專利名稱：一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能使便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在戶外的任意環(huán)境下 進(jìn)行衛(wèi)星的快速搜索、定位、以及交互通訊的搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法。
背景技術(shù)：
目前還未有一種方法能在任何戶外環(huán)境下，通過GPS方位信息計(jì) 算并快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備及衛(wèi)星所在的方位，能快速準(zhǔn)確的尋星、定 位、追蹤、通訊功能，能根據(jù)用戶的要求任意改變尋星目標(biāo)以及通訊 頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種快速搜尋衛(wèi)星位置，并且最終鎖 定衛(wèi)星的信號(hào)強(qiáng)度的搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法。
為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的
方法，該方法的步驟是
一、 粗調(diào)搜尋方法
A、 首先在天線俯仰角度不變情況下，進(jìn)行水平方位角10度范 圍內(nèi)搜尋；
B、 控制天線水平方位的電機(jī)，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至 10度；
C、 仍未搜尋到衛(wèi)星信號(hào)，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復(fù) 步驟A、 B;
二、 細(xì)調(diào)搜尋方法
D、 找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中
心，以0. 1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行螺旋式 發(fā)散搜索；
E、 重復(fù)D步，直至俯仰、水平方位搜尋完l度范圍；
F、 無論在D、 E的步驟中任何一個(gè)俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星， 則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復(fù)D、 E步驟；
三、追蹤鎖定方法
G、 在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為 中心，以0.7度為步進(jìn)控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動(dòng)，并每次延時(shí)2 秒；
H、 以搜尋到衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置為中心，對(duì)該中心的上、下、左、 右四個(gè)方向依次進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)；
I、 當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)方向的信號(hào)強(qiáng)于該中心信號(hào)時(shí)，則以該方向的 信號(hào)為中心，重復(fù)步驟H。
本發(fā)明的優(yōu)越功效在于本發(fā)明提供的方法不僅能進(jìn)行一般的尋 星工作，更能支持用戶攜帶便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在一些較惡劣的地形 氣候環(huán)境中正常工作，并且本發(fā)明的最大特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定。


圖l為本發(fā)明的工作流程圖2為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的硬件原理框圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明為便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)能在最短時(shí)間將包括 天線方位、俯仰、極化等調(diào)整到正確衛(wèi)星方位附近，為接下來的細(xì)調(diào) 尋星做準(zhǔn)備，同時(shí)又要盡量保證在地形、天氣、方位準(zhǔn)確度等因素并 不理想的情況下也能完成尋星任務(wù)，還要考慮到粗調(diào)搜尋方法的可兼
容搜索范圍等因素了。
本發(fā)明提供了一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，該方法的步驟是
一、 粗調(diào)搜尋方法
A、 首先在天線俯仰角度不變情況下，進(jìn)行水平方位角10度范 圍內(nèi)搜尋；
B、 控制天線水平方位的電機(jī)，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至 10度；
C、 仍未搜尋到衛(wèi)星信號(hào)，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復(fù) 步驟A、 B;
該粗調(diào)搜尋方法首先在俯仰角度不變的情況下，通過改變方位角 度來搜索信號(hào)，搜索范圍在10度左右，每次電機(jī)調(diào)整在0.3度，當(dāng) 完成一輪搜索后沒有發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)，則略調(diào)整俯仰角度0. 2度來繼續(xù) 進(jìn)行粗調(diào)搜尋；在IO度范圍內(nèi)沒有搜索到目標(biāo)衛(wèi)星信號(hào)，則默認(rèn)設(shè) 置加大粗調(diào)搜索范圍，以適應(yīng)在各種不同地形中能夠搜索到目標(biāo)衛(wèi)星 信號(hào)。
該粗調(diào)搜尋方法的優(yōu)點(diǎn)是一般在野外，即使地面不平整，但俯仰 儀可以大致檢測(cè)到這樣的無償，并在計(jì)算理論俯仰時(shí)可以作出補(bǔ)償， 所以俯仰相對(duì)于方位調(diào)整稍顯次要。本方法就是考慮到這一因素，在 粗調(diào)過程中較注重方位上的搜索，從而加快粗調(diào)尋星速度。
通過粗調(diào)搜尋方法找到了 一個(gè)粗略的衛(wèi)星方位后，通過第二步細(xì) 調(diào)搜尋方法來準(zhǔn)確快速的對(duì)星。
二、 細(xì)調(diào)搜尋方法 .
