專利名稱：移動式天線跟蹤運動目標的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線跟蹤技術(shù)，尤其是一種移動式天線跟蹤運動目標的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動式天線跟蹤控制系統(tǒng)是為實現(xiàn)移動天線和運動目標(如車輛、船舶、飛機或外空目標等)之間的通信傳輸、電視收發(fā)、遙控遙測和跟蹤測量等任務而使移動式天線跟蹤運動目標的自動控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的移動式天線跟蹤控制系統(tǒng)由移動平臺(如陸基車輛、?；⒖栈吞旎绕脚_)、安裝在移動平臺上的移動天線、確定移動平臺及移動天線位置的陸基或移動平臺載的導航定位系統(tǒng)、確定移動平臺姿態(tài)的機電式慣性陀螺儀、確定天線相對于移動平臺的方位角及俯仰角的光電角度碼盤、驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動的伺服跟蹤系統(tǒng)等組成。運動目標的位置可給定(計算產(chǎn)生)或通過目標反射或輻射信號用天線跟蹤測量獲得。傳統(tǒng)的移動式天線跟蹤控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設備——機電式慣性陀螺儀和精密角度碼盤，由此而存在一系列嚴重缺陷(1)機電慣性陀螺儀數(shù)據(jù)慢性漂移較大，故需不斷進行校準(即使采用激光陀螺儀，同樣存在慢性漂移)；(2)機電慣性陀螺儀在不同地理位置(經(jīng)緯度)需進行水平調(diào)整；(3)機電慣性陀螺儀有高速轉(zhuǎn)動部件，可靠性差，啟動慢；(4)機電慣性陀螺儀價格昂貴；(5)光電角度碼盤使用不方便，可靠性差；(6)移動平臺載的原有的導航定位系統(tǒng)定位精度差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的帶有慣性陀螺儀的跟蹤天線存在的一系列嚴重缺陷問題，充分利用衛(wèi)星導航定位技術(shù)，發(fā)明一種無慣性陀螺儀的移動式天線跟蹤運動目標的方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是a.在移動平臺上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)，移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)給出移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；b.在移動天線上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)，移動天線多點接收和處理系統(tǒng)給出移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；c.利用移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)和移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)可以計算出移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)；d、根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)以及上述所得的移動天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm和俯仰角εm數(shù)據(jù)；e、計算移動天線和目標之間的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε的值，并送入變換和放大設備，在變換和放大設備中進行D/A變換和功率放大，再送入天線驅(qū)動設備；f、天線驅(qū)動設備驅(qū)動移動天線的方位軸和俯仰軸，使上述的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε趨向零，即使αm＝α及εm＝ε，從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤。
其中移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)可以從移動天線精密角度碼盤直接讀出。
如不具備移動天線精密角度碼盤，則可利用移動天線的位置數(shù)據(jù)及相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)和移動平臺的位置數(shù)據(jù)及相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)，用以取代精密角度碼盤的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)。
在移動平臺上設置的接收小天線系統(tǒng)的數(shù)量為三個或四個，這些小天線選擇同時接收三顆(用于測量移動平臺姿態(tài)角)或四顆(第四顆用于移動平臺定位)全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)，在移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)中進行放大、變換、相位差精確測量、消除相位差模糊和計算給出移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)，以替代機電慣性陀螺數(shù)據(jù)。
在移動天線上設置的小天線的數(shù)量為三個或四個，這些小天線選擇同時接收三顆(測量移動天線姿態(tài)角)或四顆(第四顆用于移動天線定位)全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)，在移動天線多點接收和處理系統(tǒng)中進行放大、變換、相位差精確測量、消除相位差模糊和計算給出移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)。
