一种卫星移动终端天线的丢星识别方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种卫星移动终端天线的丢星识别方法及装置。

背景技术

卫星移动终端天线在船舶上使用时，会受到以下各种外界因素影响：

1、码头吊机或附近船舶遮挡影响；

2、船上发动机运行引起甲板震动或是天线支架安装不稳定导致天线跟踪效果差；

3、船上天线周围存在雷达干扰、桅杆或其他遮挡物影响。

这些影响因素都会使卫星天线的信号强度下降，导致网络质量变差，严重情况甚至造成卫星信号丢失，严重影响用户带宽体验。

这些复杂的环境因素使得地球同步卫星通讯天线在船舶上的应用存在很大的维护难度。

现有的维护方法是通过工程技术人员在不知道天线因为哪种因素造成信号丢失的情况下，上船进行检修，效率比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星移动终端天线的丢星识别方法及装置，旨在解决现有的天线维护方法的效率较低的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种卫星移动终端天线的丢星识别方法，包括以下步骤：

寻找极化电机、俯仰电机、横滚电机和方位电机的原点位置，得到天线实际角度；

获取载体的经纬度坐标，并基于所述经纬度坐标及目标卫星经纬度坐标计算天线理论角度；

基于所述天线实际角度控制所述极化电机、所述俯仰电机、所述横滚电机和所述方位电机旋转，使得所述天线实际角度与所述天线理论角度的误差为0；

所述方位电机从初始化角度开始旋转，同时通过所述俯仰电机控制天线面保持在预设俯仰角度，得到卫星信号；

基于所述卫星信号对天线进行遮挡检测，得到雷达图分析图表。

其中，所述方法还包括：

对天线进行震动测试，得到震动方差值，并在所述震动方差值大于震动门限值时，发出震动告警。

其中，所述基于所述卫星信号对天线进行遮挡检测，得到雷达图分析图表，包括：

对所述卫星信号进行锁定跟踪，得到当前卫星信号强度和方位角度；

对所述天线进行遮挡检测，同时采用数组更新公式基于所述当前卫星信号强度和所述方位角度更新信号强度平均值，得到雷达图分析图表。

其中，所述数组更新公式为加权平均算法。

其中，所述方位电机的方位角度的范围为0-359.99°，控制精度为0.01°。

其中，所述方位角度值存储的范围为0-359°，步进为1°。

第二方面，本发明提供了一种卫星移动终端天线的丢星识别装置，包括天线底座支架、方位原点固定片、天线主控单元、GPS模块、极化电机、俯仰电机、横滚电机、方位电机、极化位置传感器、俯仰位置传感器、横滚位置传感器、方位位置传感器和惯导模块；

所述方位原点固定片与所述天线底座支架固定连接，并位于所述天线底座支架顶部；所述方位位置传感器与天线方位基座固定连接，当天线方位转动时，方位位置传感器将经过方位原点固定片；所述天线主控单元设置于所述方位位置传感器的一侧，所述GPS模块、所述极化电机、所述俯仰电机、所述横滚电机、所述方位电机、所述极化位置传感器、所述俯仰位置传感器、所述横滚位置传感器、所述方位位置传感器和所述惯导模块均与所述天线主控单元连接。

本发明的一种卫星移动终端天线的丢星识别方法，通过寻找极化电机、俯仰电机、横滚电机和方位电机的原点位置，得到天线实际角度；获取载体的经纬度坐标，并基于所述经纬度坐标计算天线理论角度；基于所述天线实际角度控制所述极化电机、所述俯仰电机、所述横滚电机和所述方位电机旋转，使得所述天线实际角度与所述天线理论角度的误差为0；所述方位电机从初始化角度开始旋转，同时通过所述俯仰电机控制天线面保持在预设俯仰角度，得到卫星信号；基于所述卫星信号对天线进行遮挡检测，得到雷达图分析图表，通过所述雷达图分析图表供客服人员分析故障，并给出工程技术人员更换天线安装点位、加固天线支架、天线维修等处理意见，方便工程技术人员上船维修解决问题，解决了现有的天线维护方法的效率较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种卫星移动终端天线的丢星识别方法的流程图。

图2是雷达图分析图表的示意图。

图3是本发明提供的一种卫星移动终端天线的丢星识别装置的结构示意图。

图4是本发明提供的一种卫星移动终端天线的丢星识别装置的模块示意图。

1-天线底座支架、2-方位原点固定片、3-天线主控单元、4-GPS模块、5-极化电机、6-俯仰电机、7-横滚电机、8-方位电机、9-极化位置传感器、10-俯仰位置传感器、11-横滚位置传感器、12-方位位置传感器、13-惯导模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图2，第一方面，本发明提供一种卫星移动终端天线的丢星识别方法，包括以下步骤：

S1寻找极化电机5、俯仰电机6、横滚电机7和方位电机8的原点位置，得到天线实际角度；

具体的，天线上电时，首先启动初始化程序，极化电机5、俯仰电机6、横滚电机7和方位电机8寻找原点位置。天线方位基座上装有一个方位位置传感器12作为相对于船首的方位旋转参考角度，方位电机8先带动方位位置传感器12旋转至方位原点固定片2位置，初始化电机方位角度为Aref，由于天线安装时，方位原点固定片2的方向相对于船首航向的位置不固定，所以对装船后的天线需要进行校准操作。

