[发明专利]一种天线和差通道指向误差标定方法

说明书

本发明公开了一种天线和差通道指向误差无塔标定方法，首先，利用光栅扫描技术，按照天线参数设置一定的扫描范围与扫描速度，控制天线进行光栅扫描，分别获取天线和、差通道的实时角度与功率数据，形成天线三维方向图；其次，利用双阈值分别截取一定功率范围内的和、差通道角度数据生成方位俯仰二维椭圆曲线；最后，采用最小二乘原理以及野值剔除等方法对获取的和、差椭圆曲线进行拟合,对其中心进行定位,得到和、差通道脱靶量，从而计算出相应的和、差通道指向误差。该方法不仅适应天文观测领域，也适用于航天测控领域。本发明减少了天线跟踪误差，提高设备跟踪精度。

技术领域

本发明涉及一种天线和差通道指向误差标定方法，特别涉及航天测控领域单脉冲天线利用同步轨道卫星或者太阳等源进行和差通道指向误差的无塔标定。

背景技术

天线指向校正被广泛运用于射电天文观测领域，通过指向校正，可准确引导天文望远镜主波束对准观测天体，可以保证天线能够接收到最强的观测信号。

无线电跟踪测量领域，单脉冲天线通常设计和差两个通道，和通道用于接收人造卫星或者合作目标下行信号进行信息解调处理，而跟踪通道则用于实现对人造天体进行自动跟踪。

对于无线电跟踪测量领域，若采用基于射电星的天线指向校正方法来对天线指向误差进行校正时，由于存在和差通道间指向不一致性，仅通过和通道进行指向误差校正，将导致天线跟踪精度超差，这就要求工程上寻找解决办法。

发明内容

本发明为了解决现有技术采用基于射电星的天线指向校正方法来对天线指向误差进行校正时，由于存在和差通道间指向不一致性，仅通过和通道进行指向误差校正，将导致天线跟踪精度超差的问题，提出一种天线和差通道指向误差标定方法。

本发明的技术方案是：一种天线和差通道指向误差无塔标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用光栅扫描技术，按照天线参数设置扫描范围与扫描速度，控制天线进行光栅扫描，分别获取天线和、差通道的实时角度与功率数据，形成天线三维方向图；

(2)利用双阈值方法分别截取阈值范围内的和、差通道角度数据生成方位、俯仰二维椭圆曲线；

(3)采用最小二乘原理以及野值剔除方法对获取的和、差椭圆曲线进行拟合,对其中心进行定位,得到和、差通道脱靶量，从而计算出相应的和、差通道指向误差。

所述的步骤(1)，利用功率探头实时采集天线方位、俯仰角度以及接收到的天线辐射电平，构成三维数据，每一组数据对应三维空间一个点，由无数点生成一幅三维天线辐射方向图。

所述的步骤(1)的具体实施步骤如下：

(1)根据天线性能指标以及天线系统角度采样率分别设置天线扫描范围与扫描速度；

(2)计算出方位步进量，固定方位角度，俯仰由上自下或由下自上进行扫描步进计算；

(3)当俯仰扫描自最下或最上时，方位按计算出方位步进量步进，俯仰由下自上或由上自下再进行扫描量计算；如此反复，直至完成设定的扫描区域的扫描量计算，并将这些扫描量生成相对时的天线扫描弹道；

(4)计算选测量目标计算扫描期间目的目标绝对时理论弹道；该测量目标包括标校塔、同步卫星或者太阳的强射电源；

(5)在所计算的目标绝对时理论弹道基础上叠加相对时的天线扫描弹道，引导天线进行轨迹跟踪。

所述的椭圆曲线的获取与最小二乘中心定位的具体算法如下：

(1)对原始数据利用双阈值进行分割，由阈值确定两个分割平面，选取该两个分割面之间的采样数据作为拟合的数据；