根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)、上述所得的移動天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即方位角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm和俯仰角εm數(shù)據(jù)。
計算移動天線和目標之間的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε的值，并送入變換和放大設備，在機械跟蹤天線中，方位角和俯仰角誤差αm-α數(shù)據(jù)和εm-ε數(shù)據(jù)進行D/A變換和功率放大；在相控陣天線中為波束控制計算和功率放大。再送入天線驅(qū)動設備。
天線驅(qū)動設備在機械跟蹤天線中，為馬達及傳動裝置；天線驅(qū)動設備驅(qū)動移動天線的方位軸和俯仰軸，使上述的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε趨向零，即使αm＝α及εm＝ε，從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤。在相控陣天線中為控制天線陣移相器，使天線波束對準目標。
所述的全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)GPS、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS、歐洲GALILEO全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)或我國未來新型北斗全球定位系統(tǒng)。
所述的移動平臺為車輛、船舶、飛機、太空飛行器和各種武器系統(tǒng)。
本發(fā)明的系統(tǒng)由移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1、目標方位角和俯仰角計算系統(tǒng)2、移動天線多點接收小天線系統(tǒng)4、變換和放大設備12、驅(qū)動天線設備13、移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)15、移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)16組成，移動天線多點接收小天線系統(tǒng)4的輸出與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的輸入相連，移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的方位角輸出信號5與目標方位角和俯仰角系統(tǒng)2的方位角輸出8比較后送入變換和放大設備12，移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的俯仰角輸出信號6與目標方位角和俯仰角系統(tǒng)2的俯仰角輸出信號7比較后也送入變換和放大設備12中，變換和放大設備12的輸出與天線驅(qū)動設備13的信號輸入端相連，移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)15的輸出端與移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)16的輸入端相連接，移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)16的移動平臺姿態(tài)角數(shù)據(jù)輸出端與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的輸入相連接，移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)16的移動平臺位置數(shù)據(jù)輸出端與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的輸入相連接。所述的目標方位角和俯仰角計算系統(tǒng)2還連接有目標位置或軌道預報裝置3。
本發(fā)明的有益效果(1)新型移動式跟蹤天線控制系統(tǒng)可用于陸地、海上、空中和外空；(2)預裝多個裝備或目標控制軟件，可以快速任選或按程序轉(zhuǎn)換跟蹤或瞄準不同目標；(3)用多點(3點或4點)的接收和處理系統(tǒng)取代機電慣性陀螺儀的功能，給出的姿態(tài)數(shù)據(jù)在任何地理位置都是基于當?shù)厮阶鴺讼档?，因而無需在不同地理位置進行水平調(diào)整；不存在數(shù)據(jù)漂移，故不需經(jīng)常校準；(4)用導航定位信號角度碼盤代替光電角度碼盤，使用方便；(5)降低系統(tǒng)成本；
(6)提高系統(tǒng)可靠性；(7)可在沒有目標信號時跟蹤目標。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的天線高放在移動平臺固連坐標系的布局示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖1、2所示。
一種移動式天線跟蹤運動目標的方法，其步驟為a.在移動平臺上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)，移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)給出移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；b.在移動天線上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)，移動天線多點接收和處理系統(tǒng)給出移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；c.利用移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)和移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)可以計算出移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)；d、根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)以及上述所得的移動天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm和俯仰角εm數(shù)據(jù)；e、計算移動天線和目標之間的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε的值，并送入變換和放大設備，在變換和放大設備中進行D/A變換和功率放大，再送入天線驅(qū)動設備；f、天線驅(qū)動設備驅(qū)動移動天線的方位軸和俯仰軸，使上述的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε趨向零，即使αm＝α及εm＝ε，從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤。
