[发明专利]一种载体倾斜时天线的初始对准方法

说明书

本发明公开了一种载体倾斜时天线的初始对准方法，涉及通信技术领域，所述载体倾斜时天线的初始对准方法包括以下步骤：1)获取初始方位角；2)获取天线姿态角；3)计算通信姿态角；4)调整天线姿态角。为了解决散射天线对准过程中当载体与水平面有倾角时不能直接进行天线初始对准的问题，本发明通过利用姿态变换矩阵及角度投影算法完成天线初始对准，在不增加硬件辅助单元的条件下减少了系统的开通时间，简化了系统结构，减小了载体调平时的机械误差，并降低了系统成本，可应用于散射通信系统及其他系统中的天线初始对准，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种载体倾斜时天线的初始对准方法。

背景技术

目前，散射通信系统应用场合越来越多，受限于天线窄波束及较远的通信距离，要保证通信质量，必须使天线指向最佳散射区，同时对天线自动对准的实时性要求也越来越高。

散射天线对准过程中，天线姿态角(包括方位角、俯仰角和横滚角)的调整通常都是相对于载体而非水平面，所以当载体与水平面有倾角时，天线初始对准不能直接进行。因为倾角较小时会加大天线的精对准时间和扫描范围，倾角较大时会直接导致天线初始对准失败。因此，设计一种载体倾斜时天线的初始对准方法，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载体倾斜时天线的初始对准方法，以解决上述背景技术中提出的问题，通过利用姿态变换矩阵及角度投影算法来计算载体面与水平面不平行时的天线姿态角，完成天线初始对准。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种载体倾斜时天线的初始对准方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)通信收发双方通过北斗定位定向仪获取各自的地理坐标、海拔高度以及载体相对水平面的初始方位角σ_φ，通过载体(车体或者云台)上的水平仪获取载体的俯仰轴ox₂与水平面的夹角σ_p，且同时获取载体的横滚轴oy₂与水平面的夹角σ_r，且

2)根据通信双方的地理坐标进行链路规划，获取收发双方各自通信的天线姿态角；

3)计算天线相对于载体所在平面的通信姿态角，即方位角φ′、俯仰角θ′及横滚角γ′，具体包括以下步骤：

步骤1、以天线的横滚轴和俯仰轴的交点为原点O，建立地理坐标系和载体坐标系，其中，载体的俯仰轴为ox₃，横滚轴为oy₃，方位轴为oz₃，然后根据载体的俯仰轴ox₃与水平面的夹角、横滚轴oy₃与水平面的夹角以及载体方位角σ_φ计算地理坐标系到载体坐标系的转换矩阵R，具体通过将ox₀y₀z₀绕oz₀旋转ρ得ox₁y₁z₁，再将ox₁y₁z₁绕oy₁旋转α得ox₂y₂z₂，最后将ox₂y₂z₂绕ox₂旋转β得ox₃y₃z₃，则所述地理坐标系到载体坐标系的转换矩阵R为：