船载卫星通信地球站A-E-C三轴天线坐标计算方法

摘要

本发明涉及一种船载三轴稳定天线伺服控制技术，具体是涉及一种船载卫星通信地球站A-E-C三轴天线坐标计算方法，属于航天测控技术之试验通信技术领域。本发明利用船用惯导系统为船载卫星通信地球站提供精确船体姿态信息，分析船载卫星通信地球站A-E-C天线座架结构和运动规律，采用矩阵变换的方法建立船载A-E-C天线坐标计算数学模型，伺服监控计算机利用该坐标计算模型进行计算，实现卫星通信天线地理坐标系、甲板坐标系和天线坐标系间的相互转换，可确保天线轴系角度运算的实时性和正确性。

主权项

一种船载卫星通信地球站A‑E‑C三轴天线坐标计算方法，其特征在于它由以下两部分组成：（1）坐标系定义：对于船载A‑E‑C三轴天线，定义天线坐标系原点O位于天线稳定平台三轴中心，天线指向轴OZ垂直于俯仰轴与交叉轴所在的平面，OX轴平行于俯仰轴，OY轴平行于交叉轴，OX、OY与OZ轴满足右手法则，当天线方位和交叉为0º、俯仰为90º时，天线坐标系与甲板坐标系重合；（2）坐标计算方法根据船载卫星通信地球站A‑E‑C三轴天线的结构特点和船用惯性导航信号习惯取值方式，建立方位旋转矩阵、俯仰旋转矩阵和交叉旋转矩阵可表示为：，，船载三轴天线运动的数学方程：上式的等式右边，自右向左为天线各轴转动顺序，从甲板坐标系转换到天线坐标系的步骤：①方位顺时针旋转A角度，即XOY面绕Z轴旋转‑A角度；②俯仰轴向下转动（90º‑E）角度，即YOZ面绕X轴旋转 ‑（90º‑E）角度；③交叉轴向右转动C角度，即XOZ面绕Y轴旋转C角度；转换矩阵如下：其中：由甲板坐标系转换到天线坐标系的变换公式为：由天线坐标系转换到甲板坐标系的变换公式为：船载卫星通信地球站伺服监控计算机利用该坐标计算方法，可以实现船载卫星通信地球站A‑E‑C三轴天线在地理坐标系、甲板坐标系和天线坐标系间的相互转换。