基于多天线GPS的船载卫星天线跟踪系统.pdf

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1、90传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第2期基于多天线GPS的船载卫星天线跟踪系统高恭娴，乔洁(南京信息职业技术学院电子信息系，江苏南京210036)摘要：为了克服传统的船载卫星天线跟踪系统因采用多种传感器带来的硬件成本高、软件接口复杂、系统运行速度慢和精度低等问题，提出了用多天线GPS姿态测量的方法，将GPS天线直接安装在卫星接收天线上，根据GPS各个天线的三维位置信息数据计算船载卫星天线的姿态，再由卫星的位置计算天线相对于卫星的角度并进行跟踪，实现

2、了用一种传感器完成船载天线跟踪系统的姿态测量与控制。系统在内湖和海上进行多次测试，测试结果表明：在船体航行过程中电视信号的强度保持在60％~70％之间，对亚洲2号卫星进行移动跟踪的方位角误差的测试数据在±1．5。之间。该设计具有测试方法简单、误差小、成本低和使用方便等特点，有广泛的市场前景。关键词：单片机；控制系统；姿态测量；伺服系统；接收天线中图分类号：V556文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)02-0090-03Onboardsatelliteantennatrackingsystembasedonm

3、ulti．aerialGPSGAOGong—xian，QIAOJie(DepartmentofelectronicInformation，NanjingCollegeofInformationTechnology，Nanjing210036，China)Abstract：Thetraditionalonboardsatelliteantennatrackingsystemusesavarietyofsensors．whichcausesmanyproblemssuchashighcostofhardware，complica

4、tedsoftwareinterfaces，slowoperatingrateofsystem，lowprecisionandSOon．Inordertoovercometheseproblems，amulti—erialGPSattitudemeasurementmethodisputforward，whichinstallstheGPSantennadirectlyonrecievingantennas．Accordingtothedataofthe3DpositioninformationofeachGPSantenn

5、a，theattitudeofthesatelliteantennacanbecalculated．Accordingtothesatelliteposition，theangleoftheantennarelativetothesatellitecanbecalculatedandtracked．Soonetypeofsensorscanbeusedtocompletetheattitudemeasureandcontrolofonboardantennaautomatictrackingsystem．Aftersever

6、altestsoninnerlakeandsea．theresultshowsthattheTVsignalstrengthismaintainedbetween60％and70％andthetestdataofpositionerrorfrommobiletrackingNO．2Asiansatelliteislessthan±1．5。．Thisdesignhastheadvantageofsimple-testing，smalleror，lowcost，easytouse．Ithasbroadmarketprospect

7、．Keywords：singlechipmicyoco(SCM)；controlsystem；attitudemeasurement；servosystem；receivinganten-0引言线伺服驱动系统。随着移动卫星电视技术的迅速发展，安装在运动载体1多天线GPS姿态测量原理上智能天线系统得到了越来越广泛的应用。由于运动载体载体姿态是指载体坐标系(b系)相对于当地地理坐的摇摆、转弯等运动姿态变化，使移动接收终端的天线主瓣标系(t系)的3个姿态角：航向角(偏航角)，俯仰角0，经常偏离卫星，造成信号的丢失和数据传输中的误码

8、增加。横滚角，由相关几何知识可知精密确定载体上不共线三解决问题的方法之一就是为移动接收天线加装伺服驱动系点可以计算出载体的姿态角。统以抵消载体姿态变化影响，使接收天线的主瓣中心始终根据测量原理的不同，GPS载体姿态测量的方法一般指向卫星”j。在天线伺服驱动系统中关键的技术就是天分为伪距差测