[发明专利]应用于北斗导航系统的窄波束天线自动对星方法与系统

说明书

本发明公开了一种应用于北斗卫星导航系统的窄波束天线自动对星方法与系统，包括依次连接的星历接收解算装置，对星方位计算设备，对星方位校准设备，天线对星控制实现设备。通过星历接收结算装置得到卫星在某一固定参考系下的精确位置，并通过对星方位计算设备得到天线旋转的初步方位、俯仰信息，利用对星方位校准设备完成对初步方位、俯仰的校准，将该校准后的方位、俯仰信息通过天线对星控制实现设备控制天线实现对星，实现了一种自动精准对星的方式，本发明通过自我校准监测，能够实现窄波束天线的精准对星，也可作为一种卫星监视的系统，对卫星导航领域信号收发重大。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，具体的涉及一种应用于北斗导航系统的窄波束天线自动对星方法与系统。

背景技术

卫星导航系统主要由三个独立部分组成：北斗导航卫星、地面站以及用户终端，用户终端发送业务请求，通过北斗导航卫星转发给地面站，地面站接收用户终端发送的入站消息，经过入站链路的信号放大、变频、捕获、跟踪、信息解调处理得到业务内容；根据业务请求内容，生成出站信息，由出站链路的信号生成发射、功率放大，经由北斗导航卫星转发给用户机，完成业务回执。

地面站与北斗导航卫星间通信门户为地面站的天线对卫星信号的收发，地面站天线的辐射性能和接收性能都具备一定的方向性，通信过程中地面站的天线与北斗导航卫星对准的实时性是通信成功的基础。一般情况下，为了满足系统链路预算的需求，地面站的天线通常选用高增益的窄波束天线；而北斗导航卫星为GEO卫星，由于与赤道有一定的倾斜角，一天的周期内其星下点呈“8”字形旋转，因此天线对星的角度需随着卫星位置的变化而自动做出调整，目前的卫星导航系统的天线不能准确可靠的对准导航卫星，缺少一种自动且稳定可靠的方式来满足北斗导航系统的窄波束天线精准对星的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种应用于北斗导航系统的窄波束天线自动对星方法与系统，能够满足北斗导航系统中窄波束天线精准对星的需求。

根据本发明实施例的一种应用于北斗导航系统的窄波束天线自动对星系统，包括：

星历接收解算装置，所述星历接收解算装置用于接收北斗导航卫星的星历信息，然后解析得到卫星在某一固定参考系下的精确位置；

对星方位计算设备，所述对星方位计算设备与星历接收解算装置相连，以用于接收卫星在所述固定参考系下的精确位置，然后根据地面站天线所在位置精确的经纬度、海拔信息与卫星的精确位置进行计算处理，得到天线旋转的初步方位和俯仰信息；

对星方位校准设备，所述对星方位校准设备与所述对星方位计算设备相连，以用于实现对初步方位和俯仰信息的校准；

天线对星控制设备，所述天线对星控制设备与所述对星方位校准设备相连，用于接收经过校准的初步方位和俯仰信息并控制地面站天线动作以实现天线的对星处理。

根据本发明实施例的一种应用于北斗导航系统的窄波束天线自动对星方法，包括以下步骤：

S1、北斗导航卫星以广播的形式发送星历信息，每间隔T0时间更新一次星历信息；

S2、接收机接收广播的星历信息，经过星历解析和卫星位置计算得到卫星在某一固定参考系下的精确位置，接收机定期将解算的卫星位置发送给对星方位计算设备，发送周期为T1；

S3、对星方位计算设备根据接收机间隔T1周期发送的地面站卫星位置，结合地面站天线的地理位置，定期计算得到各个周期时刻初步的天线方位俯仰角；

S4、对星方位校准设备基于初步的天线方位俯仰角，找到校准天线对星的最大值，并将此结果作为校准的天线方位俯仰；

S5、地面站天线对星控制设备接收到各个周期时刻校准后的天线方位俯仰信息，经过判断后控制天线的转动。