基座姿态测量方法技术

本发明专利技术涉及姿态测量领域，提供一种基座姿态测量方法

【技术实现步骤摘要】
基座姿态测量方法、装置及卫星通讯终端


[0001]本专利技术涉及姿态测量
，尤其涉及一种基座姿态测量方法
、
装置及卫星通讯终端
。

技术介绍

[0002]随着卫星技术的发展，大量低轨卫星被发射并投入应用，通过便携式的卫星通讯终端可以获取低轨卫星的卫星载荷数据
。
便携式的卫星通讯终端具备携带方便
、
部署快捷
、
操作简便的特点，使用便携式的卫星通讯终端，用户可以在短时间内接收
、
处理卫星载荷数据，生成各种信息资源
。
在对卫星通讯要求比较便捷
、
灵活的应用场景，便携式的卫星通讯终端将得到广泛使用
。
[0003]相关技术中，通常利用高精度加速度计或者双
GPS
测向设备测量便携式的卫星通讯终端的基座姿态，但是，由于便携式的卫星通讯终端设置位置并不固定，直接测量得到的姿态数据难以真实反映便携式的卫星通讯终端的基座姿态，进而影响天线的跟踪精度
。
[0004]因此，传统的基座姿态测量方案存在不够准确和可靠的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基座姿态测量方法
、
装置及卫星通讯终端，用以解决传统的基座姿态测量方案不够准确和可靠的缺陷
。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基座姿态测量方法，应用于安装有基座和天线的卫星通讯终端，所述方法包括：获取所述天线在多个位姿状态下各自对应的方位角和俯仰角；其中，所述多个位姿状态包括指天状态以及至少两种倾斜状态；基于所述方位角和所述俯仰角，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量；对各个所述指向矢量进行矢量运算，得到天线的旋转轴指向角；依据所述旋转轴指向角，对所述基座的测量坐标系进行修正，并在修正后的测量坐标系下测量得到所述基座的姿态
。
[0007]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述基于所述方位角和所述俯仰角，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量，包括：确定所述天线对应的基准坐标系，并获取所述基准坐标系对应的基准矢量；在每一位姿状态下，确定角度函数值；其中，所述角度函数值包括方位角的余弦值和正弦值以及俯仰角的余弦值和正弦值；基于所述基准矢量和每一位姿状态下的所述角度函数值，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量
。
[0008]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述基准矢量包括第一基准矢量
、
第二基准矢量以及第三基准矢量；
所述基于所述基准矢量和每一位姿状态下的所述角度函数值，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量，包括：在每一位姿状态下，将方位角的余弦值
、
俯仰角的余弦值以及所述第一基准矢量相乘，得到第一矢量值；将方位角的正弦值
、
俯仰角的余弦值以及所述第二基准矢量相乘，得到第二矢量值；将俯仰角的正弦值与所述第三基准矢量相乘，得到第三矢量值；将所述第一矢量值与所述第二矢量值作差，得到矢量差值；将所述矢量差值与所述第三矢量值求和，得到所述指向矢量
。
[0009]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述指向矢量包括指天状态下对应的第一指向矢量
、
第一倾斜状态下对应的第二指向矢量以及第二倾斜状态下对应的第三指向矢量；所述对各个所述指向矢量进行矢量运算，得到天线的旋转轴指向角，包括：将所述第一指向矢量与所述第二指向矢量作差，得到第一中间量；将所述第三指向矢量与所述第一指向矢量作差，得到第二中间量；将所述第二中间量与所述第一中间量相乘，得到天线的旋转轴空间指向矢量；依据所述旋转轴空间指向矢量，确定天线的旋转轴指向角
。
[0010]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述获取所述天线在多个位姿状态下各自对应的方位角和俯仰角，包括：控制所述天线旋转至指天状态，获取所述天线在指天状态下对应的方位角和俯仰角；控制所述天线逆时针旋转第一预设角度，获取所述天线在第一倾斜状态下对应的方位角和俯仰角；控制所述天线顺时针旋转第二预设角度，获取所述天线在第二倾斜状态下对应的方位角和俯仰角；将所述天线在指天状态下
、
第一倾斜状态下以及第二倾斜状态下各自对应的方位角和俯仰角，作为多个位姿状态下各自对应的方位角和俯仰角
。
