一种轨道跟踪控制机、实时校正控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种轨道跟踪控制机、实时校正控制系统及方法，实时校正控制方法包括以下步骤：步骤S1.下载更新星历，将星历的绝对坐标信号转换成极坐标信号；步骤S2.进行定位，生成定位信号，根据定位信号和极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构；步骤S3.对伺服运行机构进行数据采集，生成伺服回馈信号；步骤S4.接收卫星信号，生成卫星运行的轨道信号，对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号；步骤S5.根据校正信号生成俯仰方位控制信号，进入步骤S2。本发明可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度，单独执行各种任务，提高独立性，降低耦合性。
【专利说明】
一种轨道跟踪控制机、实时校正控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及卫星轨道跟踪技术领域，特别涉及一种轨道跟踪控制机、实时校正控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前高精度星历采用卫星控制中心提供的数值星历为基础，再用拉格朗日多项式插值计算出高精度星历[《一种卫星精密星历的插值方法》《飞行器测控学报》，2004，23(4):43-46]，但该方法星历的精度取决于原始星历，卫星中心提供星历更新比较慢导致计算出星历的精度不能保障缺陷，为此提出采用Celestrak提供的星历，每12小时自动下载更新星历，时间间隔内采用上述改进版插值法计算出星历;现有跟踪过程中缺乏实时校正，为此提出在跟踪任务执行时开辟单独线程实时自动校正和手动校正；系统控制软件运行平台是Windows ,Windows是抢占式分时系统，普通控制软件使用单线程获取跟踪任务时间、控制伺服跟踪、接收伺服反馈，但这种方式执行跟踪任务时很容易被打断，所以有必要对现有问题进行解决。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度，单独执行各种任务，提高独立性，降低耦合性的实时校正控制系统及方法
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种实时校正控制方法，包括以下步骤:
[0005]步骤S1.定时下载更新星历，将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号；
[0006]步骤S2.进行定位，生成定位信号，根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转；
[0007]步骤S3.对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号；
[0008]步骤S4.接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号，对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号；
[0009]步骤S5.根据校正信号生成俯仰方位控制信号，进入步骤S2。
[0010]本发明的有益效果是:通过对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号，根据校正信号生成俯仰方位控制信号；可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
[0011]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述步骤SI定时下载更新星历的具体实现:每12小时定时自动下载更新星历。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是:定时下载星历，可以提升星历精度。
[0014]进一步，所述步骤S2还包括建立第一线程对俯仰方位控制信号进行定时传输。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是:采取独立线程生成俯仰方位控制信号，单独执行各种任务，提高独立性，降低耦合性。
[0016]进一步，所述第一线程执行以下步骤:
[0017]步骤S21.采集当前时间t_,并将当前时间t_与第一设定时间tk进行对比，如果当前时间tn?达到第一设定时间tk，则进行步骤S22，否则进入步骤S23;
[0018]步骤S22.对俯仰方位控制信号进行传输；
[0019]步骤S23.进行第一线程终止，读取下一组俯仰方位控制信号，循环进入步骤S21。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是:第一线程单独执行各种任务，提高独立性，降低耦合性;运行顺畅精准。
[0021]进一步，所述步骤S4还包括建立第二线程对伺服回馈信号进行定时数据解析和偏差校正，且所述第二线程执行以下步骤:
?0022] 步骤S41.采集当前时间tn?，并将当前时间tn?与第二设定时间tm+i进行对比，如果当前时间tn?达到第二设定时间tm+1，则进行步骤S42，否则进入步骤S43;
[0023]步骤S42.将当前时间tn?采集的伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成第三设定时间U的校正信号；
[0024]步骤S43.进行线程终止，循环进入步骤S41。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是:第二线程单独执行各种任务，提高独立性，降低耦合性;运行顺畅精准。
[0026]本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种实时校正控制系统，包括
[0027]星历下载插值模块，用于定时下载更新星历；
[0028]数据转换模块，用于将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号；
[0029]GPS模块，用于进行定位，生成定位信号；
[0030]伺服引导模块，用于根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转;还用于根据校正信号生成俯仰方位控制信号；