S2获取载体的经纬度坐标，并基于所述经纬度坐标及目标卫星的经纬度坐标计算天线理论角度；

具体的，等待GPS模块4获取载体的地理位置信息，根据载体的所述地理位置信息中的经纬度坐标及目标卫星的经纬度坐标计算出天线在当前地理位置下的理论天线角度。

S3基于所述天线实际角度控制所述极化电机5、所述俯仰电机6、所述横滚电机7和所述方位电机8旋转，使得所述天线实际角度与所述天线理论角度的误差为0；

具体的，所述方位电机8的转动角度范围可无限旋转。方位角度的范围为0-359.99°，控制精度为0.01°。

S4所述方位电机8从初始化角度开始旋转，同时通过所述俯仰电机6控制天线面保持在预设俯仰角度，得到卫星信号；

具体的，启动寻星扫描程序。方位电机8从方位原点固定片2的Aref角度开始旋转，电机角度范围为0～360°，当超出360°时，继续保持原旋转方向运行，记录角度从0开始，通过天线控制器软件处理，把当前角度值除以360取余数，这样天线方位旋转时，永远在0～360度范围内。俯仰电机6控制天线面保持理论俯仰角度，天线面在方位上每旋转一圈，则调整俯仰电机6在理论俯仰角度上增加或减少一个步进角度做微调，直至找到卫星信号并锁定跟踪。

S5基于所述卫星信号对天线进行遮挡检测，得到雷达图分析图表。

具体的，对所述卫星信号进行锁定跟踪，得到当前卫星信号强度和方位角度；对所述天线进行遮挡检测，同时采用数组更新公式基于所述当前卫星信号强度和所述方位角度更新信号强度平均值，得到雷达图分析图表。所述数组更新公式为加权平均算法。

天线锁定卫星后，主控线路板的MCU实时采集当前卫星信号强度Pnow和方位角度An。卫星信号强度检测可以是通过DVB调谐器、信标接收机或是调制解调器。主控MCU根据Pnow和An值，更新并存储信号强度平均值数组Pavg[An]，用于记录每个方位角度的信号强度平均值，An值已做了四舍五入取整处理，范围为0～359，步进为1°。数组Pavg[An]更新公式采用加权平均算法：Pavg[An]＝k*Pavg[An]+(1-k)*Pnow，其中k为权重系数，设置范围为0-1。

当天线受到大范围遮挡，完全失锁时，则停止Pavg[An]数组更新。

当天线重新在线时，运维人员可以通过后台网络获取Pavg[An]数组数据，生成雷达图分析图表。如下图所示，根据图表可以明显发现，在相对船首顺时针60°-90°角度范围内存在大面积完全遮挡。

S6对天线进行震动测试，得到震动方差值，并在所述震动方差值大于震动门限值时，发出震动告警。

具体的，在天线方位基座上固定有一个用于天线稳定跟踪用的惯导模块13，模块内部包含了一个加速度传感器和MCU，会实时采集外界载体传递过来的加速度，单位时间内采样得到n个加速度的值X

该数值大小间接反应了震动幅度的强弱。每个单位时间内的方差数据会传输至主控线路板的MCU处理单元进行分析，当方差值大于设定震动门限值时，启动告警，提示安装点位震动超限。运维人员可以根据震动告警，将该数值结果反馈给工程技术人员，提出加固天线支架或更换安装点位等意见。

请参阅图3至图4，第二方面，本发明提供了一种卫星移动终端天线的丢星识别装置，包括天线底座支架1、方位原点固定片2、天线主控单元3、GPS模块4、极化电机5、俯仰电机6、横滚电机7、方位电机8、极化位置传感器9、俯仰位置传感器10、横滚位置传感器11、方位位置传感器12和惯导模块13；

所述方位原点固定片2与所述天线底座支架1固定连接，并位于所述天线底座支架1顶部；所述方位位置传感器12与天线方位基座固定连接，当天线方位转动时，方位位置传感器12将经过方位原点固定片2；所述天线主控单元3设置于所述方位位置传感器12的一侧，所述GPS模块4、所述极化电机5、所述俯仰电机6、所述横滚电机7、所述方位电机8、所述极化位置传感器9、所述俯仰位置传感器10、所述横滚位置传感器11、所述方位位置传感器12和所述惯导模块13均与所述天线主控单元3连接。

在本实施方式中，所述天线底座支架1为天线和所述方位原点固定片2提供安装条件，通过所述天线主控单元3控制所述GPS模块4、所述极化电机5、所述俯仰电机6、所述横滚电机7、所述方位电机8、所述极化位置传感器9、所述俯仰位置传感器10、所述横滚位置传感器11、所述方位位置传感器12和所述惯导模块13的工作，所述GPS模块4用于获取载体的地理位置信息，所述极化电机5、所述俯仰电机6、所述横滚电机7和所述方位电机8用于调整所述天线的角度，所述极化位置传感器9、所述俯仰位置传感器10、所述横滚位置传感器11和所述方位位置传感器12用于分别检测所述极化电机5、所述俯仰电机6、所述横滚电机7和所述方位电机8的转动角度，所述惯导模块13用于对天线进行震动测试。

以上所揭露的仅为本发明一种卫星移动终端天线的丢星识别方法及装置较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。