[发明专利]一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法

说明书

本发明公开了一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法，属于航天测控、卫星通信等相关工程领域，该方法提供了正镜与倒镜两种程序过顶方式统一方法，并从过顶时间、指向误差、方位最大角速度等方面对两种过顶方式作了定量分析。本发明提供的一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法基于天线驱动性能，在解决过顶前后天线角度平稳过渡与跟踪方式闭环切换稳定的同时，能弥补当前程序过顶不能充分发挥天线驱动性能的不足，可将程序过顶时间做到最小，其指向误差也相应降到最小，从而最大限度地减小天线过顶盲区，提高天线利用率。

技术领域

本发明提出一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法，属于航天测控、卫星通信等采用方位俯仰型天线转台的相关工程领域。

背景技术

方位－俯仰型天线座架系统(以下简称A-E型)有诸如结构紧凑、便于机械扫描和跟踪等优点，在航天测控、卫星通信等相关工程领域得到了广泛应用。但这种座架天线受方位驱动能力的限制，在天顶附近存在一定的跟踪盲区，导致目标不能连续跟踪，影响了对目标的跟踪控制与数据接收，具体盲区大小可由所跟踪目标轨道高度以及天线速度、加速度指标决定。在目标高度一定的情况上，天线最大速度越快、加速度越大，天线的盲区就越小，但天线最大速度、最大加速度等指标受天线结构、口径大小等限制，天线的跟踪盲区必然不同程度地存在。

工程上，常用过顶方法有三轴倾斜机械过顶、程序引导过顶等方法。由于三轴天线本身对结构的要求较高，一般适用于小型口径天线，对于大多数A-E型二轴天线，则是采用程序引导过顶的方式。当目标接近跟踪盲区时，天线提前加速，以最大速度、最大加速度冲出盲区后，再转入对目标的捕获与跟踪。这种方法因受天线速度、加速度等指标限制，在程序引导过顶过程中，必然造成一段时间的目标丢失，目标越接近天顶，丢失时间就会越长，一定程度上影响了天线设备的使用效率。同时，由于目标时刻处于运动，过顶前天线处于自跟踪状态，过顶中，天线则处于程序引导方式，过顶后，天线又重新转入自跟踪状态，如果程序过顶处理不好，则会造成天线振荡，甚至造成天线过流保护，在一定程序上加大了机械磨损，缩短了天线设备使用寿命。

随着我国商业航天的不断发展，越来越多的商业公司组建了自己的商业测控网络，但其可调动测控资源也有一定限度，在天线性能指标不变的情况下，如果能够通过改进程序过项方法，减少天线跟踪盲区，一定程度上也会提高天线的使用效率，从而也会带来一定的商业价值。

发明内容

基于上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法，一方面，在解决正镜程序过顶前后的跟踪平滑问题的同时，能够充分发挥天线性能指标，最大限度地减少跟踪盲区。另一方面，提出了一种基于倒镜程序过顶处理方法，作为正镜程序过顶的一种补充，在不增加天线性能指标地情况下，可以很好地弥补天线天顶附近的跟踪盲区，从而可以有效提高天线的使用效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种方位俯仰型天线通用正倒镜程序过顶处理方法，具体步骤包括：

步骤一：等时间间隔的目标跟踪的轨道预报

根据目标轨道根数，可根据公开的轨道预报软件，按一定时间间隔T计算出所跟踪目标进出站的理论弹道离散时间序列数据；

步骤二：理论弹道离散时间序列数据程序过顶预处理

采用正镜程序过顶时，搜索并记录弹道方位速度绝对值最大时的时间序列号，并保持弹道数据的方位角、俯仰角、方位角速度、俯仰角速度保持不变；

采用倒镜程序过顶时，搜索并记录弹道俯仰速度小于零的最小时间序列号。当俯仰角速度大于等于零时，方位角、俯仰角、方位角速度、俯仰角速度保持不变，当俯仰角速度小于零时，方位角度加上180度并做角度超限处理，俯仰角变为180度减去俯仰角，方位角速度保持不变，俯仰角速度取反；

步骤三：程序过顶最佳起始点和结束点的确定