本公開(kāi)涉及航天測(cè)控，尤其涉及一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、通常，用于與衛(wèi)星通信的地面站天線在對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤的過(guò)程中，由于地面站天線本身結(jié)構(gòu)上的機(jī)械誤差或者是衛(wèi)星軌道引導(dǎo)文件稀疏采樣誤差、地面站天線系統(tǒng)時(shí)間與衛(wèi)星的時(shí)間誤差引起的程序引導(dǎo)跟蹤指向并不能完全準(zhǔn)確。因此需要借助單脈沖自跟蹤手段，獲取衛(wèi)星信號(hào)最強(qiáng)點(diǎn)，控制地面站天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，以此來(lái)提高通信信號(hào)強(qiáng)度，從而提升通信質(zhì)量。

2、現(xiàn)有方法中，當(dāng)捕獲到衛(wèi)星信號(hào)后，天線伺服系統(tǒng)將根據(jù)校相效果以及跟蹤接收機(jī)自動(dòng)增益控制（automatic?gain?control，簡(jiǎn)稱(chēng)agc）的鎖定情況，來(lái)確定是否開(kāi)啟自跟蹤。在確定開(kāi)啟自跟蹤后，往往不參考當(dāng)前軌道信息，僅直接將誤差電壓反饋量饋入控制環(huán)路，完全由跟蹤接收機(jī)產(chǎn)生的方位、俯仰誤差電壓驅(qū)動(dòng)天線對(duì)應(yīng)軸系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。首先當(dāng)?shù)孛嬲咎炀€對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)后的跟蹤過(guò)程中，會(huì)由于控制器輸出頻繁換向?qū)е孪到y(tǒng)震蕩，引起天線跟蹤效果降低，嚴(yán)重情況下會(huì)引起天線過(guò)沖，無(wú)法完成衛(wèi)星目標(biāo)的跟蹤任務(wù)。再者，沒(méi)有利用軌道信息進(jìn)行偏離衛(wèi)星目標(biāo)情況下的保護(hù)。

3、上述缺陷是本領(lǐng)域技術(shù)人員期望克服的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本公開(kāi)提供一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決現(xiàn)有技術(shù)中完全由誤差電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致控制系統(tǒng)輸出量頻繁換向引起的系統(tǒng)震蕩的問(wèn)題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為了達(dá)到上述目的，本公開(kāi)采用的主要技術(shù)方案包括：

5、第一方面，本公開(kāi)提供一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，包括：

6、根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置，得到軌道參考值；

7、判斷目標(biāo)信號(hào)是否滿足自跟蹤條件，如果滿足自跟蹤條件，則開(kāi)啟自跟蹤；

8、根據(jù)自跟蹤參數(shù)計(jì)算得到步進(jìn)拉偏累積量；

9、根據(jù)步進(jìn)拉偏累積量，結(jié)合軌道參考值得到控制量；

10、按照控制量在軸系進(jìn)行控制，來(lái)控制天線指向衛(wèi)星目標(biāo)。

11、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置，得到軌道參考值，包括：

12、在程序引導(dǎo)模式下，通過(guò)插值算法在當(dāng)前時(shí)刻附近的稀疏采樣點(diǎn)進(jìn)行插值，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置。

13、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，自跟蹤條件包括：

14、是否滿足校相要求的預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值以及相位滿足自跟蹤閾值。

15、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，判斷目標(biāo)信號(hào)是否滿足自跟蹤條件包括：

16、實(shí)時(shí)判斷目標(biāo)信號(hào)的agc強(qiáng)度是否達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值，如果達(dá)到則開(kāi)始校相；

17、校相過(guò)程中判斷相位是否滿足自跟蹤閾值。

18、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，開(kāi)啟自跟蹤包括：

19、完成自跟蹤參數(shù)的初始化，所述自跟蹤參數(shù)包括：誤差電壓、誤差電壓最大值、定向靈敏度系數(shù)和控制周期。

20、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，根據(jù)自跟蹤參數(shù)計(jì)算得到步進(jìn)拉偏累積量包括：

21、根據(jù)誤差電壓、誤差電壓最大值、定向靈敏度系數(shù)和控制周期采用公式計(jì)算得到帶有拉偏累積方向的拉偏累積量，公式為：

22、

23、其中為拉偏累積量，其正負(fù)值表示拉偏累積方向，為誤差電壓，為誤差電壓最大值，為控制周期，為定向靈敏度系數(shù)。

24、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，根據(jù)步進(jìn)拉偏累積量，結(jié)合軌道參考值得到控制量包括：

