船载卫星天线方位角控制方法研究
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ｚ 可设 ： ２，
—
现 。假定 载体倾 斜后 ， 仰方 向倾 斜 ａ 横 滚 方 向倾 俯 ， 斜 ， 以俯 仰方 向 为 ｚ轴 ， 滚方 向为 Ｙ轴 ， 么载 横 那
体坐 标和 大地 坐 标 的变 换 就 通 过 旋 转 Ｘ 轴 来 实 、
’
２一 Ｃ１ ＋ Ｃ２Ｙ＋ Ｃ３ｚ ３ ｚ ３ ３
本方 法 求转移矩 阵的缺点 进行 了改 进 ， 改进 后 的计 算方 法 获得 的天 线 方位 角更 准确 ， 船 载 卫 星天 线 的 在
研 制 中获 得 了成 功 的 应 用 。 关 键 词 ： 载 卫 星 天 线 ；方 位 角 ；坐标 变 换 船
中 国分类 号 ： ２ ＴＮ ８
文献标 志码 ： Ａ
ｓ ｄ ＣＳ ｏ —ｓ ｆ Ｏ Ｌ Ｊ ｉ ０ Ｏｄ ｎ Ｃ ｉ Ｃｓ ｚ ｎ ｌ
（ ） １
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wenku.baidu.com
。 ４ ［ ２ Ｙ ｚ］ ［ Ｙ ］ ｃ１ Ｃ２ Ｃ２ ｌ （ ） ２ ２ 一 ｚ ２ Ｉ２ Ｌ ３ Ｃ３ Ｃ。 ｃｌ ２ 。 Ｊ
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（ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆＥｌｃｒｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇ，Ｏｒ ｎ ｎ ｅＥ ｇｎ ｅｉｇＣｏｌｇ ，Ｓ ｉａｈ ａ ｇ ０ ０ ０ ，Ｃｈｎ ） Ｄｅ ａｔ ｎ ｅ ｔｉａ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｏ ｄ ａ ｃ ｎ ｉｅ ｒｎ ｌ ｅ ｈｊ ｚ ｕ ｎ ５ ０ ３ ｅ ｉ ｉａ
夹 角 为 ， 可 以分 解为 Ｏ 轴 在 Ｘ 其 Ｚ。 ＯＺ平 面 内投 影
与Ｏ Ｚ的夹 角 ｄ 以及 ０ ： Ｙ ， Ｚ ｌ 在 ＯＺ平 面 内投影 与 ０ Ｚ 轴 的 夹 角 ， Ｏ Ｚ 中 标 准 正 交 基 （ Ｙ， 设 ＸＹ ， ），
Ｏ ２ 的正 交 基 （ 。Ｙ ， ）， 处 于 Ｏ 轴 上 Ｘ２ Ｚ Ｙ ｚ ，。 对 Ｚ
最 终坐标 转 换 矩 阵 的形 式 与 转 动 次序 有 关 ， ］ 转 动次 序不 同 ， 后得 到 的坐标转 换矩 阵也 不 同 ， 最 只
有 当转 动角度 很小 的时候 ， 转动 的次序 影 响较低 Ｌ 。 ３ ］
为此 ， 过研 究 ， 通 本文采 用 另一种 方法 获得 的转 移矩 阵具有 唯一性 和 准确性 。
．
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ａ ｚｍ ｕ ｈ Ｃｏ ｒ ｌＭ ｅ ｈ ｄ ｏ ｔ ｌｉｅ Ａｎ ｅ ｎａ ｏ ｈｉ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｉ ｔ ｎｔｏ ｔ ｏ ｆＳａ ｅｌｔ ｔ ｎ ｎ Ｓ ｐｂ ａ ｄ Ｗ ＥＮ ｉ Ｊ Ｎ ｎ ｗｅ，ＹＡＮ ｎ ｍｉ Ｂ ｎ， Ｉ Ｙｉｇ ｉ Ｙｉｇ ｎ
船载 卫 星天 线方 位 角控 制 方 法研 究
文 斌 ， 靳英卫 ， 闫英敏
（ 械 工 程 学 院 电气 Ｚ 程 系 ， 北 石 家庄 ０ ０ ０ ） 军 － 河 ５ ０３
摘 要 ： 载卫 星天 线要精 确指 向 卫 星 ， 船 必须 精确 计 算 倾斜 状 态下 天 线 方位 角。本 文 经 过研 究对 基
