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车载动中通天线姿态监控的远景

 动中通天线用于卫星移动通讯:动中通天线装置与陆地平台、车载和船载;这些天线能够装置在车上毗连到卫星 。车载动中通天线的古板应用主要是在军队应用中,它普遍的应用在海上军事通讯,包括窄波(国际海事卫星组织和UHF)和宽带(X,KU,KA波段)传输,此后,动中通系统应用与飞机上用于宽带通讯和高连通性的通讯系统中,既用于商业用户,也用于政府用户,这个应用有回过头来指导了卫星的地面使用手艺 。例如军队和商业用户宽带通讯的实现(例如移动网络或电视),另一方面政府用户在民事�;し矫嬉灿胁恍〉男枨� 。危害治理和应急需求,需要地面建设通讯平台,尤其是在面临自然灾难等条件时,动中通和卫星通讯天线显得尤为主要 。同时,动中通系统地面应用的生长使得通讯波段的需求、以及频率需求大大增添 。地面动中通系统也带来了贫困那就是并不保存航空应用,另外,ka波段,车辆/平台使用动中通也带来了影响,同时在ka波段,波束巨细的羁系要求和卫星转向的制约 。相比之下,相控阵天线和基于数字波束形成的系统在尺寸和性能方面有更好的性能,可是它们需要研究和实验特定的跟踪算法(卫星捕获和稳固跟踪 。)卫星跟踪/指向在动中通地面应用中是一个很是要害的功效,与航空动中通系统差别,地面系统受传输信道条件(视距/非视距)和传输情形的影响 。通常,大大都的跟踪要领(步进跟踪,CONSCAN等)是基于吸收天线的小角运动(包括方位角和俯仰角)的信号功率丈量实现的 �;痪浠八�,它们使用小时距的离散点参数找到更高的功率偏向 。因此这些要领都被称为“闭环跟踪法” 。不幸地,通常在操作历程中(由于障碍物,如修建物、树木、桥梁、隧道等)会造成“非视距”条件,这会导致基于吸收信号功率丈量的跟踪辖档廷即故障 。这样的问题通常通过向闭环跟踪系统添加开环跟踪� ?椋ń饩雒さ悖├唇饩�,即通过陀螺仪,团结加速率计、磁力计、和空间定位系统实现(闭环� ?楹涂纺 ?榈慕换タ梢蕴岣哒龈傧低车男阅埽� 。在Ka波段,允许的最大误差指向是1/10度,这就要求使用很是准确的开环系统来镌汰闭环� ?榈氖褂� 。

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  动中通天线装置在车顶,跟踪和位置传感器装置在旁边 。若是天线牢靠装置在地面平台上,则可以将其转向卫星目的设置的方位角、俯仰角并使用极化角 。

 

  在动中通系统,由于使用了地球静止卫星,在选择了特定的卫星目的后,这些角度仅取决于地面平台的位置 。由于天线是运动的,以是我们必需在车辆自己的坐标系中准确的定位这些角度 。为此,需要引入3个参考系统,使车辆的姿态于天线的姿态相关联:

 

  1:局部测地线(设为N框架),它是经纬坐标框架 。原点是平台所在的地理位置 。N的矢量被表达为上标n,即Pn

 

  2:平台坐标系(车辆牢靠),也体现为车体坐标系(B框架)与车辆毗连并与其纵向(前后),横向(左右)和笔直(上)轴线瞄准

 

  3:波束坐标系统(S框架),由于动中通天线可以装置在恣意位置和偏向,只有Z轴正朝着卫星目的

 

  车辆姿态的差别表达可以形貌它的运动,例如欧拉角,四元素角和罗德里格斯旋转公式 �;疚侍馐窃谙晗赣τ弥�,每个体现单数或冗余 。纵然当倾斜角约莫为±90°时,它们泛起奇点,欧拉角是没有冗余的基本表达,因而,这种奇异性在地面动中通系统中它们没有被表达出来 。因此欧拉角是界说车辆姿态的通常选择 。

 

  移动汽车的姿态一连的转变对指向和跟踪卫星有很大的影响 。通过使用陀螺仪、加速率计、磁力计、和全球定位系统(GPS)能够预计汽车姿态 。陀螺仪可以被集成以给出角度,但它们引入由于陀螺误差引起的误差 。若是车辆匀速运动,加速率计可以辅助丈量重力矢量的俯仰角和滚转角 �;诩铀俾始频淖颂俏奁�,可是它受平台加速率和振动的影响 。磁力计有普遍的应用,可是它们容易受铁磁质料的滋扰 。别的,多基线GPS手艺能够设置平衡,但由于较低的数据更新频率,它容易受信号锁定的影响 。

 

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