一种手持卫星通信终端及该终端指导用户将天线对准卫星的方法

摘要

本发明涉及手持卫星通信终端及该终端指导用户将天线对准卫星的方法。该终端包括主控芯片、通过控制与数据接口分别与主控芯片相连接的卫星通信功能块和外部设备、通过显示接口与主控芯片相连接的显示设备，还包括GPS定位模块、磁场传感器和加速度传感器，GPS定位模块通过UART接口与主控芯片连接；磁场传感器通过I2C接口与主控芯片连接；加速度传感器通过SPI接口与主控芯片连接。其方法是实时计算出卫星和天线指向的方位，并以图形方式在终端显示界面上显示，可指导用户方便、快速、直观的将天线准确指向卫星方向，从而解决了在野外使用卫星通信终端时获得较好的通信效果，地面卫星通信终端将天线对准卫星确定卫星位置的操作不便(辅助设备多，计算费时，天线指向不明确)的问题。

主权项

一种手持卫星通信终端指导用户将天线对准卫星的方法，其特征在于：根据GPS定位模块获取的本地地理位置数据和卫星位置信息计算出卫星所在的方位，利用磁场传感器和加速度传感器获取的数据计算当前天线指向的方位，并在终端显示界面上显示，其具体步骤如下：(1)、用户启动应用程序后，首先检查当前GPS定位模块是否已经提供定位信息，如果GPS没有定位，则通过显示设备提示用户，并退出程序；如果已经定位，则启动加速度传感器和磁场传感器，并提示用户输入卫星位置信息；(2)、用户输入卫星位置后，启动计算子程序，判断GPS定位模块是否发送来本地位置经纬度信息，若已发送来定位信息，则判断其定位信息是否有效，若有效，则利用公式(1)和公式(2)实时计算卫星相对本地位置的方位角和仰角；卫星相对本地的方位角计算公式是： Az = arctan ( tan X sin Y ) - - - ( 1 ) 卫星相对本地的仰角计算公式是： El = arctan ( cos X cos Y - 0.1513 ( 1 - cos 2 X cos 2 Y ) ) - - - ( 2 ) 公式(1)和公式(2)中，X为卫星经度与本地经度之差；Y为本地纬度；判断加速度传感器是否已经准备好数据，主控芯片读取加速度传感器、磁场传感器的数据后，则利用公式(3)、公式(4)、公式(5)和公式(6)实时计算当前天线指向的方位角和仰角；利用加速度数据计算当前天线指向的仰角公式是： α = arctan ( A x ( A y 2 + A z 2 ) ) - - - ( 3 ) 其中Ax、Ay和Ax是从加速度传感器获得的加速度分量数值；利用磁场传感器数据计算当前天线指向的方位角公式是： ψ = arctan ( M y cos φ - M z sin φ M x cos θ - M y sin θ sin φ - M z sin θ cos φ ) - - - ( 4 ) 其中Mx、My和Mz表示在X轴、Y轴、Z轴上的磁通量值，是从磁场传感器获得的，θ是纵摇角，φ是横摇角；纵摇角的计算方式是：纵摇角θ＝arcsin(Ax)‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑(5)横摇角的计算方式是：横摇角 φ = arcsin ( A y cos θ ) - - - ( 6 ) 公式(5)和公式(6)中，Ax、Ay是加速度分量数值；(3)、最终显示界面上显示出天线指向方位与卫星方位重合，用户退出程序。