[0031]伺服回馈模块，用于对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号；
[0032]接收机，用于接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号；
[0033]跟踪实时校正模块，用于对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号。
[0034]本发明的有益效果是:跟踪实时校正模块通过对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号，伺服引导模块根据校正信号生成俯仰方位控制信号;可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
[0035]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0036]进一步，还包括任务管理模块，所述任务管理模块用于对星历下载插值模块、数据转换模块、伺服引导模块、伺服回馈模块和跟踪实时校正模块进行运行调度。
[0037]采用上述进一步方案的有益效果是:任务管理模块可以根据伺服运行机构运转的需要对星历下载插值模块、数据转换模块、伺服引导模块、伺服回馈模块和跟踪实时校正模块进行调用，可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
[0038]本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种轨道跟踪控制机，包括实时校正控制系统。
[0039]本发明的有益效果是:跟踪实时校正模块通过对伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号，伺服引导模块根据校正信号生成俯仰方位控制信号;可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
[0040]进一步，还包括可视化模块，所述可视化模块用于对伺服回馈模块和跟踪实时校正模块的运行数据进行显示。
[0041]采用上述进一步方案的有益效果是:便于用户对星历下载插值模块、数据转换模块、伺服引导模块、伺服回馈模块和跟踪实时校正模块的运行数据进行观测，对运作过程中出现的误差进行纠正，可以使伺服运行机构运转进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
[0042]进一步，还包括伺服运行机构，所述伺服运行机构用于根据俯仰方位控制信号进行运转，带动天线机构进行卫星轨道跟踪。
[0043]采用上述进一步方案的有益效果是:根据俯仰方位控制信号进行进行实时校正，提升天线机构进行卫星轨道跟踪精度。
【附图说明】
[0044]图1为本发明一种实时校正控制方法的流程图；
[0045]图2为本发明一种轨道跟踪控制机和实时校正控制系统的模块框图。
[0046]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0047]1、星历下载插值模块，2、数据转换模块，3、GPS模块，4、伺服引导模块，5、伺服回馈模块，6、接收机，7、跟踪实时校正模块，8、任务管理模块，9、实时校正控制系统，10、可视化模块，11、伺服运行机构。
【具体实施方式】
[0048]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0049]如图1所示，一种实时校正控制方法，包括以下步骤:
[0050]步骤S1.定时下载更新星历，将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号；
[0051]步骤S2.进行定位，生成定位信号，根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转；
[0052]步骤S3.对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号；
[0053]步骤S4.接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号，对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号；
[0054]步骤S5.根据校正信号生成俯仰方位控制信号，进入步骤S2。
[0055]优选的，所述步骤SI定时下载更新星历的具体实现:每12小时定时自动下载更新星历。
[0056]优选的，所述步骤S2还包括建立第一线程对俯仰方位控制信号进行定时传输。
[0057]优选的，所述第一线程执行以下步骤:
[0058]步骤S21.采集当前时间tn?，并将当前时间tn?与第一设定时间tk进行对比，如果当前时间tn?达到第一设定时间tk，则进行步骤S22，否则进入步骤S23;
[0059]步骤S22.对俯仰方位控制信号进行传输；
[0060]步骤S23.进行第一线程终止，读取下一组俯仰方位控制信号，循环进入步骤S21。[0061 ]优选的，所述步骤S4还包括建立第二线程对伺服回馈信号进行定时数据解析和偏差校正，且所述第二线程执行以下步骤:
[OO62 ] 步骤S41.采集当前时间t_，并将当前时间t_与第二设定时间tm+1进行对比，如果当前时间tn?达到第二设定时间tm+1，则进行步骤S42，否则进入步骤S43;
[0063]步骤S42.将当前时间tn?采集的伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成第三设定时间U的校正信号；
[0064]步骤S43.进行线程终止，循环进入步骤S41。
[0065]如图2所示，一种实时校正控制系统，包括:
[0066]星历下载插值模块I，用于定时下载更新星历；
[0067]数据转换模块2，用于将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号；
[0068]GPS模块3，用于进行定位，生成定位信号；
[0069]伺服引导模块4，用于根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转;还用于根据校正信号生成俯仰方位控制信号；
[0070]伺服回馈模块5，用于对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号；
[0071]接收机6，用于接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号；