[0011]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述第一预设角度的取值范围为
‑
60
度至
+60
度，所述第二预设角度的取值范围为
‑
120
度至
+120
度
。
[0012]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述依据所述旋转轴指向角，对所述基座的测量坐标系进行修正，包括：依据所述旋转轴指向角，确定所述基座的测量坐标系中各坐标轴对应的修正角；按照所述修正角对所述测量坐标系中每一坐标轴进行修正，得到修正后的测量坐标系
。
[0013]根据本专利技术提供的基座姿态测量方法，所述在修正后的测量坐标系下测量得到所述基座的姿态，包括：获取所述基座的实测欧拉角；将所述实测欧拉角转换至所述修正后的测量坐标系下，得到修正欧拉角；依据所述修正欧拉角，确定所述基座的姿态
。
[0014]第二方面，本专利技术还提供一种基座姿态测量装置，应用于安装有基座和天线的卫星通讯终端，所述装置包括：定位组件，用于采集所述天线的方位角和俯仰角；以及处理器，用于在执行程序时实现如上任一种所述的基座姿态测量方法
。
[0015]第三方面，本专利技术还提供一种卫星通讯终端，包括：基座
、
安装于所述基座上的天线以及如上所述的基座姿态测量装置
。
[0016]本专利技术提供的基座姿态测量方法
、
装置及卫星通讯终端，通过获取天线在多个位姿状态下各自对应的方位角和俯仰角，基于方位角和俯仰角计算得到天线在每一位姿状态下对应的指向矢量，对各个指向矢量进行矢量运算，得到天线的旋转轴指向角，依据旋转轴指向角对基座的测量坐标系进行修正，并在修正后的测量坐标系下测量得到基座的姿态
。
由于姿态测量环节引入天线的旋转轴指向角，通过旋转轴指向角对基座的测量坐标系进行修正，可以保证基座姿态测量过程以精确的测量坐标系为基准，提高了基座姿态测量的准确性和可靠性
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1是本专利技术实施例提供的基座姿态测量方法的流程示意图；图2是指天状态下安装有基座和天线的卫星通讯终端的结构示意图；图3是第一倾斜状态下安装有基座和天线的卫星通讯终端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基座姿态测量方法，其特征在于，应用于安装有基座和天线的卫星通讯终端，所述方法包括：获取所述天线在多个位姿状态下各自对应的方位角和俯仰角；其中，所述多个位姿状态包括指天状态以及至少两种倾斜状态；基于所述方位角和所述俯仰角，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量；对各个所述指向矢量进行矢量运算，得到天线的旋转轴指向角；依据所述旋转轴指向角，对所述基座的测量坐标系进行修正，并在修正后的测量坐标系下测量得到所述基座的姿态
。2.
根据权利要求1所述的基座姿态测量方法，其特征在于，所述基于所述方位角和所述俯仰角，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量，包括：确定所述天线对应的基准坐标系，并获取所述基准坐标系对应的基准矢量；在每一位姿状态下，确定角度函数值；其中，所述角度函数值包括方位角的余弦值和正弦值以及俯仰角的余弦值和正弦值；基于所述基准矢量和每一位姿状态下的所述角度函数值，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量
。3.
根据权利要求2所述的基座姿态测量方法，其特征在于，所述基准矢量包括第一基准矢量
、
第二基准矢量以及第三基准矢量；所述基于所述基准矢量和每一位姿状态下的所述角度函数值，计算得到所述天线在每一位姿状态下对应的指向矢量，包括：在每一位姿状态下，将方位角的余弦值
、
俯仰角的余弦值以及所述第一基准矢量相乘，得到第一矢量值；将方位角的正弦值
、
俯仰角的余弦值以及所述第二基准矢量相乘，得到第二矢量值；将俯仰角的正弦值与所述第三基准矢量相乘，得到第三矢量值；将所述第一矢量值与所述第二矢量值作差，得到矢量差值；将所述矢量差值与所述第三矢量值求和，得到指向矢量
。4.
根据权利要求1所述的基座姿态测量方法，其特征在于，所述指向矢量包括指天状态下对应的第一指向矢量
、
第一倾斜状态下对应的第二指向矢量以及第二倾斜状态下对应的第三指向矢量；所述对各个所述指向矢量进行矢量运算，得到天线的旋转轴指向角，包括：将所述第一指向矢量与所述第二指向矢量作差，得到第一中间量；将所述第三指向矢量与所述第一指向矢量作差，得到第二中间量；将所述第二中间量与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张以亮，
申请(专利权)人：北京融为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：