25、判斷自跟蹤是否陷入失鎖狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)自跟蹤短暫失鎖時(shí)，根據(jù)失鎖時(shí)間長(zhǎng)短確定控制量的計(jì)算方式；

26、如果失鎖時(shí)間小于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，獲取陷入失鎖狀態(tài)前最后的步進(jìn)拉偏累積量，并在軌道參考值的基礎(chǔ)上加上陷入失鎖狀態(tài)前最后的步進(jìn)拉偏累積量得到控制量；

27、如果失鎖時(shí)間大于或等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，陷入失鎖狀態(tài)前最后的步進(jìn)拉偏累積量軌道參考值作為控制量，直至自跟蹤再次鎖定；

28、當(dāng)自跟蹤處于鎖定狀態(tài)時(shí)，根據(jù)拉偏累積量α的計(jì)算公式，由誤差電壓、誤差電壓最大值、定向靈敏度系數(shù)、控制周期獲取當(dāng)前周期步進(jìn)拉偏累積量，并疊加到拉偏累積量α上，形成步進(jìn)拉偏累積量，并利用步進(jìn)拉偏累積量加上軌道參考值得到控制量。

29、第二方面，本公開(kāi)還提供一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤裝置，包括：

30、參考值獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置，得到軌道參考值；

31、自跟蹤開(kāi)啟模塊，用于判斷目標(biāo)信號(hào)是否滿足自跟蹤條件，如果滿足自跟蹤條件，則開(kāi)啟自跟蹤；

32、拉偏累積模塊，用于根據(jù)自跟蹤參數(shù)計(jì)算得到步進(jìn)拉偏累積量；

33、控制量計(jì)算模塊，用于根據(jù)步進(jìn)拉偏累積量，結(jié)合軌道參考值得到控制量；

34、跟蹤控制模塊，用于按照控制量在軸系進(jìn)行控制，來(lái)控制天線指向衛(wèi)星目標(biāo)。

35、第三方面，本公開(kāi)還提供一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

36、一個(gè)或多個(gè)處理器；

37、存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；

38、當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)以上任一所述的方法。

39、第四方面，本公開(kāi)還提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以上任一所述的方法。

40、（三）有益效果

41、本公開(kāi)實(shí)施例的有益效果在于，提供一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)計(jì)算步進(jìn)拉偏累積量，在軸系控制量生效前累加至控制量，使得天線逐步準(zhǔn)確指向衛(wèi)星目標(biāo)。本方案通過(guò)采用步進(jìn)拉偏法自跟蹤替代傳統(tǒng)的誤差電壓直接驅(qū)動(dòng)自跟蹤方法，解決了誤差電壓直接饋入伺服控制器過(guò)程中，引起控制量換向?qū)е滤欧到y(tǒng)震蕩，無(wú)法正常跟蹤衛(wèi)星目標(biāo)的問(wèn)題，顯著提升對(duì)于衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤的效果，提高天線伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置，得到軌道參考值，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，自跟蹤條件包括：

4.如權(quán)利要求3所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，判斷目標(biāo)信號(hào)是否滿足自跟蹤條件包括：

5.如權(quán)利要求1所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，開(kāi)啟自跟蹤包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，根據(jù)自跟蹤參數(shù)計(jì)算得到步進(jìn)拉偏累積量包括：

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法，其特征在于，根據(jù)步進(jìn)拉偏累積量，結(jié)合軌道參考值得到控制量包括：

8.一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)提供一種基于步進(jìn)拉偏的衛(wèi)星目標(biāo)自跟蹤方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星軌道的插值位置，得到軌道參考值；判斷目標(biāo)信號(hào)是否滿足自跟蹤條件，如果滿足自跟蹤條件，則開(kāi)啟自跟蹤；根據(jù)自跟蹤參數(shù)計(jì)算得到步進(jìn)拉偏累積量；根據(jù)步進(jìn)拉偏累積量，結(jié)合軌道參考值得到控制量；按照控制量在軸系進(jìn)行控制，來(lái)控制天線指向衛(wèi)星目標(biāo)。該方案能夠消除使用誤差電壓直接驅(qū)動(dòng)自跟蹤時(shí)天線控制器輸出不當(dāng)導(dǎo)致天線震蕩的情況，優(yōu)化天線的跟蹤性能。

技術(shù)研發(fā)人員：韓沛文,董寅騰,周歡,劉天明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航天馭星科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6