[发明专利]天线方位轴不铅垂度的测量系统及方法

说明书

本发明涉及卫星测控技术领域，提供一种天线方位轴不铅垂度的测量系统及方法，系统包括：依次连接的传感器电路、数据采集系统、监控微机、天线控制单元、天线驱动单元和天线；所述传感器电路用于采集天线指向位置不铅垂度对应的电压数据，所述传感器电路包括水平传感器，该水平传感器设置在天线上并且该水平传感器靠近天线的方位轴；所述数据采集系统用于采集传感器电路记录的电压数据并传输给监控微机；所述监控微机用于获取电压数据，得到最大不铅垂度及不铅垂度曲线，还用于向天线控制单元发送天线转动指令；所述天线驱动单元接收天线控制单元指令后驱动天线旋转到预定测量位置。本方案能够快速测量天线方位轴不铅垂度，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及卫星测控技术领域，特别是涉及一种天线方位轴不铅垂度的测量系统及方法。

背景技术

在我国航天测控领域，出于对目标定位、跟踪的需要，地面测控设备需要对卫星相对于地面测控站的方位角、俯仰角进行测量。一般来讲，测量前需要对地面测控设备天线的角度测量系统误差进行标定。其中，方位轴不铅垂度标定是跟踪前标校的重要内容。方位轴指的是测控天线的方位转动轴，因安装原因导致该轴与水平面不垂直，其倾斜角度即为方位轴不铅垂度。如图1所示，γ平面为水平面，φ平面为与天线方位轴相垂直的平面。由于γ平面与φ平面不平行，当天线只转动方位时，机械轴（天线指向）与水平面的夹角将随天线方位角变化，而角度编码器输出俯仰角不变，引起测量误差。

方位误差：；

俯仰误差： ；

Ac：角度编码器输出方位角度值(测量值)；

Ec：角度编码器输出俯仰角度值(测量值)；

A₀：方位角零值；

E₀：俯仰角零值；

θm：最大不铅垂度；

Am：最大不铅垂方位角。

由上述公式可以看出，因天线方位轴不铅垂引起的系统误差不是固定不变的，而是随天线的指向变化。解决办法是在天线转动过程中进行实时修正。

目前，国内测控设备的方位轴不铅垂度测量主要靠人工在测控前完成，自动化程度低，费时费力，精度不高。特别是在实战任务中，由于受到温度变化的影响，一天内方位轴不铅垂度最大变化可达四十角秒，但是方位轴不铅垂度测量必须在测控之前提前完成，如果采用人工完成，需要提前至少一小时进行测量，测量的时间与测控时间相距的时间越长，最大不铅垂度的误差越大。并且如果靠人工完成，至少需要3个人配合，每次测量不铅垂度都需要一个人爬到天线上记录数据，人的重量会对测量结果有影响，由此还会造成误差。

因此，亟需开发一种天线方位轴不铅垂度的测量系统及方法，能够快速测量天线方位轴不铅垂度，提高测量精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种天线方位轴不铅垂度的测量系统及方法，能够快速测量天线方位轴不铅垂度，提高测量精度。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种天线方位轴不铅垂度的测量系统，包括：依次连接的传感器电路、数据采集系统、监控微机、天线控制单元、天线驱动单元和天线；

所述传感器电路用于采集天线指向位置不铅垂度对应的电压数据，所述传感器电路包括水平传感器，该水平传感器设置在天线上并且该水平传感器靠近天线的方位轴；

所述数据采集系统用于采集传感器电路记录的电压数据并传输给监控微机；

所述监控微机用于获取电压数据，得到最大不铅垂度及不铅垂度曲线，还用于向天线控制单元发送天线转动指令；

所述天线驱动单元接收天线控制单元指令后驱动天线旋转到预定测量位置。