詳述如下(1)選定移動平臺固連坐標系αxyz坐標原點o選在移動平臺上適合的位置。在移動平臺框架上設置ox軸，并使ox軸與移動平臺的縱軸平行，指向前方。oy軸通過原點o指向上方；oz軸與ox軸及oy軸組成右手系(見圖2)，oxz平面為移動平臺的基準平面。
(2)移動平臺姿態(tài)角數(shù)據(jù)17的形成將三個(或四個)接收小天線分別架設在移動平臺的框架的三個(或四個)點上，形成移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)15(可代替精密角度碼盤)。假設三個接收小天線組成的三角形平面垂直于移動平臺的縱軸ox，并距移動平臺中心(原點)的距離為α(見圖2)。其中3號接收小天線位于移動平臺的上方，距ox的距離為b。1及2號接收小天線可安裝在移動平臺縱軸的兩側(cè)(對稱)，距ox的距離均為c。如果有需要，則4號接收小天線可安裝在移動平臺中心(坐標原點或其他位置)。對三個(1，2，3號)接收小天線接收(多通道接收機一下同)的全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號的相位差在移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)16中進行處理和變換可得到移動平臺角的姿態(tài)角(航向角、俯仰角和橫滾角)數(shù)據(jù)。移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)給出移動平臺的位置數(shù)據(jù)18和姿態(tài)角數(shù)據(jù)17。將移動平臺的姿態(tài)角數(shù)據(jù)17送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)1，將移動平臺的位置數(shù)據(jù)18送入目標方位角和俯仰角計算設備2中。如利用4號接收小天線，則對三個接收小天線相對于第四個接收小天線的相位差進行處理和變換可得到移動平臺的姿態(tài)角(即航向角、俯仰角和橫滾角)數(shù)據(jù)17。利用任一個(或第四個)接收小天線接收四顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號及數(shù)據(jù)，進行處理和變換便可得到移動平臺位置數(shù)據(jù)。
(3)移動天線相對于移動平臺的方位角α數(shù)據(jù)5和俯仰角ε數(shù)據(jù)6的形成首先建立移動天線固連坐標系o′x′y′z′為移動天線建一框架，其上設置o′x′軸，并使o′x′軸與移動天線的波束軸重合或平行，指向前方。為了安裝和測試的方便，坐標原點o′可在機電跟蹤移動天線的方位軸及俯仰軸的交點上；o′y′軸通過原點o′指向移動天線的上方；o′z′軸與o′x′軸及o′y′軸組成右手系(類似圖2)。將三個接收小天線分別架設在移動平臺的天線的支架的三個點上，形成移動天線多點接收小天線系統(tǒng)4。假設三個全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號接收小天線組成的三角形平面垂直于天線電軸o′x′，并距天線中心點的距離為α′。其中一個接收小天線位于天線的上方，距o′x′的距離為b′。另兩個接收小天線位于移動天線波束軸的兩側(cè)(對稱)，距o′x′的距離均為c′。對三個接收小天線接收(多通道接收機—下同)的全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號的相位差在多點接收和處理系統(tǒng)1中進行處理和變換可得到移動天線相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角(航向角、俯仰角和橫滾角)數(shù)據(jù)和移動天線位置數(shù)據(jù)11。通過移動天線姿態(tài)角和移動平臺姿態(tài)角數(shù)據(jù)的變換，可得到移動天線相對于移動平臺的方位角α數(shù)據(jù)5和俯仰角ε數(shù)據(jù)處理6。在機械跟蹤天線的方位軸和俯仰軸分別安裝普通精度的方位碼盤和俯仰碼盤，作為備用，可給出粗略的方位角和俯仰角數(shù)據(jù)，還可用于消除相位差測量模糊。
(4)目標方位角和俯仰角計算設備2根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)、天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角(即方位角、俯仰角和橫滾角)數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm數(shù)據(jù)8和俯仰角εm數(shù)據(jù)7。
(5)計算方位角和俯仰角誤差αm-α數(shù)據(jù)10和εm-ε數(shù)據(jù)9(6)變換和放大設備12在機械跟蹤天線中，方位角和俯仰角誤差αm-α數(shù)據(jù)10和εm-ε數(shù)據(jù)9進行D/A變換和功率放大；在相控陣天線中為波束控制計算和功率放大。
(7)驅(qū)動天線設備13在機械跟蹤天線中，為馬達及傳動裝置；在相控陣天線中為控制天線陣移相器。經(jīng)過天線驅(qū)動設備13驅(qū)動使方位角和俯仰角誤差αm-α數(shù)據(jù)10和εm-ε數(shù)據(jù)9趨于零，即使αm＝α及εm＝ε。從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤14。
(8)結(jié)構(gòu)設計方面的考慮一體化小天線和高放、全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號多通道接收機、相位差測量電路(含消除相位差測量模糊)等應采用一體化標準設計。
