[发明专利]一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统

说明书

本发明提供了一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统，包括：伺服控制子系统，其包括开环稳定模块、闭环跟踪模块和传感器融合模块，其中：开环稳定模块包括单惯性测量单元，单惯性测量单元用于测量载体的线加速度和角速率，开环稳定模块根据载体线加速度和角速率信息对天线进行控制；闭环跟踪模块对天线的指向进行校正，以保持天线准确地指向卫星；传感器融合模块对若干个传感器采集的数据进行融合，以快速得到并准确跟踪单惯性测量单元的陀螺零偏。根据本发明的系统，可以根据单惯性测量单元所获取的载体线加速度和角速率信息对天线进行控制；对天线的指向进行校正，保持天线准确地指向卫星，最大限度地保证视频传输的稳定性，提高抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统。

背景技术

进入21世纪以来，无线通信在军事、科研以及人类生活等很多领域得到了广泛的应用，已经成为人们工作、学习、娱乐和生活等各个方面必不可少的通信工具。但是，由于无线通信应用在越来越广泛和深入的领域，这样就使得通信频点变的更加拥挤，通信的信息量要求愈加巨大，需求的带宽也越来越宽，目前使用的波段和频点越来越不能满足以上的要求。Ka波段由于其抗干扰性能强，地球站直径偏小，便于安装以及更宽的频率分配，使得Ka频段卫星通信系统具有更广泛的应用前景和巨大潜力。

载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使天线不受影响并始终对准卫星，这就是卫星视频传输系统要解决的主要问题，也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。

发明内容

本发明提供一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统，用以实现自动地根据载体线加速度和角速率信息对天线进行控制；并对天线的指向进行校正，保持天线准确地指向卫星。

本发明提供一种基于机载Ka波段的卫星视频传输系统，包括：伺服控制子系统，所述伺服控制子系统包括开环稳定模块、闭环跟踪模块和传感器融合模块，其中：

所述开环稳定模块包括单惯性测量单元，所述单惯性测量单元用于测量载体的线加速度和角速率，获得载体线加速度和角速率信息，所述开环稳定模块用于根据所述单惯性测量单元所获取的所述载体线加速度和角速率信息对天线进行控制；

所述闭环跟踪模块用于对所述天线的指向进行校正，以保持所述天线准确地指向卫星；

所述传感器融合模块用于对若干个传感器采集的数据进行融合，以快速得到并准确跟踪所述单惯性测量单元的陀螺零偏。

进一步地，所述单惯性测量单元包括若干个单轴的加速度计和若干个单轴的陀螺，所述传感器融合模块包括速度传感器，其中：

所述加速度计用于检测物体在所述载体所在的坐标系统中独立三轴的加速度信号，并用于感知飞机相对于地垂线的加速度分量；

所述陀螺用于检测所述载体相对于导航坐标系的角速度信号；

所述速度传感器用于感知所述飞机的角度信息，并测量物体在三维空间中的角度和加速度，并根据所述物体在三维空间中的所述角度和加速度解算出所述物体的姿态。

进一步地，所述惯性测量单元还用于：

将所述加速度计检测的所述加速度信号和所述陀螺检测的所述角速度信号进行空间坐标变换，将所述加速度计和所述陀螺所在的局部坐标系中的信息变换到当前统一的标准空间坐标系中的相应信息；

根据所述统一的标准空间坐标系中的相应信息，采用卡尔曼滤波算法对所述载体的姿态信息进行估计；

输出所述载体的所述姿态信息，所述姿态信息包括角速率和姿态角。

进一步地，所述闭环跟踪模块包括电流环单元、速度环单元和位置环单元，其中，