[0072]跟踪实时校正模块7，用于对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号。
[0073]优选的，还包括任务管理模块8，所述任务管理模块8用于对星历下载插值模块1、数据转换模块2、伺服引导模块4、伺服回馈模块5和跟踪实时校正模块7进行运行调度。
[0074]如图2所示，一种轨道跟踪控制机，包括实时校正控制系统9。
[0075]优选的，还包括可视化模块1，所述可视化模块1用于对伺服回馈模块4和跟踪实时校正模块5的运行数据进行显示。
[0076]优选的，还包括伺服运行机构11，所述伺服运行机构11用于根据俯仰方位控制信号进行运转，带动天线机构进行卫星轨道跟踪。
[0077]实施本方案，任务管理模块8调用接收机6，所述接收机6接收卫星信号，向所述星历下载插值模块I传输卫星信号的星历；星历下载插值模块I定时下载更新星历;数据转换模块2将星历的绝对坐标信号转换成极坐标信号;任务管理模块8调用GPS模块9，GPS模块9进行定位，生成定位信号，所述伺服引导模块4根据定位信号和极坐标信号生成俯仰方位控制信号;伺服运行机构10根据俯仰方位控制信号进行运转，带动天线机构进行卫星轨道跟踪;伺服回馈模块5对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号;跟踪实时校正模块7对伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号，任务管理模块8调用伺服引导模块4，伺服引导模块4根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转;伺服回馈模块5对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号;接收机6接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号；跟踪实时校正模块7对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号;伺服运行机构11根据俯仰方位控制信号进行运转，带动天线机构进行卫星轨道跟踪。
[0078]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种实时校正控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1.定时下载更新星历，将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号； 步骤S2.进行定位，生成定位信号，根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转； 步骤S3.对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号； 步骤S4.接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号，对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号； 步骤S5.根据校正信号生成俯仰方位控制信号，进入步骤S2。2.根据权利要求1所述一种实时校正控制方法，其特征在于，所述步骤SI定时下载更新星历的具体实现:每12小时定时自动下载更新星历。3.根据权利要求1所述一种实时校正控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括建立第一线程对俯仰方位控制信号进行定时传输。4.根据权利要求3所述一种实时校正控制方法，其特征在于，所述第一线程执行以下步骤: 步骤S21.采集当前时间tn?，并将当前时间tn?与第一设定时间tk进行对比，如果当前时间tn?达到第一设定时间tk，则进行步骤S22，否则进入步骤S23; 步骤S22.对俯仰方位控制信号进行传输； 步骤S23.进行第一线程终止，读取下一组俯仰方位控制信号，循环进入步骤S21。5.根据权利要求1至4任一项所述一种实时校正控制方法，其特征在于，所述步骤S4还包括建立第二线程对轨道信号和伺服回馈信号进行定时数据解析和偏差校正，且所述第二线程执行以下步骤: 步骤S41.采集当前时间tn?，并将当前时间tn?与第二设定时间tm+l进行对比，如果当前时间tn?达到第二设定时间tm+1，则进行步骤S42，否则进入步骤S43; 步骤S42.将当前时间tn?采集的伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成第三设定时间U的校正信号； 步骤S43.进行线程终止，循环进入步骤S41。6.一种实时校正控制系统，其特征在于，包括: 星历下载插值模块(I)，用于定时下载更新星历； 数据转换模块(2)，用于将星历的绝对坐标信号转换成卫星的极坐标信号； GPS模块(3)，用于进行定位，生成定位信号； 伺服引导模块(4)，用于根据定位信号和卫星的极坐标信号生成俯仰方位控制信号，将俯仰方位控制信号传输至伺服运行机构调整天线机构运转;还用于根据校正信号生成俯仰方位控制信号； 伺服回馈模块(5)，用于对伺服运行机构的运转过程进行数据采集，生成伺服回馈信号； 接收机(6)，用于接收卫星信号，生成卫星实际运行的轨道信号； 跟踪实时校正模块(7)，用于对轨道信号和伺服回馈信号进行数据解析和偏差校正，生成校正信号。7.根据权利要求6所述一种实时校正控制系统，其特征在于，还包括任务管理模块(8)，所述任务管理模块(8)用于对星历下载插值模块(I)、数据转换模块(2)、伺服引导模块(4)、伺服回馈模块(5)和跟踪实时校正模块(7)进行运行调度。8.—种轨道跟踪控制机，其特征在于，包括权利要求6或7所述的实时校正控制系统(9)09.根据权利要求8所述一种轨道跟踪控制机，其特征在于，还包括可视化模块(10)，所述可视化模块(10)用于对伺服回馈模块(4)和跟踪实时校正模块(5)的运行数据进行显示。10.根据权利要求8或9所述一种轨道跟踪控制机，其特征在于，还包括伺服运行机构(11)，所述伺服运行机构(11)用于根据俯仰方位控制信号进行运转，带动天线机构进行卫星轨道跟踪。
【文档编号】G01S5/02GK105929363SQ201610244881
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】徐虹, 于文才, 左佑, 钱卫民, 黄友, 张先洪, 何国华, 蒋培瑛, 周辉濂, 黄琼琼
【申请人】桂林长海发展有限责任公司