(9)本發(fā)明提供了一種移動式天線跟蹤運動目標的設計思路及方法，具體實現(xiàn)該設計思路的方法和途徑很多，實例中僅給出了一種方案，但本發(fā)明不僅限于該方案，凡利用本發(fā)明的原理實現(xiàn)移動式天線跟蹤運動目標均屬于本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
本發(fā)明的天線跟蹤系統(tǒng)如圖1所示，它主要由全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號多點接收、處理和變換系統(tǒng)1、目標方向角和俯仰角系統(tǒng)2、多點接收小天線系統(tǒng)4、信號變換和放大設備12、天線驅(qū)動設備13組成，多點接收小天線系統(tǒng)4的輸出與全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的輸入相連，全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的方位角輸出信號5與目標方向角和俯仰角系統(tǒng)2的方位角輸出信號8比較后送入信號變換和放大設備12，全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號多點接收、處理和變換系統(tǒng)1的俯仰角角輸出信號6與目標方向角和俯仰角系統(tǒng)2的俯仰角輸出信號7比較后也送入信號變換和放大設備12中，信號變換和放大設備12的輸出與天線驅(qū)動設備13的信號輸入端相連。如圖1所示，圖中1為移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)，2為目標方位角和俯仰角計算系統(tǒng)，3為目標位置或軌道預報，4為移動天線多點接收小天線系統(tǒng)，5為多點接收和處理系統(tǒng)計算出天線的方位角α，6為多點接收和處理系統(tǒng)計算出天線的俯仰角ε，7為計算出的目標俯仰角εm，8為計算出的目標方位角αm，9為目標俯仰角和天線的俯仰角之差εm-ε，10為目標方位角和天線的方位角之差αm-α，11為移動天線位置數(shù)據(jù)，12為變換和放大設備，13為驅(qū)動天線設備，14為跟蹤目標，15.移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)，16.移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)，17.移動平臺姿態(tài)角移動平臺，18.移動平臺位置數(shù)據(jù)。
上述涉及到電路和控制部分均可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
利用若干現(xiàn)有的全球定位衛(wèi)星作為參照系，通過安裝在移動天線上的相應數(shù)量的小天線來取代現(xiàn)有的陀螺儀是本發(fā)明的關(guān)鍵，因此實現(xiàn)這一方法的系統(tǒng)不僅僅限于上述實施例所公開的方法，凡利用此原理設計的各類系統(tǒng)均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是a.在移動平臺上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)，移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)給出移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；b.在移動天線上設置多點接收小天線系統(tǒng)，這些小天線選擇同時接收3和4顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)，移動天線多點接收和處理系統(tǒng)給出移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)；c.利用移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)和移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)可以計算出移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)；d.根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)以及上述所得的移動天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm和俯仰角εm數(shù)據(jù)；e.計算移動天線和目標之間的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε的值，并送入變換和放大設備，在變換和放大設備中進行D/A變換和功率放大，再送入天線驅(qū)動設備；f.驅(qū)動天線設備驅(qū)動移動天線的方位軸和俯仰軸，使上述的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε趨向零，即使αm＝α及εm＝ε，從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是在移動平臺上設置的接收小天線系統(tǒng)的數(shù)量為三個或四個，這些小天線選擇同時接收三顆或四顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)，在移動平臺多點接收和處理系統(tǒng)中進行放大、變換、相位差精確測量、消除相位差模糊和計算給出移動平臺位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)，以替代機電慣性陀螺數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是在移動天線上設置的小天線的數(shù)量為三個或四個，這些小天線選擇同時接收三顆或四顆全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星信號和數(shù)據(jù)，并送入移動天線多點接收和處理系統(tǒng)，在移動天線多點接收和處理系統(tǒng)中進行放大、變換、相位差精確測量、消除相位差模糊和計算