一种跟踪线极化卫星穿越赤道通信不中断控制方法

摘要

本发明公开了一种跟踪线极化卫星穿越赤道通信不中断控制方法,由两部分组成：地面站天线极化面调整机构改进设计；天线控制单元极化控制程序设计。其中极化控制程序包括以下步骤：计算当前位置线极化角θ；判断地面站是否进入赤道区域；判断是否已穿越赤道，穿越赤道后，根据理论线极化角θ计算结果，采用不同的策略控制天线极化面按其对应角度θ′转动(θ′＝θ±180°)；若天线极化面实际角度θ′达到限位位置，则启动天线重新捕获程序，极化面反转180°并与θ一致，期间通信中断数分钟，完成过赤道调整。本发明可有效避免在赤道附近航行时因极化面反转引起的通信中断，对提高在赤道附近完成任务的能力具有重要意义。

主权项

一种跟踪线极化卫星穿越赤道通信不中断控制方法，其特征在于，它由以下两个部分组成：1)调整并定义天线极化面调整机构转动范围针对卫星通信中线极化工作方式，根据理论线极化角取值范围和移动地面站天线极化面调整范围实际需要，对设备进行调整，将极化面机械转动范围扩大至‑110°～+110°以上，并据此将电限位设计为‑110°～+110°，程序预限位设计为‑105°～+105°，程序预限位与电限位留有5°以上保护余量，极化面实际有效转动范围达到‑105°～+105°，使得穿越赤道后，极化角虽然突变180°，但极化面仍可按照原方向继续调整并实现极化匹配，在相当长的一段时间内通信不会中断；2)调整天线控制单元极化控制程序将纬度0.01°S～0.01°N范围划分为赤道区域，根据地面站接收到的GPS位置中的纬度信息，确定地面站的位置，判断地面站是否进入了赤道区域，并以此为参考，将卫星覆盖区域分为3部分：进入赤道前所在区域、赤道区域、穿越赤道后区域，对于不同区域，采用不同的调整策略，具体如下：(1)若地面站没有进入赤道区域而是向着赤道区域移动，即在进入赤道前所在区域，天线控制单元极化控制程序按照如下公式(1)实时计算当前位置理论线极化角，极化面位置据此进行实时调整；tanθ＝sin(L_E‑L_S)/tanΦ     (公式(1))其中：L_S为同步卫星星下点经度，L_E为地面站经度，Φ为纬度；(2)若地面站进入了赤道区域，则在赤道区域内保持当前极化面位置不变；(3)若地面站根据纬度信息判断离开赤道区域后，因地面站可能是向前移动穿越了赤道区域，也可能是返回到了原来的进入赤道前区域，故重新计算当前位置线极化角，并与之前在赤道区域内保持的极化面角度进行比较，若两者差值超过150°，则判断为地面站已经穿越赤道，则按如下(4)中所述相应策略控制极化面调整；若两者差值不超过150°，则判断未穿越赤道，即地面站又回到原来进入赤道前所在区域，极化面按进入赤道区域前的正常方式调整；(4)若是判断地面站穿越赤道后，即进入穿越赤道后区域，重新计算理论极化角θ，若+75°≤θ＜+90°，则令θ′＝θ‑180°；若‑90°＜θ≤‑75°，则令θ′＝θ+180°，极化面按θ′实时调整，然后，根据实际需要，选择直至极化面达到程序预限位位置，即θ′＝±105°，这时天线自动重新捕获，通信中断数分钟，按照公式(1)完成过赤道调整，或者，选择在极化面达到程序预限位位置之前，根据需要随时采用人工控制启动天线重新捕获程序，通信中断数分钟，按照公式(1)完成过赤道调整。