[发明专利]一种适用于三轴天线的指向精度修正方法

说明书

本发明公开了一种适用于三轴天线的指向精度修正方法，将天线当前角度数据不断代入地平系误差修正模型进行迭代循环，使得三轴天线当前的电轴指向最大程度逼近引导角度，控制天线实时随动轨道引导值，解决了Ka频段目标由于半功率波束宽度过窄而带来的捕获困难问题，能实现对任意轨道倾角卫星的全空域无盲区高精度跟踪。

技术领域

本发明属于航天测量与控制技术领域，涉及一种适用于三轴天线的指向精度修正方法。

背景技术

目前，带有斜转台的三轴天线是测运控综合设备主要采用的天线结构，通过第三轴斜转台可以实现天线对任意轨道倾角卫星的全空域无盲区的高精度跟踪。对于方位俯仰两轴天线，轨道预报数据通过坐标变换转换为测量系引导数据即可实时引导天线完成对目标的自动捕获。但对于Ka频段，天线的半功率波束宽度仅为0.065度，如果不做指向误差修正，很难满足对Ka频段目标的自动捕获和稳定跟踪需求。因此，需要对三轴天线的实际指向进行实时修正来提高三轴天线的指向精度，完成对目标的捕获跟踪，保证接收数据的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于三轴天线的指向精度修正方法，能实现对任意轨道倾角卫星的全空域无盲区高精度跟踪。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于三轴天线的指向精度修正方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对天线当前指向进行测量系下的误差修正；对天线当前位置的第三轴误差进行修正；

步骤2、利用测量系下修正后的方位角、俯仰角、第三轴方位角和第三轴倾斜角对天线当前指向进行坐标系转换；

步骤3、利用步骤2得到的天线当前指向进行坐标系对测站地平系下的天线当前指向进行误差修正；

步骤4、利用修正后的天线当前指向方位角和俯仰角计算地平系下的引导角度；

步骤5、利用地平系修正后的天线当前指向方位角、俯仰角、第三轴方位角和第三轴倾斜角进行坐标反变换；

步骤6、利用步骤5转换的坐标，计算测量系下的引导角度，完成天线的指向精度修正。

本发明的特点还在于：

步骤1中对天线当前指向进行测量系下的误差修正具体按照以下实施：测量系坐标原点定义为天线的三轴中心O″；利用公式(1-1)和(1-2)对天线当前指向的方位角和俯仰角进行轴角编码器零值误差、方位与俯仰轴不正交误差、电轴与俯仰轴不正交误差和天线重力下垂误差修正，得到测量系下修正后的方位角A#和俯仰角E#为：

A^#＝A_c+A₀+δ.tgE_c+K_b sec E_c (1-1)

E^#＝E_c+E₀+E_g cos E (1-2)

式中：

E＝E_c+θ₀cosA_c

其中：A_c为天线当前方位角测量值；E_c为天线当前俯仰角测量值；A₀为轴角编码器方位角零值误差；E₀为轴角编码器俯仰角零值误差；δ为天线方位轴与俯仰轴的不正交度；K_b为天线电轴与俯仰轴不正交引起的方位误差；E_g为重力下垂引起的俯仰误差系数；θ₀是斜转台倾斜角理论值。