給出移動天線位置和相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角即航向角、俯仰角和橫滾角的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是利用移動天線的位置數(shù)據(jù)及相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)和移動平臺的位置數(shù)據(jù)及相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出移動天線相對于移動平臺的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)，用以取代精密角度碼盤的方位角α和俯仰角ε數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是根據(jù)目標位置或軌道預報數(shù)據(jù)、上述所得的移動天線位置數(shù)據(jù)和移動平臺相對于當?shù)厮阶鴺讼档淖藨B(tài)角數(shù)據(jù)計算出目標相對于移動平臺的方位角αm和俯仰角εm數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是計算移動天線和目標之間的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε的值，并送入變換和放大設備，在機械跟蹤天線中，方位角和俯仰角誤差αm-α數(shù)據(jù)和εm-ε數(shù)據(jù)進行D/A變換和功率放大；在相控陣天線中為波束控制計算和功率放大，再送入天線驅(qū)動設備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是天線驅(qū)動設備在機械跟蹤天線中，為馬達及傳動裝置；天線驅(qū)動設備驅(qū)動移動天線的方位軸和俯仰軸，使上述的方位角誤差αm-α和俯仰角誤差εm-ε趨向零，即使αm＝α及εm＝ε，從而實現(xiàn)移動天線對目標的跟蹤。在相控陣天線中為控制天線陣移相器，使天線波束對準目標。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是所述的全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)GPS、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS、歐洲GALILEO全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)和我國未來新型北斗全球定位系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式天線跟蹤運動目標的方法，其特征是所述的移動平臺為車輛、船舶、飛機、太空飛行器和各種武器系統(tǒng)。
10.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的系統(tǒng)，其特征是它由移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)、目標方位角和俯仰角計算系統(tǒng)(2)、移動天線多點接收小天線系統(tǒng)(4)、變換和放大設備(12)、驅(qū)動天線設備(13)、移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)(15)、移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)(16)組成，移動天線多點接收小天線系統(tǒng)(4)的輸出與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)的輸入相連，移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)的方位角輸出信號(5)與目標方位角和俯仰角系統(tǒng)(2)的方位角輸出(8)比較后送入變換和放大設備(12)，移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)的俯仰角輸出信號(6)與目標方位角和俯仰角系統(tǒng)(2)的俯仰角輸出信號(7)比較后也送入變換和放大設備(12)中，信號變換和放大設備(12)的輸出與天線驅(qū)動設備(13)的信號輸入端相連，移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)(15)的輸出端與移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)(16)的輸入端相連接，移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)(16)的移動平臺姿態(tài)角數(shù)據(jù)輸出端與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)的輸入相連接，移動平臺多點接收、處理和變換系統(tǒng)(16)的移動平臺位置數(shù)據(jù)輸出端與移動天線多點接收、處理和變換系統(tǒng)(1)的輸入相連接。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有的帶有慣性陀螺儀的跟蹤天線存在的數(shù)據(jù)慢性漂移、精度差等問題，公開了一種基于衛(wèi)星導航定位技術(shù)的無慣性陀螺儀的移動式天線跟蹤運動目標的方法及系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括移動平臺和天線系統(tǒng)、移動平臺多點接收小天線系統(tǒng)、移動天線多點接收小天線系統(tǒng)、移動平臺多點接收，處理和變換系統(tǒng)、移動天線多點接收，處理和變換系統(tǒng)、目標方位角和俯仰角計算系統(tǒng)、變換和放大設備和驅(qū)動天線波束設備等，通過合理設計使得它具有多功能、性能優(yōu)越、使用靈活、并可跨領(lǐng)域推廣的特點。
文檔編號H01Q3/02GK1960056SQ20061009613
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者劉興 申請人:中國電子科技集團公司第二十八研究所