D、 找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中 心，以0.1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行螺旋式 發(fā)散搜索；
E、 重復(fù)D步，直至俯仰、水平方位搜尋完l度范圍；
F、 無論在D、 E的步驟中任何一個(gè)俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星，
則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復(fù)D、 E步驟；如此循環(huán)搜索， 最終會(huì)找到一個(gè)信號(hào)最大值，而此值所對(duì)應(yīng)的位置就是目標(biāo)衛(wèi)星的正 確方位。
該細(xì)調(diào)搜尋方法的優(yōu)點(diǎn)是由于粗調(diào)搜尋方法找到的信號(hào)位置雖 然粗略但離正確位置也不會(huì)遠(yuǎn)了，所以利用這樣的發(fā)散式搜索方法在 速度上是最為快速的；細(xì)調(diào)搜索精度變小，且每次位移幅度很小，保 證在氣候惡劣的環(huán)境，如大風(fēng)使設(shè)備晃動(dòng)所產(chǎn)生的搜索誤差變??；搜 索結(jié)果準(zhǔn)確，因?yàn)樗阉髦行狞c(diǎn)在不斷調(diào)整移動(dòng)，從而避免了因?yàn)樗阉?精度高導(dǎo)致搜索范圍小的弊端，實(shí)際搜索范圍提高了，保證了所搜索 到的目標(biāo)衛(wèi)星方位極為準(zhǔn)確。
三、追蹤鎖定方法為了追蹤并鎖定已找到的衛(wèi)星信號(hào)，保證長時(shí)間 工作而信號(hào)不發(fā)生較大變化；由于便攜式衛(wèi)星通訊系統(tǒng)會(huì)隨環(huán)境、天 氣、人為等因素而發(fā)生微小的偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致信號(hào)漸漸變?nèi)酰藭r(shí)就需要 能檢測(cè)并鎖定最大信號(hào)的方位。
G、 在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為 中心，以0.7度為步進(jìn)控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動(dòng)，并每次延時(shí)2 秒；
H、 以搜尋到衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置為中心，對(duì)該中心的上、下、左、 右四個(gè)方向依次進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)；
I、 當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)方向的信號(hào)強(qiáng)于該中心信號(hào)時(shí)，則以該方向的 信號(hào)為中心，重復(fù)步驟H。
該追蹤鎖定方法的優(yōu)點(diǎn)是
1) 保證對(duì)衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度為最大即當(dāng)檢測(cè)到對(duì)衛(wèi)星信號(hào)相比原最大
信號(hào)值有微小偏轉(zhuǎn)時(shí)，本方法將自動(dòng)開始追蹤信號(hào)，以保證信號(hào)永遠(yuǎn)
處于最大狀態(tài)；
2) 調(diào)整時(shí)信號(hào)變化穩(wěn)定當(dāng)本方法開始追蹤信號(hào)工作時(shí)，由于步進(jìn)
精度極高，所以在追蹤過程中，不會(huì)出現(xiàn)大幅度的信號(hào)變化，由此能
避免在使用過程中信號(hào)不穩(wěn)定的情況發(fā)生；
3) 檢測(cè)精度極高由于在調(diào)整俯仰及方位電機(jī)時(shí)，會(huì)造成輕微的機(jī) 體振動(dòng)現(xiàn)象，這樣的振動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)檢測(cè)跳變甚至是假值，尤其在 本方法中，此現(xiàn)象變的尤其重要；所以加入了調(diào)整延時(shí)的概念，即每 步進(jìn)調(diào)整都將有2s左右的穩(wěn)定延時(shí)時(shí)間，之后再檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，如 此就能保證調(diào)整的準(zhǔn)確度；
4) 容錯(cuò)機(jī)制當(dāng)鎖定的信號(hào)發(fā)生大幅度下降的現(xiàn)象時(shí)，理論上會(huì)有 幾種可能性便攜式衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的擺放方位有變動(dòng)、在極化設(shè)備前 方有遮擋物、設(shè)備故障?；谝陨峡赡苄?，總結(jié)出一個(gè)容錯(cuò)機(jī)制，即 當(dāng)信號(hào)發(fā)生大幅度下降甚至消失時(shí)，本方法將會(huì)計(jì)算一個(gè)1分鐘確認(rèn) 的固定延時(shí)時(shí)間，在此段時(shí)間內(nèi)，本方法將會(huì)保持當(dāng)前對(duì)星方位不變， 以等待信號(hào)的恢復(fù)；如果1分鐘后信號(hào)依然無法恢復(fù)則將視情況返回 到粗調(diào)搜尋方法或細(xì)調(diào)搜尋方法進(jìn)行重新定位。
權(quán)利要求
1、一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，其特征在于該方法的步驟是一、粗調(diào)搜尋方法A、首先在天線俯仰角度不變情況下，進(jìn)行水平方位角10度范圍內(nèi)搜尋；B、控制天線水平方位的電機(jī)，每次調(diào)整0.3度，直至調(diào)整至10度；C、仍未搜尋到衛(wèi)星信號(hào)，則調(diào)整天線的俯仰角度0.2度，重復(fù)步驟A、B；二、細(xì)調(diào)搜尋方法D、找到衛(wèi)星粗略方位角度后，以該方位的俯仰、水平方位為中心，以0.1度精度，控制天線的俯仰、水平方位步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行螺旋式發(fā)散搜索；E、重復(fù)D步，直至俯仰、水平方位搜尋完1度范圍；F、無論在D、E的步驟中任何一個(gè)俯仰、水平方位角找到衛(wèi)星，則再以該俯仰、水平方位角為中心，重復(fù)D、E步驟；三、追蹤鎖定方法G、在步驟二搜尋到衛(wèi)星的俯仰、水平方位角后，以該方位角為中心，以0.7度為步進(jìn)控制天線俯仰、水平方位轉(zhuǎn)動(dòng)，并每次延時(shí)2秒；H、以搜尋到衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置為中心，對(duì)該中心的上、下、左、右四個(gè)方向依次進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)；I、當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)方向的信號(hào)強(qiáng)于該中心信號(hào)時(shí)，則以該方向的信號(hào)為中心，重復(fù)步驟H。
全文摘要
一種搜尋、追蹤衛(wèi)星的方法，該方法分三個(gè)步驟粗調(diào)搜尋方法；細(xì)調(diào)搜尋方法；追蹤鎖定方法。通過粗調(diào)搜尋方法找到了一個(gè)粗略的衛(wèi)星方位后，通過細(xì)調(diào)搜尋方法來準(zhǔn)確快速的對(duì)星，追蹤并鎖定已找到的衛(wèi)星信號(hào)，保證長時(shí)間工作而信號(hào)不發(fā)生較大變化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不僅能進(jìn)行一般的尋星工作，更能支持用戶攜帶便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)在一些較惡劣的地形氣候環(huán)境中正常工作，并且本發(fā)明的最大特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H04B7/185GK101339435SQ20081004152
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者丁彥慶, 萬治民, 汪家齊 申請(qǐng)人:上海杰盛無線通訊設(shè)備有限公司