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《卫星星间捷变型窄波束天线指向的误差分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2016年4月宇航计测技术Apr.,2016第36卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.36,No.2試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2016)02-0031-06中图分类号:TP274文献标识码:A卫星星间捷变型窄波束天线指向的误差分析1,221谢玲黄文德盛利元(1.中南大学物理与电子学院,长沙410083;2.国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙410073)摘要针对捷变型窄波束天线建链时
2、间短、指向精度要求高的特点,通过建立星间天线指向误差模型,从理论上分析了卫星位置、姿态、天线安装等偏差因素对天线指向误差的影响。同时,采用STK软件对MEO卫星的天线指向误差进行仿真实验,实验结果与误差模型的理论预期一致。关键词天线指向误差MEO卫星方位角仰角PointingErrorAnalysisofInter-SatelliteRapidVariantNarrowBeamAntenna1,221XIELingHUANGWen-deSHENGLi-yuan(1.Collegeofphysicandelectronic,CentralSouthU
3、niversity,Changsha410083;2.CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073AbstractForthecharacteristicsofrapidvariantnarrowbeamantennathatconnectiontimeisshortandaccuracyrequirementisveryhigh,throughtheestablishmentofinter-sat
4、ellitelinkantennapointingerrormodel,itisanalyzedthattheinfluenceofdeviationfactorssuchaspositionofsatellite,attitudeandantennainstallationstoantennapointingerror.Meanwhile,STKsoftwareisusedtosimulatethepointingerroroftheMEOsatellite.Theexperimentalresultisconsistentwiththetheo
5、reticalexpectationsoftheer-rormodel.KeywordsAntennaPointingerrorMEOsatelliteAzimuthangleElevationangle1引言间链路天线的正确指向是实现卫星与卫星之间测量与通信的前提,因此,研究影响星间链路捷变型窄波近年来,一种可在星间链路中通过电扫描灵活束天线指向精度的因素及其指向误差传播特性和误快捷地改变建链对象,增强星载天线有效载荷的高差变化特性是目前该领域的热点之一[1,2]。高照增益捷变型窄波束天线技术显示出良好应用前景,照[3]给出了星地指向方向角的算法
6、。相控阵天线该技术对卫星天线指向精度提出了更高的要求。星是捷变型窄波束天线的典型,文献[4]分析了相控收稿日期:2015-07-31,修回日期:2015-09-14基金项目:国家自然科学基金资助项目(41274023)作者简介:谢玲(1991-),女,在读硕士研究生,主要研究方向:星间链路技术。·32·宇航计测技术2016年阵天线移相器量化误差对指向精度的影响,文献[5]分析了由相控阵天线单元方向图影响所导致的指向系统误差。本文研究卫星位置、姿态、天线安装等误差因素与指向精度之间的关系及传导机制,并以典型卫星导航星座为实例在STK软件上进行仿真分析
7、,为提高星间天线指向精度提供理论依据。2星间天线指向的误差模型图2天线指向角示意图2.1星间天线指向方程222式中:R=x+y+z天线指向误差模型建立在几个相关坐标系及其aaa通常已知建链的两颗卫星在地球惯性坐标系的相互变换之上。相对位置矢量r,通过r确定α和β需要进行多个坐标系包括地球惯性坐标系OXYZ,轨道坐IIIII坐标变换,即标系SXYZ,卫星本体坐标系SXYZ,天线坐标系ooobbbTIoTobTbaSXaYaZa。如图1所示,轨道坐标系的SXo轴、SYo轴rI邛ro邛rb邛ra和SZo轴分别称为滚动轴、俯仰轴和偏航轴,原点S式中:TIo
8、、Tob和Tba———分别为上述4个坐标系对位于卫星的质心,SZo轴指向地心,SXo轴在轨道平应的变换矩阵,不考虑任何偏差