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｚｍｕ ｈ ｏ ａ ｅｌ ｅａ ｔ ｎ ａ ｏ ｉ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｅｃ ｌ ｕａ ｅ ｅ ｉ ｄ ａ ａ ｅｌ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｉｌ ，ａ ｅ ａ ｉ ｔ ｆｓ ｔ ｌ ｔ ｎ ｅ ｎ ｎ ｔｌ ｓ ｉ ｂ ａ ｄ ｍｕ ｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｄｗｈ ｎ ａｍｅ ｔｓ ｔ ｌ ｔ ．Ｉ ｈ ｓａ ｔｃｅ ｉ ｔ ｂ ｉ ｋ ｎ ｆａ ｉ ｔ ａｃ ｌｔｏ ｔ ｏ ｓｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｉ ｄ ｏ ｚｍｕ ｈ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｗａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ，ｉ ｉ ｒ ｒ ｃｓ ｈ ｎ ｔ ｅ ｔａ ｉｉｎ ｌ ｎ ，ａ ｄ ｉ ｉ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｐ ｌ ｄ ｔ ｓｍｏ ｅ ｐ ｅ ｉｅ ｔ ａ ｈ ｒ ｄ ｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｌ ａ ｐ ｉ ｏ ｏ ｙ ｅ ｏ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｗｏ ｋ ｏ ａ ｅｌ ｅ ａ ｔｎ ａ ｏ ｈ ｐ ｂ ａ ｄ ｎ ｔ ｅｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｆｓ ｔｌｉ ｎ ｅ ｎ ｎ ｓ ｉ ｏ ｒ ． ｔ Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ ｔ ｌ ｔ ｎ ｅ ｎ ，Ａｚｍｕ ｈ，Ｃｏ ｒ ｉ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｅ ｌ ｅａ ｔ ｎ ａ ｉ ｉ ｔ ｏ ｄ ｎ ｔｏ － ｏ ａ ｉ ｏ
Ｃｌ Ｃ１ ２ 门
—
（） ３
Ｉ
现 。但 通 过计算 发 现 ， 转次 序不 同 ， 旋 结果 不 同 。
｝ —｝ — ｌ
先绕 Ｘ 轴 转 ， 后绕 ｙ轴转 ， ： 然 则
Ｊ ］ ＣＧ ｓ 『 『Ｏ ｏ 『 ０ Ｘ Ｓ
Ｌ ｚ
ｙ 『 ｆ ０ １ ０ Ｃｆ ｓ ＝ Ｉ １ Ｏ ｉ ＩＩ ０ ｓ ｌ ｌ ｙ
图 １ 载 体 倾 斜 情 况 下 各角 度
由于 ａ是 ０Ｚ 轴 在 ＸＯ 平 面 的投 影 Ｏ Ｚ Ｚ ｚ和 Ｏ Ｚ的夹 角 ， 是 ＯＺ ｊ ９ 轴 在 Ｙ Ｚ平 面 的投影 Ｏ 和 Ｏ Ｚ
１ 转移矩阵的求法Ｌ］ ４
定 义大地 坐标 系为 Ｏ Ｚ ， ＸＹ 载体 倾 斜 坐标 系 为 Ｏ ＹＺ Ｘ。 ２。如 图 １所 示 ， 舶 在 海 浪 的作 用 下 ， 船 产 生 姿态 的变 化 ， 某 一 时刻 ， 在 船舶 的桅 杆 方 向（ 甲 即
计 算船 体倾 斜后卫 星 方位角 指 向需要 找到 大地 坐标 和船舶 甲板 坐 标 的关 系 ， 统 的方 法是 通 过 旋 传 转坐标 轴来 完成 ＿ 。载 体坐 标系 和大地 坐标 系 间 的 １ ］
坐标 变换 可 以通 过 分 解 在 ３个 方 向 上 的 旋 转 来 实
板 的坐标 系 的 Ｏ 。方 向） 大 地 坐标 系 的 Ｏ 轴 的 Ｚ 与 Ｚ
