一種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置，設(shè)置于移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中，包括用于檢測所述系統(tǒng)當(dāng)前所處位置信息的GPS模塊；用于采集天線的水平、橫滾、俯仰運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并將所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出至信號調(diào)理電路的陀螺儀傳感器；用于采集當(dāng)前天線的俯仰角度的模擬信號的磁角傳感器；用于接收所述模擬信號并對接收的信號進(jìn)行處理再將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器的調(diào)理電路模塊。本實(shí)用新型的姿態(tài)識(shí)別裝置能大大地節(jié)省了找星時(shí)間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【專利說明】—種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)，尤其涉及一種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著衛(wèi)星通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換將會(huì)變得越來越普遍，移動(dòng)衛(wèi)星電視便是其中一種應(yīng)用。現(xiàn)如今人們在家看電視已不成問題，但隨著生活水平的提高，人們迫切需要能在移動(dòng)載體上如汽車、火車、輪船等，及時(shí)了解到時(shí)事新聞、觀看體育直播賽事等，移動(dòng)衛(wèi)星電視便能滿足這樣的需求。
[0003]要實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)載體上觀看衛(wèi)星電視，關(guān)鍵技術(shù)在于自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)使得衛(wèi)星天線在載體運(yùn)動(dòng)時(shí)也能始終對準(zhǔn)衛(wèi)星，保證電視接收信號的穩(wěn)定。現(xiàn)有的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括微處理器、GPS、天線姿態(tài)確定裝置、衛(wèi)星調(diào)諧器、高頻頭、控制電機(jī)、天線以及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)開始找星或丟星之后重新找星時(shí)，首先根據(jù)GPS確定當(dāng)前載體位置的經(jīng)緯度，并根據(jù)該經(jīng)緯度確定天線對準(zhǔn)衛(wèi)星的俯仰角。但是天線由當(dāng)前狀態(tài)必須先轉(zhuǎn)動(dòng)至水平基準(zhǔn)面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向，這樣的過程較繁瑣，增加了找星的時(shí)間，降低了信號的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供使移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)找星更快捷的一種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]所述移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置，設(shè)置于移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中,包括:
[0006]陀螺儀傳感器，用于采集測量天線的水平、橫滾、俯仰運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并將所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量當(dāng)前天線運(yùn)動(dòng)狀況的模擬信號；
[0007]磁角傳感器，用于采集當(dāng)前天線的俯仰角度的模擬信號，所述俯仰角度為當(dāng)前天線信號接收板與預(yù)先設(shè)定的水平基準(zhǔn)面間的夾角；
[0008]以及信號調(diào)理電路模塊:用于接收所述模擬信號并對接收的信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器。
[0009]所述的姿態(tài)識(shí)別裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀、俯仰陀螺儀，所述方位陀螺儀正面朝上垂直安裝在天線上，這樣當(dāng)天線找到衛(wèi)星后，方位陀螺儀能同時(shí)感應(yīng)水平和橫滾運(yùn)動(dòng)；俯仰陀螺儀感應(yīng)天線的俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0010]所述的姿態(tài)識(shí)別裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述信號調(diào)理電路包括三個(gè)放大濾波支路，所述放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
[0011]所述的姿態(tài)識(shí)別裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，每個(gè)所述放大濾波支路包括第一運(yùn)放與第二運(yùn)放，所述第一運(yùn)放的反相輸入端與輸出端連接有分壓電阻與電容，以濾掉信號中的紋波，同時(shí)將信號電壓進(jìn)行一定比例的縮?。坏诙\(yùn)放的反相輸入端與第一運(yùn)放的信號輸出端連接，將信號進(jìn)行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。
[0012]所述的姿態(tài)識(shí)別裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述分壓電阻與電容并接。
[0013]所述的姿態(tài)識(shí)別裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述第二運(yùn)放的輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0015]本發(fā)明提供的移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置，利用磁角傳感器能夠在系統(tǒng)開始找星或丟星之后重新找星時(shí)，通過磁角傳感器將天線當(dāng)前狀態(tài)所處的角度傳送至微處理器并與衛(wèi)星的所在角度進(jìn)行修正，再根據(jù)所述修正角度轉(zhuǎn)動(dòng)天線，直至找到衛(wèi)星，不需要將天線由當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平基準(zhǔn)面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向，大大地節(jié)省了找星時(shí)間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為姿態(tài)識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為放大濾波支路的電路原理圖。
