光纤捷联航姿系统在_动中通_的应用

车载“动中通”通信系统的应用极为广泛，从行驶在戈壁搓板路面的“神舟”系列搜救车，到行驶在高楼林立的城市公路的公安系统通信车，再到不可知环境的应急系统通信车，林林总总。“动中通”通信系统工作的前提是通信天线要在载车行驶条件下精确对准卫星，而载车的机动性和路面的复杂性增加了其难度，一方面要求天线响应快，在桥梁、树木、建筑物、山体和隧道等遮挡后迅速完成对卫星目标的重捕，另一方面在载体剧烈扰动时能精确地自动跟踪卫星目标[1]。本文通过高精度单脉冲自跟踪系统和光纤捷联航姿系统在天线控制系统中的联合使用，使这一要求得以实现。

1天线控制系统设计

高精度的“动中通”天线控制系统一般采用的工作方式

为伪单脉冲单通道[2]的自动跟踪模式。所谓单脉冲就是在一个脉冲上可得到完整的目标偏离天线电轴的误差信息，因此响应快；伪单脉冲自跟踪也为零值跟踪，工作在和信号的最大点，差信号的零点，该处差斜率最大[3]，所以跟踪精度高，抗颠簸、冲击、振动能力强。“动中通”天线的半功率波束宽度较窄，动态条件下没有航姿系统的引导，自身捕获卫星目标的时效性较差。

光纤捷联航姿系统是一种把光纤陀螺和加速度计直接连接在动载体上测量载体的角加速度分量和角速度分量，航姿处理器根据车体坐标系和导航坐标系的方向余弦阵，计算出沿导航坐标系3个轴上的加速度分量，进而计算出载体的航向和姿态信息[4]。光纤捷联航姿系统是一种辅助式惯性系统，成本低可靠性高[5]，它不具备自对准功能，利用单脉冲跟踪系统对卫星目标高精度跟踪的角度数据，实时标定光纤捷联航姿系统初值，可以使航姿系统长期保持在高精度的惯性导航水平上。天线控制系统在进行卫星目标捕获时，工作方式为航姿系统引导天线指向卫星目标[6]，目标进入天线电轴的半功率波束宽度内，天线控制系统自动转换到单脉冲自动跟踪模式，完成天线对卫星目标的捕获任务而进入高精度自动跟踪状态。高精度单脉冲自跟踪系统和光纤捷联航姿系统在天线控制系统中的联合使用，使“动中通”通信系统天线控制系统设备同时具备快速捕星和精确跟踪的能力。

“动中通”通信系统天线控制系统框图如图1所示。当单脉冲自跟踪支路故障时，作为一种冗余手段，天线

光纤捷联航姿系统在“动中通”的应用

董蓉霞

（中国电子科技集团公司第39研究所陕西

西安710065）

摘要：为解决各种环境下“动中通”天线对目标的快速捕获和精确跟踪，天线控制系统采用了低成本光纤捷联航姿系统与单脉冲自跟踪系统相结合的控制技术，目标可见时采用单脉冲自跟踪，同时利用单脉冲自跟踪精度高的特点对光纤捷联航姿系统实时标校，使航姿系统长期保持在高精度的惯性导航水平上；目标被遮挡后利用光纤捷联航姿系统引导跟踪，通过试验及数据分析，该技术的使用使“动中通”天线在任何环境下，跟踪精度达1/10半功率波束宽度，对目标的捕获时间小于1s 。

关键词：动中通；光纤捷联航姿系统；单脉冲自跟踪系统；捕获；跟踪中图分类号：TN820.3

文献标识码：A

文章编号：1674－6236（2010）05-0076-02

Application of FOG strapdown attitude and jeading reference system

in -motion satellite communication

DONG Rong -xia

（The 39th Institute ，Electronic Science and Technology Group Corporation of China ，Xi ’an 710065，China ）

Abstract ：To find a solution to search for communication satellite quickly and track satellite accurately in -Motion satellite communication.There is a new control technique which combines low cost FOG strapdown attitude and heading reference system and monopulse autotracking system in antenna control equipment.Monopulse autotracking system is adopted when communication satellite is seen ，at one time ，FOG strapdown attitude and heading reference system is real time proofread with monopulse autotracking system.When communication satellite is obstructed ，FOG strapdown attitude and heading ref -erence system is adopted for guiding tracking.Finally via test data analysis ，it is achieved that tracking accuracy is 1/10HPBW and capture time is less than 1second in kinds of environment.

Key words ：in -motion satellite communication ；FOG strapdown attitude and heading reference system ；monopulse auto -tracking system ；search ；track

收稿日期：2009-10-13

稿件编号：200910040

作者简介：董蓉霞（1971—），女，山西临猗人，高级工程师。研究方向：天线控制技术。

电子设计工程

Electronic Design Engineering

第18卷

Vol.18

第5期No.52010年5月May.2010

－76－