步驟s1進行星歷參數(shù)和經(jīng)緯高參數(shù)的采集獲取，通過步驟s2進行理論俯仰角和理論方位角的計算，通過步驟s3進行第一次跟蹤和第一輪數(shù)據(jù)集的采集獲取，通過步驟s4進行理論俯仰角的調(diào)整、第二次跟蹤和第二輪數(shù)據(jù)集的采集獲取，通過步驟s5進行理論方位角的調(diào)整、第三次跟蹤和第三輪數(shù)據(jù)集的采集獲取，通過步驟s6進行數(shù)據(jù)提取以及對星控制，通過對理論俯仰角和理論方位角的多輪調(diào)整，來獲取大規(guī)模的數(shù)據(jù)集，進而能夠從多輪數(shù)據(jù)集中提取到高精度的最大agc信號強度以及對應的俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、俯仰方位編碼數(shù)據(jù)和慣導數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)采樣誤差，提高后續(xù)對星時的對星精度。

11、在一種可能的實施方式中，所述星歷參數(shù)包括所述低軌衛(wèi)星所處軌道的半長軸、離心率、軌道傾角、近心點幅角、升交點經(jīng)度、真近點角和時間參數(shù)，所述經(jīng)緯高參數(shù)包括所述目標天線的當前經(jīng)度、當前緯度和當前軌道高度，則所述步驟s2中，根據(jù)所述半長軸、所述離心率、所述軌道傾角、所述近心點幅角、所述升交點經(jīng)度、所述真近點角、所述時間參數(shù)、所述當前經(jīng)度、所述當前緯度和所述當前軌道高度得到所述理論俯仰角和所述理論方位角。

12、在一種可能的實施方式中，所述步驟s2中，通過以下計算公式得到所述目標天線在t時刻對星時的所述理論俯仰角和所述理論方位角：

13、；

14、其中，

15、t表示所述t時刻；

16、el表示所述理論俯仰角；

17、az表示所述理論方位角；

18、a表示所述半長軸；

19、e表示所述離心率；

20、i表示所述軌道傾角；

21、ω表示所述升交點經(jīng)度；

22、ω表示所述近心點幅角；

23、θ表示所述真近點角；

24、t0表示所述時間參數(shù)；

25、b表示所述當前經(jīng)度；

26、l表示所述當前緯度；

27、h表示所述當前橢球高度。

28、在一種可能的實施方式中，所述步驟s3、所述步驟s4和所述步驟s5中，相鄰時間點之間的時間間隔為15毫秒。

29、在一種可能的實施方式中，所述步驟s3中，通過以下計算公式得到所述第二輪數(shù)據(jù)集：

30、；

31、其中，

32、t-0、t-1、t-2、...、t-n表示各所述時間點；

33、el-0、el-1、el-2、...、el-n表示各所述時間點對應的理論俯仰角；

34、az-0、az-1、az-2、...、az-n表示各所述時間點對應的理論方位角；

35、el-m-0、el-m-1、el-m-2、...、el-m-n表示各所述時間點對應的俯仰轉動角度；

36、az-m-0、az-m-1、az-m-2、...、az-m-n表示各所述時間點對應的方位轉動角度；

37、el-encode-0、el-encode-1、el-encode-2、...、el-encode-n表示各所述時間點對應的絕對俯仰編碼角度；

38、az-encode-0、az-encode-1、az-encode-2、...、az-encode-n表示各所述時間點對應的絕對方位編碼角度；

39、el-ins-0、el-ins-1、el-ins-2、...、el-ins-n表示各所述時間點對應的慣導俯仰角度；

40、az-ins-0、az-ins-1、az-ins-2、...、az-ins-n表示各所述時間點對應的慣導方位角度；

41、agc-0、agc-1、agc-2、...、agc-n表示各所述時間點對應的信號強度值。

42、在一種可能的實施方式中，所述步驟s4中，將所述單位角度設定為0.03度，對所述理論俯仰角分別進行單倍所述單位角度的加減、兩倍所述單位角度的加減和三倍所述單位角度的加減得到各所述測試俯仰角。

43、在一種可能的實施方式中，所述步驟s5中，將所述單位角度設定為0.03度，對所述理論方位角分別進行單倍所述單位角度的加減、兩倍所述單位角度的加減和三倍所述單位角度的加減得到各所述測試方位角。

44、在一種可能的實施方式中，所述步驟s6中，通過以下計算公式得到不同所述時間點對應的所述agc最大信號強度以及對應的所述俯仰方位轉動數(shù)據(jù)、所述俯仰方位編碼數(shù)據(jù)和所述慣導數(shù)據(jù)：

45、；

46、其中，

47、t-0、t-1、t-2、...、t-n表示各所述時間點；

48、el-m-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的俯仰轉動角度；

49、az-m-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的方位轉動角度；

50、el-encode-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的絕對俯仰編碼角度；

51、az-encode-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的絕對方位編碼角度；

52、el-ins-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的慣導俯仰角度；

53、az-ins-maxl表示各所述時間點于所述agc最大信號強度時對應的慣導方位角度；

54、agcl表示各所述時間點對應的所述agc最大信號強度。