[0018]圖3為移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明提供的姿態(tài)識(shí)別裝置設(shè)置于對應(yīng)移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中，包括陀螺儀傳感器、磁角傳感器以及信號調(diào)理電路，參見圖1。陀螺儀傳感器用于采集天線的水平、橫滾、俯仰運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號；磁角傳感器用于采集當(dāng)前天線的俯仰角度的模擬信號；信號調(diào)理電路模塊用于接收陀螺儀傳感器和磁角傳感器輸出的模擬信號，并對接收的信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出給上述跟蹤系統(tǒng)中微處理器。
[0021]上述的陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀和俯仰陀螺儀，上述方位陀螺儀正面朝上垂直安裝在天線上，這樣當(dāng)天線找到衛(wèi)星后，方位陀螺儀能同時(shí)感應(yīng)水平和橫滾運(yùn)動(dòng)；俯仰陀螺儀感應(yīng)天線的俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0022]為了保證采集信號的精確度與高效傳輸，信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)成三個(gè)放大濾波支路，參見圖2。該三個(gè)放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
[0023]進(jìn)一步的，每個(gè)放大濾波支路包括第一運(yùn)放器與第二運(yùn)放器，第一運(yùn)放器的反相輸入端與輸端連接有分壓電阻與電容，該分壓電阻與電容并接，能夠達(dá)到濾掉信號中的紋波，同時(shí)將信號電壓進(jìn)行一定比例的縮小的目的。第二運(yùn)放的反相輸入端與第一運(yùn)放的信號輸出端連接，將信號進(jìn)行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。第二運(yùn)放的出輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
[0024]與上述姿態(tài)識(shí)別裝置所對應(yīng)的移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)如圖3，包括微處理器、GPS、姿態(tài)識(shí)別裝置、衛(wèi)星調(diào)諧器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、天線以及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中的微處理器與上述的姿態(tài)識(shí)別裝置的調(diào)理電路模塊的對應(yīng)輸出端通信連接。微處理器根據(jù)GPS輸出的載體所處地理位置信息、姿態(tài)識(shí)別裝置輸出的天線姿態(tài)信息以及衛(wèi)星調(diào)諧器輸出的AGC電平信號，給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出運(yùn)動(dòng)控制命令，控制天線轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)姿態(tài)識(shí)別裝置、高頻頭又將天線姿態(tài)信息、AGC電平信號傳送給微處理器，從而構(gòu)成了一個(gè)完整的移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0025] 具有本發(fā)明姿態(tài)識(shí)別裝置的移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)在開始找星或丟星之后重新找星時(shí)，微處理器首先通過GPS模塊獲得載體的經(jīng)緯度，經(jīng)微處理器處理算出對準(zhǔn)衛(wèi)星的俯仰角度，然后配合磁角傳感器得到當(dāng)前天線的俯仰角度，并將該角度數(shù)據(jù)輸出至微處理器，經(jīng)微處理器計(jì)算得出修正角度，直接向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)天線直接轉(zhuǎn)至對星的角度，不需要將天線由當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平基準(zhǔn)面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向。而后天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)，通過衛(wèi)星調(diào)諧器輸出的AGC電平信號的大小來判斷是否找到衛(wèi)星，找到衛(wèi)星后，通過陀螺儀傳感器檢測天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反饋給微處理器，并隔一定時(shí)間檢測AGC的電平信號，經(jīng)過一定的算法處理，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，使得天線始終對準(zhǔn)衛(wèi)星，大大地節(jié)省了找星時(shí)間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【權(quán)利要求】
1.一種移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識(shí)別裝置，設(shè)置于移動(dòng)衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中，其特征在于包括： 陀螺儀傳感器，用于采集測量天線的水平、橫滾、俯仰運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并將所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量當(dāng)前天線運(yùn)動(dòng)狀況的模擬信號； 磁角傳感器，用于采集當(dāng)前天線的俯仰角度的模擬信號，所述俯仰角度為當(dāng)前天線信號接收板與預(yù)先設(shè)定的水平基準(zhǔn)面間的夾角； 以及信號調(diào)理電路模塊：用于接收所述模擬信號并對接收的信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的姿態(tài)識(shí)別裝置，其特征在于所述陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀、俯仰陀螺儀，所述方位陀螺儀正面朝上垂直安裝在天線上，這樣當(dāng)天線找到衛(wèi)星后，方位陀螺儀能同時(shí)感應(yīng)水平和橫滾運(yùn)動(dòng)；俯仰陀螺儀感應(yīng)天線的俯仰運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的姿態(tài)識(shí)別裝置，其特征在于所述信號調(diào)理電路包括三個(gè)放大濾波支路，所述放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的姿態(tài)識(shí)別裝置，其特征在于每個(gè)所述放大濾波支路包括第一運(yùn)放與第二運(yùn)放，所述第一運(yùn)放的反相輸入端與輸出端連接有分壓電阻與電容，以濾掉信號中的紋波，同時(shí)將信號電壓進(jìn)行一定比例的縮小；第二運(yùn)放的反相輸入端與第一運(yùn)放的信號輸出端連接，將信號進(jìn)行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的姿態(tài)識(shí)別裝置，其特征在于所述分壓電阻與電容并接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的姿態(tài)識(shí)別裝置，其特征在于所述第二運(yùn)放的輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
【文檔編號】G01C21/00GK203550963SQ201320617988
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】朱兵, 彭文峰 申請人:朱兵, 彭文峰