[发明专利]一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统

权利要求书

1.一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统，其特征在于，包括：伺服控制子系统，所述伺服控制子系统包括开环稳定模块、闭环跟踪模块和传感器融合模块，其中：

所述开环稳定模块包括单惯性测量单元，所述单惯性测量单元用于测量载体的线加速度和角速率，获得载体线加速度和角速率信息，所述开环稳定模块用于根据所述单惯性测量单元所获取的所述载体线加速度和角速率信息对天线进行控制；

所述闭环跟踪模块用于对所述天线的指向进行校正，以保持所述天线准确地指向卫星；

所述传感器融合模块用于对若干个传感器采集的数据进行融合，以快速得到并准确跟踪所述单惯性测量单元的陀螺零偏

闭环跟踪模块在对所述天线的指向进行校正，以保持所述天线准确地指向卫星的过程中，包括如下步骤；

步骤A1、根据所述天线的输入功率、天线发出的信号波的波长信息、水平天线角度和垂直天线角度，确定所述天线的接收反馈功率；

其中，Pf为所述反馈功率，χ为所述波长信息的波长，r为所述天线发出的信号的第一菲涅尔区半径，为所述水平天线角度，Rj为所述天线的相对电介常数，Js为所述天线的导电率，为预设波动参数，α为所述垂直天线角度，Ps为所述输入功率，G1为预设第一功率增益，G2为预设第二功率增益；

步骤A2、根据所述载体线加速度和角速度，从而控制所述天线的水平调整角度；

其中，ψs为所述天线的水平调整角度，arcsin为反三角函数正弦值，M为所述载体的行波系数，a为所述线加速度，W为所述角速度，v为所述载体的线速度；

步骤A3、根据所述载体线加速度和角速度，从而控制所述天线的垂直调整角度；

其中，ψc为所述垂直调整角度，S为所述载体的驻波比；

步骤A4、将所述天线向北调整ψs，向上调整ψc，以保持所述天线准确地指向卫星。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单惯性测量单元包括若干个单轴的加速度计和若干个单轴的陀螺，所述传感器融合模块包括速度传感器，其中：

所述加速度计用于检测物体在所述载体所在的坐标系统中独立三轴的加速度信号，并用于感知飞机相对于地垂线的加速度分量；

所述陀螺用于检测所述载体相对于导航坐标系的角速度信号；

所述速度传感器用于感知所述飞机的角度信息，并测量物体在三维空间中的角度和加速度，并根据所述物体在三维空间中的所述角度和加速度解算出所述物体的姿态。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述惯性测量单元还用于：

将所述加速度计检测的所述加速度信号和所述陀螺检测的所述角速度信号进行空间坐标变换，将所述加速度计和所述陀螺所在的局部坐标系中的信息变换到当前统一的标准空间坐标系中的相应信息；

根据所述统一的标准空间坐标系中的相应信息，采用卡尔曼滤波算法对所述载体的姿态信息进行估计；

输出所述载体的所述姿态信息，所述姿态信息包括角速率和姿态角。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述闭环跟踪模块包括电流环单元、速度环单元和位置环单元，其中，

所述电流环单元用于接收电流环给定值和电流反馈值，并输出电流环输出值；

所述速度环单元用于接收速度环给定值和速度反馈值，并计算所述电流环给定值；

所述位置环单元用于接收位置环给定值和位置反馈值，并计算所述速度环给定值。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电流环单元接收电流环给定值和电流反馈值，并输出电流环输出值执行以下步骤：

所述电流环单元接收所述电流环给定值和所述电流反馈值，所述电流环给定值包括所述速度环单元进行PID调节后的输出；

将所述电流环给定值和所述电流反馈值进行比较，获得所述电流环给定值和所述电流反馈值的第一差值；

将所述第一差值在所述电流环单元内进行PID调节，获得第一调节值，并将所述第一调节值输出到伺服电机，所述电流环单元的输出包括所述伺服电机的每相的相电流。