[发明专利]基于三轴动态跟踪技术的船载卫星天线系统

说明书

本发明公开了基于三轴动态跟踪技术的船载卫星天线系统，包括MCU主控模块、天线锅面和天线基座，所述MCU主控模块控制所述天线锅面转动，所述MCU主控模块分别与GPS模块和陀螺仪平台连接，所述陀螺仪平台设于天线基座上，所述陀螺仪平台与所述天线锅面连接，并且分别与所述方位电机、横滚电机和俯仰电机连接。通过方位电机、横滚电机以及俯仰电机控制天线锅面的转动，使得天线中心轴始终对准卫星，并采取适当的方法对长时间航行产生的误差进行修正，确保通讯的正常工作。MCU主控模块根据GPS模块与陀螺仪平台提供的数据，精确的计算出对星方向，由陀螺仪平台提供的姿态数据，控制电机带动天线锅面进行天线角度的微调，实现准确对星。

技术领域

本发明涉及，特别涉及一种基于三轴动态跟踪技术的船载卫星天线系统。

背景技术

船载卫星电视天线可以通过控制技术实现自动搜寻、锁定、跟踪目标卫星功能的智能型天线，由于海上环境复杂，天线实时调整天线的接收角度，使天线始终对准卫星方向，从而保证卫星信号的不间断传输。

运用MCU技术实现天线的自动跟踪，将是MCU通过陀螺返回值和信号放大电路采集的电压值来判断驱动芯片所需脉冲速率来驱动步进电机快速跟踪，加速度传感器与电机驱动器的联合控制，加速度传感器上读出的值转换成天线的运动速度，根据此速度来控制电机驱动器的脉冲输出速率使得天线的转动和电机的转动达到静态平衡实现卫星天线的实时跟踪的目的。卫星动态跟踪技术的研究开发，将有力促进我国航运事业的发展。

而现有的卫星天线跟踪系统往往能够转动的方向较少，无法灵活转动，从而使天线容易偏离卫星方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于三轴动态跟踪技术的船载卫星天线系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

基于三轴动态跟踪技术的船载卫星天线系统，其特征在于：包括 MCU主控模块、天线锅面和天线基座，所述MCU主控模块控制所述天线锅面转动，所述MCU主控模块分别与GPS模块和陀螺仪平台连接，所述陀螺仪平台设于天线基座上，所述陀螺仪平台与所述天线锅面连接，并且分别与所述方位电机、横滚电机和俯仰电机连接。

作为优选，所述MCU主控模块通过第一电路与横滚电机连接，所述MCU主控模块通过第二电路与方位电机相连，所述MCU主控模块通过第三电路与俯仰电机相连，所述MCU主控模块通过横滚电机、方位电机和俯仰电机控制所述天线锅面转动。

作为优选，所述MCU主控模块通过陀螺仪平台获得航向角角速度 hs、纵摇角角速度ps和横摇角角速度rs。

作为优选，以天线基座为基准建立一个直角坐标系，得到天线基座坐标系到天线锅面坐标系的旋转矩阵为：

其中a为当前横滚角度，b为当前俯仰角度；

进而得到方位电机、横滚电机以及俯仰电机传动速度到天线锅面的旋转矩阵

当时，载体速度和电机速度传递到天线锅面上的三个方向轴上的速度大小都相等，方向相反，使得锅面保持静止不动。

作为优选，该系统还包括高频头，所述高频头设于天线锅面中心的正后方。

作为优选，该系统还包括极化电机，所述极化电机通过信号处理电路与MCU主控模块连接。

作为优选，所述MCU主控模块通过串行通讯模块与GPS模块相连。

作为优选，所述MCU主控模块包括绝对编码盘和设于控制程序内的直流电机保护单元，所述方位电机、横滚电机以及俯仰电机分别连接有电器限位开关和机械限位开关，用于手动控制天线锅面转动。