本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，具體為一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，能夠在應(yīng)指向的衛(wèi)星附近存在較高的其他接收電平情況下，使VSAT天線可以準(zhǔn)確捕獲并指向正確的衛(wèi)星。
背景技術(shù)：
目前，關(guān)于VSAT天線衛(wèi)星捕獲方面的研究，重點(diǎn)是在如何高效并且平穩(wěn)的控制天線運(yùn)動(dòng)、如何提高引導(dǎo)天線指向衛(wèi)星的精度等，但并未考慮在應(yīng)指向的衛(wèi)星方向附近存在其他AGC電平，并且這個(gè)AGC電平可能高于應(yīng)指向衛(wèi)星的AGC電平的情況下，天線如何正確捕獲并準(zhǔn)確指向應(yīng)指向的衛(wèi)星。尤其是在普通民用漁船采用的低成本動(dòng)中通系統(tǒng)中，由于本身沒有準(zhǔn)確的絕對方位角傳感器，導(dǎo)致當(dāng)存在假電平的情況時(shí)，難以判斷天線是否指向了準(zhǔn)確的衛(wèi)星，進(jìn)而導(dǎo)致衛(wèi)星通信故障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，通過邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)在應(yīng)指向的衛(wèi)星方向附近存在其他AGC電平時(shí)，完成正確的衛(wèi)星捕獲，具有普遍的使用意義。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1：根據(jù)GNSS信號和星歷解算理論方位角、理論俯仰角和理論極化角，并控制VSAT天線方位角、俯仰角和極化角分別對應(yīng)走位到理論方位角、理論俯仰角和理論極化角；
步驟2：控制天線以固定角速度ω進(jìn)行方位掃描，從掃描的一側(cè)邊界起，以固定的采樣率f記錄AGC電平值及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度；
步驟3：將掃描范圍分為若干組，每組方位角范圍為θ，記錄每組內(nèi)的AGC電平最大值以及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度；得到由每組的AGC電平最大值以及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度組成的集合PartAGCMax；
步驟4：對集合PartAGCMax中的每個(gè)元素依次進(jìn)行如下判斷：
對于第i個(gè)元素AGCAzi，若在其±Δθ范圍內(nèi)，記錄有低于噪聲電平AGCNoise的AGC電平值，則將該元素從集合PartAGCMax中剔除，否則進(jìn)一步判斷N-i是否不小于2，當(dāng)N-i不小于2時(shí)，取第i、i+1和i+2個(gè)元素中AGC電平值最大的元素置于集合AGCMax中；其中噪聲電平AGCNoise取集合PartAGCMax中的最小AGC電平值，N為集合PartAGCMax中的元素個(gè)數(shù)；
步驟5：如果集合AGCMax為空集，則以α角為步進(jìn)量，擴(kuò)大掃描范圍，返回步驟2，當(dāng)掃描范圍大于360度，表示尋星失??；如果集合AGCMax不為空集，則依次根據(jù)集合AGCMax中每個(gè)元素對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度，引導(dǎo)天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)到對應(yīng)的角度，并判斷衛(wèi)星鎖定信號是否為鎖定狀態(tài)，當(dāng)判斷到衛(wèi)星鎖定信號為鎖定狀態(tài)時(shí)，則表示已正確對準(zhǔn)衛(wèi)星，如果依據(jù)集合AGCMax中的所有元素調(diào)整天線方位后，仍沒有正確對準(zhǔn)衛(wèi)星，則以α角為步進(jìn)量，擴(kuò)大掃描范圍，返回步驟2，當(dāng)掃描范圍大于360度，表示尋星失敗。
進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：根據(jù)信號接收機(jī)的輸出電平范圍對噪聲電平AGCNoise進(jìn)行限幅處理。
進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：方位掃描角速度ω與采樣率f之間的關(guān)系滿足
進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：方位掃描角速度ω為10°/s，采樣率f為142Hz。
進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：每組方位角范圍θ取值為3°。
進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于：Δθ取值為2°。
有益效果
1.本方案在無較準(zhǔn)確的絕對方位角傳感器的系統(tǒng)中，在存在假電平的情況下，可以自主的進(jìn)行誤指向修正，確保準(zhǔn)確對準(zhǔn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)簡單，不需要增加昂貴的航向羅經(jīng)等高精度傳感器。
