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《对地观测卫星地面站目标跟踪技术_胡国军》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、测绘技术装备季刊第4卷2002年第4期技术交流21对地观测卫星地面站的目标跟踪技术胡国军吕源李世忠白云超(西安测绘研究所710054)摘要利用人造地球卫星进行对地观测是近些年来迅速发展起来的航天领域高新技术。本文针对目前对,结合单脉冲测角原理给出地观测卫星技术的发展了一种对地观测卫星地面站天线系统的整体分析与设计的方法。关键词时地观测卫星卫星地面站单脉冲测角1前言成方框图如图l所示,、、,进人21世纪随着空间技术电子技术无线天线本体包括天线反射面和馈源其功能是发电通信技术、计算机技术、自动控制技术、、纳米技射和接收电磁波能量。。馈线系、、术等高新技术的迅猛发展特别是现
2、代卫星技术和统是遥控发射机及遥感遥测接收机,跟踪口。载人航天技术的不断发展与成熟人类对宇宙的探接收机与天线之间的接同时还具有波型极。索将进人一个崭新的时代。其中,利用人造地球卫化的转换作用星进行对地观测是人们认知地球、服务人类和实现,全球战略的一种极为有效的手段日益向人们展示馈线系统出它巨大而广泛的应用前景。利用人造地球卫星进行对地观测是一门综合,。性学科几乎包含了现代科学技术的各个方面它跟踪接收机跟踪伺服系统,是以人造地球卫星作为运载工具用各种传感器在轨道空间对地球或其它目标进行远距离的信息获图1天线系统组成方框图,、,跟踪接收机的作用是接收卫星发来的信标信取并根据
3、获取的信息进行判读物理和几何处理,从而得到人。号产生跟踪误差信号送给跟踪伺服系统去调整天们所需要的各类地球信息资源在此过。,、线的转动程中需要对人造地球卫星进行跟踪测量指令控,,跟踪伺服系统的作用是放大处理误差信号送制和遥测同时还要完成遥感和图像信息和传输给执行电机来带动天线跟踪卫星。这些任务必须由能够对卫星进行有效跟踪与数据,,,接收的卫星地面站来。,、此外为了研究的方便设定了若干参数如工完成因此如何可靠有效地S波段;口sm;;,作频率为天线径为极化方式为圆极化对在轨运动中的卫星进行跟踪与数据接收成为研:1。00“,。01700甲360制卫星地面站的关键技术之一。足
4、剐涂范围镇日((簇如图2所示,本文针对目前对地观测卫星技术的发展结合单脉冲测角原理给出了一种对地观测卫星地面站天线系统的整体分析与设计。2天线系统的组成与功能卫星地面站的天线系统是地面站用来发送信号到在轨卫星和接收在轨卫星发送来的信号的天线装置。卫星地面站天线系统由天线本体、馈线系、,统跟踪接收机和跟踪伺服系统四部分组成其组图20和甲示意图22测绘技术装备季刊第4卷2002年第4期技术交流:,,,图2说明XY平面为大地面o点为地面站天幅度受圆锥扫描调制利用调制信号分解出方位,,,。线所在的位置动点P点为卫星运动中所在的位和仰角误差带动天线旋转实现跟踪这种体制优,。,,
5、置OP为跟踪天线波束指向点是设备简单缺点是馈源偏离抛物面焦点使天3目标跟踪的基本原理线增益下降。目前地面站较少采用。3.1天线跟踪方式与跟踪体制单脉冲跟踪制是一种先进的跟踪体制,它可以(1)天线跟踪方式在一个脉冲的间隔时间就能确定天线波束偏离卫:,天线系统对卫星的跟踪有三种方式手动跟星的方向并能驱动伺服系统使天线迅速对准卫踪、程序跟踪和自动跟踪。手动跟踪是根据收到信星。这种天线有四个馈源每个馈源产生一个波束,号的大小用手:、操作跟踪系统程序跟踪是根据预测当目标偏离中心时利用波束的和差关系可以获得的卫星轨道信息和天线波束的指向信息来驱动跟误差信号带动伺服系统使天线转动并
6、对准目标。这;踪系统自动跟踪是地面站收到卫星所发射的信标种跟踪体制的跟踪速度和跟踪精度都要比步进体。,:制和园锥扫描体制高Zom/的信号来驱动跟踪系统使天线自动对准卫星其跟踪精度在风速手动跟踪精度很难保证,程序跟踪由于卫星位情况下可达到0.0040,信号损失也只有0.ldB,即,。。置受影响的因素太多无法长期预测卫星轨道因系统对信号的损失也很小,我们对快速运动的低轨小卫星进行跟踪的精度要根据上面对三种跟踪体制的介绍为了保证对,。,。’求较高故我们应选用自动跟踪方式运动卫星的跟踪精度我们选择单脉冲跟踪体制(2)自动跟踪体制3.2单平面比幅单脉冲测角原理,:,按照跟踪原理
7、自动跟踪有三种体制步进跟卫星目标的跟踪与角度的测量有密切关系不踪,圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪。步进跟踪的原理同的测角原理导致不同的跟踪体制。下面介绍与单,。和设备都很简单即按一定的时间间隔使天线在方脉冲跟踪体制相对应的比幅单脉冲测角原理为简,,位上(或高低面上)以一个微小的角度作阶跃状转化起见先讨论目标在一个平面内的测角然后再动。这种体制的缺点是天线波束不能停留在对准星讨论双平面的测角原理。,,,体的方向上而是在该方向的周围不断地摆动因在抛物面天线焦点附近对称设一对馈源从而,。,而跟踪精度不高这种体制适用于基本不动的同步在空间形成两个对天线轴对称偏置士