—
现 。假定 载体倾 斜后 ， 仰方 向倾 斜 ａ 横 滚 方 向倾 俯 ， 斜 ， 以俯 仰方 向 为 ｚ轴 ， 滚方 向为 Ｙ轴 ， 么载 横 那
体坐 标和 大地 坐 标 的变 换 就 通 过 旋 转 Ｘ 轴 来 实 、
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本方 法 求转移矩 阵的缺点 进行 了改 进 ， 改进 后 的计 算方 法 获得 的天 线 方位 角更 准确 ， 船 载 卫 星天 线 的 在
研 制 中获 得 了成 功 的 应 用 。 关 键 词 ： 载 卫 星 天 线 ；方 位 角 ；坐标 变 换 船
中 国分类 号 ： ２ ＴＮ ８
文献标 志码 ： Ａ
ｓ ｄ ＣＳ ｏ —ｓ ｆ Ｏ Ｌ Ｊ ｉ ０ Ｏｄ ｎ Ｃ ｉ Ｃｓ ｚ ｎ ｌ
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。 ４ ［ ２ Ｙ ｚ］ ［ Ｙ ］ ｃ１ Ｃ２ Ｃ２ ｌ （ ） ２ ２ 一 ｚ ２ Ｉ２ Ｌ ３ Ｃ３ Ｃ。 ｃｌ ２ 。 Ｊ
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夹 角 为 ， 可 以分 解为 Ｏ 轴 在 Ｘ 其 Ｚ。 ＯＺ平 面 内投 影
与Ｏ Ｚ的夹 角 ｄ 以及 ０ ： Ｙ ， Ｚ ｌ 在 ＯＺ平 面 内投影 与 ０ Ｚ 轴 的 夹 角 ， Ｏ Ｚ 中 标 准 正 交 基 （ Ｙ， 设 ＸＹ ， ），
Ｏ ２ 的正 交 基 （ 。Ｙ ， ）， 处 于 Ｏ 轴 上 Ｘ２ Ｚ Ｙ ｚ ，。 对 Ｚ
最 终坐标 转 换 矩 阵 的形 式 与 转 动 次序 有 关 ， ］ 转 动次 序不 同 ， 后得 到 的坐标转 换矩 阵也 不 同 ， 最 只
有 当转 动角度 很小 的时候 ， 转动 的次序 影 响较低 Ｌ 。 ３ ］
为此 ， 过研 究 ， 通 本文采 用 另一种 方法 获得 的转 移矩 阵具有 唯一性 和 准确性 。
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船载 卫 星天 线方 位 角控 制 方 法研 究
文 斌 ， 靳英卫 ， 闫英敏
（ 械 工 程 学 院 电气 Ｚ 程 系 ， 北 石 家庄 ０ ０ ０ ） 军 － 河 ５ ０３
摘 要 ： 载卫 星天 线要精 确指 向 卫 星 ， 船 必须 精确 计 算 倾斜 状 态下 天 线 方位 角。本 文 经 过研 究对 基
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先绕 Ｘ 轴 转 ， 后绕 ｙ轴转 ， ： 然 则
Ｊ ］ ＣＧ ｓ 『 『Ｏ ｏ 『 ０ Ｘ Ｓ
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图 １ 载 体 倾 斜 情 况 下 各角 度
由于 ａ是 ０Ｚ 轴 在 ＸＯ 平 面 的投 影 Ｏ Ｚ Ｚ ｚ和 Ｏ Ｚ的夹 角 ， 是 ＯＺ ｊ ９ 轴 在 Ｙ Ｚ平 面 的投影 Ｏ 和 Ｏ Ｚ
１ 转移矩阵的求法Ｌ］ ４
定 义大地 坐标 系为 Ｏ Ｚ ， ＸＹ 载体 倾 斜 坐标 系 为 Ｏ ＹＺ Ｘ。 ２。如 图 １所 示 ， 舶 在 海 浪 的作 用 下 ， 船 产 生 姿态 的变 化 ， 某 一 时刻 ， 在 船舶 的桅 杆 方 向（ 甲 即
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坐标 变换 可 以通 过 分 解 在 ３个 方 向 上 的 旋 转 来 实
板 的坐标 系 的 Ｏ 。方 向） 大 地 坐标 系 的 Ｏ 轴 的 Ｚ 与 Ｚ