2.由于不論是否存在高精度羅經(jīng)等傳感器，峰值電平這一跟蹤衛(wèi)星所需的關(guān)鍵參數(shù)都因?yàn)橛械赜虿町惡褪苡晁ビ绊戄^大的特點(diǎn)而很難預(yù)先設(shè)定。而本方案可以由系統(tǒng)自主的確定所要跟蹤的衛(wèi)星的峰值電平，降低了尋星的復(fù)雜性。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
本發(fā)明的目的是提出一種能夠防止VSAT天線誤指向的衛(wèi)星捕獲方法，通過系統(tǒng)邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)在應(yīng)指向的衛(wèi)星方向附近存在其他AGC電平時(shí)，完成正確的衛(wèi)星捕獲，滿足無航向羅經(jīng)的普通民用漁船低成本動(dòng)中通系統(tǒng)準(zhǔn)確捕獲衛(wèi)星的需求。
具體步驟為：
步驟1：根據(jù)GNSS信號和星歷解算理論方位角、理論俯仰角和理論極化角，并控制VSAT天線方位角、俯仰角和極化角分別對應(yīng)走位到理論方位角、理論俯仰角和理論極化角。
步驟2：控制天線以固定角速度ω進(jìn)行方位掃描，從掃描的一側(cè)邊界起，以固定的采樣率f記錄AGC電平值及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度。在系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)類型為含有AGC電平和此AGC對應(yīng)的相對角的結(jié)構(gòu)體，下文所述的集合元素，即表示此類型的結(jié)構(gòu)體。而且角速度ω與采樣率f相關(guān)，要求方位掃描角速度ω與采樣率f之間的關(guān)系滿足本實(shí)施例中取方位掃描角速度ω為10°/s，采樣率f為142Hz。
步驟3：將掃描范圍分為若干組，每組方位角范圍為θ，記錄每組內(nèi)的AGC電平最大值以及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度；得到由每組的AGC電平最大值以及對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度組成的集合PartAGCMax。實(shí)際中，控制天線進(jìn)行方位掃描時(shí)，從掃描的一側(cè)邊界起，每經(jīng)過一個(gè)θ角度，計(jì)算此θ角度內(nèi)AGC電平的最大值，定義為局部最大值。其中，θ角度的大小可以參考信標(biāo)電平或載波電平的方位方向圖確定，本實(shí)施例中θ取值為3°。
步驟4：對集合PartAGCMax中的每個(gè)元素依次進(jìn)行如下判斷：
對于第i個(gè)元素AGCAzi，若在其±Δθ范圍內(nèi)，記錄有低于噪聲電平AGCNoise的AGC電平值，則將該元素從集合PartAGCMax中剔除，否則進(jìn)一步判斷N-i是否不小于2，當(dāng)N-i不小于2時(shí)，取第i、i+1和i+2個(gè)元素中AGC電平值最大的元素置于集合AGCMax中；其中噪聲電平AGCNoise取集合PartAGCMax中的最小AGC電平值，N為集合PartAGCMax中的元素個(gè)數(shù)。優(yōu)選根據(jù)信號接收機(jī)的輸出電平范圍對噪聲電平AGCNoise進(jìn)行限幅處理。
這一步驟的實(shí)際意義是逐個(gè)索引局部最大值集合PartAGCMax，同時(shí)判斷在當(dāng)前索引局部最大值出現(xiàn)位置的±Δθ范圍內(nèi)，是否有噪聲電平出現(xiàn)，若有，則可以將該元素提出，若無，則定義該索引局部最大值元素和其后的兩個(gè)局部最大值元素中的AGC電平最大值對應(yīng)的元素作為一個(gè)AGC極大值，并保存此元素到極大值集合AGCMax中。
這里Δθ與可能出現(xiàn)的高野點(diǎn)電平的寬度相關(guān)，本實(shí)施例中Δθ取值為2°。
步驟5：如果集合AGCMax為空集，則以α角度為步進(jìn)量，擴(kuò)大掃描范圍，返回步驟2，當(dāng)掃描范圍大于360度，表示衛(wèi)星遮擋，尋星失??；
如果集合AGCMax不為空集，則依次根據(jù)集合AGCMax中每個(gè)元素對應(yīng)的相對于起始邊界的偏轉(zhuǎn)角度，引導(dǎo)天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)到對應(yīng)的角度，等待超時(shí)時(shí)間t，并判斷衛(wèi)星鎖定信號是否為鎖定狀態(tài)，當(dāng)判斷到衛(wèi)星鎖定信號為鎖定狀態(tài)時(shí)，則表示已正確對準(zhǔn)衛(wèi)星，如果依據(jù)集合AGCMax中的所有元素調(diào)整天線方位后，仍沒有正確對準(zhǔn)衛(wèi)星，則以α角為步進(jìn)量，擴(kuò)大掃描范圍，返回步驟2，當(dāng)掃描范圍大于360度，表示衛(wèi)星遮擋，尋星失敗。
這里的超時(shí)時(shí)間t取決于衛(wèi)星鎖定信號更新的延遲時(shí)間，而步進(jìn)量α主要依據(jù)方位絕對方位角傳感器的精度，精度越高，則方位調(diào)整到依據(jù)GNSS結(jié)算出來的方位角位置的精度就越高，在較小范圍內(nèi)掃描即可捕獲正確衛(wèi)星。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。