[发明专利]一种船载卫星天线座和船载卫星天线跟踪系统

权利要求书

1.一种船载卫星天线跟踪系统，其特征在于，包括：天线座和天线(4)，所述天线座包括:方位轴(1)、水平轴(2)、俯仰轴(3)以及伺服驱动机构、所述水平轴(2)设置于所述方位轴(1)上、所述俯仰轴(3)设置于所述水平轴(2)上，所述俯仰轴(3)与所述水平轴垂直，所述伺服驱动机构用于分别驱动所述方位轴(1)、水平轴(2)以及所述俯仰轴(3)分别绕各自的轴线转动；所述伺服驱动机构包括用于驱动所述方位轴(1)绕其轴线旋转的第一伺服电机、用于驱动所述水平轴(2)绕其轴线旋转的第二伺服电机以及用于驱动所述俯仰轴(3)绕其轴线旋转第三伺服电机，所述方位轴(1)下端固定于所述第一伺服电机的转轴上，所述第二伺服电机固定于所述方位轴(1)上端，所述水平轴(2)一端固定于所述第二伺服电机的转轴上，所述第三伺服电机固定于所述水平轴(2)的另一端，所述俯仰轴(3)固定于所述第三伺服电机的转轴上，所述天线座设置于船体上，所述方位轴(1)平行于船体法线设置；

所述天线(4)固定于所述俯仰轴(3)上；

获取模块，用于获取卫星运动轨迹、获取船体位置、船体的横摇角、纵摇角以及航向角，并将所述卫星运动轨迹、船体位置、横摇角、纵摇角和航向角发送给跟踪计算模块；

跟踪计算模块，用于根据接收到的所述卫星运动轨迹、船体位置、航向角、横摇角和纵摇角，计算船体航行状态下，各时刻天线波束对准目标卫星所需的方位轴旋转角度、水平轴旋转角度以及俯仰轴旋转角度，并将方位轴旋转角度、水平轴旋转角度以及俯仰轴旋转角度发送给控制模块；

控制模块，用于根据接收到的所述方位轴旋转角度、水平轴旋转角度以及所述俯仰轴旋转角度，控制所述伺服驱动机构驱动所述方位轴、水平轴以及所述俯仰轴分别绕各自的轴线转动相应的角度。

2.根据权利要求1所述的船载卫星天线跟踪系统，其特征在于，所述跟踪计算模块包括：

第一计算单元，用于根据接收到的所述卫星运动轨迹和船体的初始位置，计算船体处于初始位置状态下，各时刻天线波束指向对准所述目标卫星，天线波束指向相对于船头指向的方位角α_j并将所述方位角α_j发送给控制模块，所述方位角α_j为所述天线波束对准目标卫星所需的方位轴旋转角度；

第二计算单元，用于根据接收到的所述卫星运动轨迹、船体的实时位置以及航向角，计算船体处于无纵摇和横摇的行驶状态下，各时刻天线波束指向对准目标卫星，天线波束指向相对于船头指向的方位角α_i以及天线波束的俯仰角β_i；用于根据各时刻下的所述方位角α_i与所述方位角α_j的之间的差以及所述俯仰角β_i，计算无纵摇和横摇的行驶状态下,各时刻天线波束指向对准目标卫星,天线座水平轴转动所需达到的角度θ_xi，天线座俯仰轴转动所需达到的角度θ_yi，并将角度θ_xi和角度θ_yi发送给第四计算单元；所述角度θ_xi为水平轴初始角度，所述角度θ_yi为俯仰轴初始角度；

第三计算单元，用于船体处于纵摇和/或横摇的行驶状态下，根据接收到的船体的横摇角度、纵摇角度以及船体处于初始位置状态下的天线波束指向相对于船头指向的方位角α_j，根据所述横摇角度、纵摇角度以及方位角α_j，计算船体纵摇和/或横摇的行驶状态下，各时刻天线波束对准所述目标卫星所需的水平轴的旋转校准角度以及和俯仰轴的旋转校准角度，以补偿船体横摇和/或船体纵摇导致的天线波束指向的偏差，并将所述水平轴的旋转校准角度以及和俯仰轴的旋转校准角度发送给第四计算单元；

第四计算单元，用于对接收到的各时刻水平轴初始角度和水平轴旋转校准角度加和得到船体航行状态下水平轴实际转动所需要达到的所述水平轴旋转角度；根据对接收到的水平轴的旋转校准角度以及和俯仰轴的旋转校准角度进行加和得到船体航行状态下俯仰轴实际转动所需达到的所述俯仰轴旋转角度，并将所述俯仰轴的初始角度和俯仰轴旋转校准角度发送给控制模块。