一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法和艇载动中通技术

本发明专利技术涉及相控阵天线技术领域，特别是一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法和艇载动中通，

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法和艇载动中通


[0001]本专利技术涉及相控阵天线
，特别是一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法和艇载动中通
。

技术介绍

[0002]高通量卫通移动终端
(
动中通
)
一般同时具备卫星通信和导航定位功能，无人快艇搭载动中通，能根据巡防任务需求机动到任意海防区域，可迅速完成目标区域的全景摄制
、
作战要素采集并实时回传，甚至接收远程指挥做到察打一体，可较好的解决海洋防务问题，因此成为时下海洋无人装备热点研究方案之一
。
[0003]现有的相控阵动中通，一般采用卫星信号引导和惯性测量单元融合的方式进行实时卫星跟踪，这样可以大幅降低惯性测量精度需求，使微机械惯性测量单元
(MIMU)
得以应用
。
目前普遍采用独立的
MIMU
模块进行天线控制系统设计，首先将惯导测量坐标系在三轴高精度转台上标定至安装基准面
(
一般为正交的底
、
侧两面
)
，同时整机结构设计和加工时保证惯导安装基准和天线面板安装基准平行，则动态卫星跟踪时可以忽略惯导和阵面间的安装误差并实现较好的跟踪效果
。
[0004]若要进一步提高天线控制单元
(ACU)
的集成度
、
低成本设计，则需选用板插型
MIMU
，将该类型惯导先表贴在
ACU
板上，再随板与整机锁紧固定
。
由于贴板惯导无法与天线面板共结构安装，不能靠机械加工保证两者安装基准面平行，因此一般会有不能忽略的惯导安装误差
。
该误差在静态或低角扰动载体上，可以靠信号最大值引导跟踪方法迅速弥补，一般不会带来明显影响，但在海面上高速机动的快艇上则容易导致跟踪精度下降，特别是快艇绕目标做连续弯运动时夹杂着俯仰
、
横滚
、
方位三轴的剧烈变化，甚至导致设备无法稳定对星
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的旨在解决现有技术跟踪精度低，设备无法稳定对星的缺陷
。
[0006]为此，本专利技术的一个目的在于提出一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法和艇载动中通，以解决
技术介绍
中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足
。
为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法，包括以下步骤：
[0007]1)、
进行测量准备，将天线整机安装到万向轮手推车上，并连接监控计算机；
[0008]2)、
设备上电后保持静态，自动完成搜星并进入稳定跟踪状态；
[0009]3)、
利用监控计算机观察输出天线实际指向角与理论指向角，并输出理论与实际值之差称之为失准角；
[0010]4)、
然后原地转动手推车，在天线指向方位角为0°
时停止，待数据稳定后记录此时的离轴失准角为
δα0；
[0011]5)、
重复步骤
4)
动作分别在天向指向方位角为
90
°
、180
°
、270
°
时，记录离轴失准角为
δα
90
、
δα
180
、
δα
270
[0012]6)、
结束数据采集后，按公式
(1)
与
(2)
计算安装误差修正值，并更新设备参数文件；
[0013]δθ
＝
(
δα
270
‑
δα
90
)/2
ꢀꢀꢀ
(1)
[0014]δγ
＝
(
δα0‑
δα
180
)/2
ꢀꢀꢀ
(2)
；
[0015]7)、
根据安装误差修正值完成误差校准
。
[0016]本专利技术另一方面的实施例提供一种艇载动中通，包括天线整机，所述天线整机的内部设置有相控阵天线面板
、
收发一体机
、
天线控制单元集成电路板
、GNSS
天线以及卫星
modem
，所述天线控制单元集成电路板集成了表贴处理器
、
接收器
、GNSS
芯片以及惯导，所述处理器用于执行算法及控制软件，所述接收器用于获取通信卫星信号强度，所述
GNSS
芯片结合
GNSS
天线用于整机定位，所述惯导则用于自身姿态解算，所述相控阵天线面板的姿态通过相控阵天线的惯导安装误差校准方法修正误差
。
[0017]由上述任一方案优选的是，所述相控阵天线面板包括天线发射面板与天线接收面板，所述天线接收面板的数据输出端与收发一体机的数据接收端信号连接，所述发一体机的数据输出端与天线发射面板的数据接收端信号连接
。
[0018]由上述任一方案优选的是，所述收发一体机的数据输出端与卫星
modem
以及天线控制单元集成电路板的数据输入端信号连接，所述
GNSS
天线的数据输出端与天线控制单元集成电路板的输入端信号连接
。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所具有的优点和有益效果为：
[0020]1、
提高了艇载相控阵动中通天线高动态运行状态下跟踪性能，保障艇载终端与卫星之间稳定持续通信；
[0021]2、
通过惯导安装误差校准，可以使精度差
、
成本低的
MEMS
惯导，达到高精度惯导效果，降低天线设备整机成本，提高整机集成度；
[0022]3、
该校准方法简单
、
快捷，不需要昂贵的转台辅助设备，降低设备采购成本以及安装场地需求，间接降低研发生产成本
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术艇载动中通的构成示意图；
[0024]图2为本专利技术测量准备步骤的天线整机安装示意图；
[0025]图3为本专利技术相控阵天线的惯导安装误差校准方法的逻辑框图；
[0026]图4三个坐标系的示意图；
[0027]图5阵面系下天线指向角定义图；
[0028]图中：
ACU
‑
天线控制单元集成电路板
。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述
。
[0030]实施例一：如图1至图4所示，一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法，它包括以下步骤：
[0031]1)、
进行测量准备，将天线整机安装到万向轮手推车上，并连接监控计算机；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、
进行测量准备，将天线整机安装到万向轮手推车上，并连接监控计算机；
2)、
设备上电后保持静态，自动完成搜星并进入稳定跟踪状态；
3)、
利用监控计算机观察输出天线实际指向角与理论指向角，并输出理论与实际值之差称之为失准角；
4)、
然后原地转动手推车，在天线指向方位角为0°
时停止，待数据稳定后记录此时的离轴失准角为
δα0；
5)、
重复步骤
4)
动作分别在天向指向方位角为
90
°
、180
°
、270
°
时，记录离轴失准角为
δα
90
、
δα
180
、
δα
270
6)、
结束数据采集后，按公式
(1)
与
(2)
计算安装误差修正值，并更新设备参数文件；
δθ
＝
(
δα
270
‑
δα
90
)/2
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
δγ
＝
(
δα0‑
δα
180
)/2
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
；
7)、
根据安装误差修正值完成误差校准
。2.
根据权利要求1所述的一种相控阵天线的惯导安装误差校准方法，其特征在于：所述步骤
3)
通过信号最大值引导可对准卫星得到输出天线实际指向角，所述步骤
3)
通过卫星经纬高计算出理论指向角并输出理论与实际值之差称之为失准角
。3.

【专利技术属性】
技术研发人员：赵自知，林涛，肖芳汉，王国栋，
申请(专利权)人：深圳市飞思通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：