XW-ADU7610在車載衛星動中通中的應用

2009年03月13日 11:34:57人氣：2745來源：北京星網宇達科技開發有限公司

【引言】

載體在移動過程中，由于其姿態和地理位置發生變化，會引起原對準衛星天線偏離衛星，使通信中斷，因此必須對載體的這些變化進行隔離，使天線不受影響并始終對準衛星。這就是天線穩定系統要解決的主要問題，也是移動載體進行不間斷衛星通信的前提。

1. 動中通的工作原理

“動中通”自動跟蹤系統是在初始靜態情況下，由GPS、經緯儀、捷聯慣導系統測量出航向角、載體所在位置的經度和緯度及相對水平面的初始角，然后根據其姿態及地理位置、衛星經度自動確定以水平面為基準的天線仰角，在保持仰角對水平面不變的前提下轉動方位，并以信號極大值方式自動對準衛星。在載體運動過程中，測量出載體姿態的變化，通過數學平臺的運算，變換為天線的誤差角，通過伺服機構調整天線方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過程中天線對星在規定范圍內，使衛星發射天線在載體運動中實時跟蹤地球同步衛星。該系統跟蹤方式有自跟蹤和慣導跟蹤兩種。自跟蹤是依靠衛星信標進行天線閉環伺服跟蹤；慣導跟蹤是利用陀螺慣導組合敏感載體的變化進行天線跟蹤。這兩種跟蹤可根據現場情況自動切換。當系統對星完畢轉入自動跟蹤后，以自跟蹤方式工作；與此同時，慣導系統也進入工作狀態，并不斷輸出天線極化、方位和俯仰等數據。當由于遮擋或其它原因引起天線信標信號中斷時，系統自動切換到慣導跟蹤方式。同時，利用*的移動衛星通信系統傳輸廣播電視信號，達到現場轉播效果。

2. 應用產品介紹

XW-ADU7610是由北京星網宇達科技開發有限公司自主開發并生產的一款高精度姿態方位組合導航系統。它有別于一般的GPS/INS產品，XW-ADU7610采用兩個高精度高動態的GPS接收機作為衛星信號傳感器，利用載波相位差分技術和快速求解整周模糊度技術，可計算運動載體的方位角；并加以慣性測量技術輔助測姿導航。由于XW-ADU7610設計時融合了雙GPS定位定向、單GPS定位定向及自尋北技術，在內部采用了星網宇達的擇優算法，所以該系統在只有一個GPS接收天線時仍然能達到相同的測量精度，而且當GPS信號受到干擾后，不論GPS失鎖時間多久，系統均能輸出高精度的數據。

由于慣性導航具有不依賴外界信息、隱蔽性好、抗干擾性強、全天候工作等優點，一種能夠提供多種導航參數，*自主的導航系統。但它的精度隨時間而變化，長時間工作會累積較大誤差，這使慣性導航系統不宜作長時間導航。而衛星定位系統具有較高的導航精度，但由于運動載體的機動變化，常使接收機不易捕獲和跟蹤衛星的載波信號，甚至對已跟蹤的信號失鎖。為發揮兩種技術的優勢，很多廠家采用高精度的慣性器件研制開發了GPS/INS組合導航系統。這些系統雖然性能較好，但價格昂貴，一般用戶難以承受。

而XW-ADU7610克服了單一器件的不足，充分發揮了GPS精度高、無累積誤差、無漂移、價格低和慣性產品動態性能好、抗*力強、不需外部信號源就能自主工作等特點，提高了系統整體的姿態方位測量精度、導航精度及實時跟蹤對準性能。經在海陸空多種環境試驗證明，在基線長2米時，航向和姿態精度均達0.1度，并且有效克服了偏流角帶來的航向誤差，是兼容多系統、相互補充、相互備份的全天候高可靠性姿態方位測量產品。

XW-ADU7610系統指標：

3. XW-ADU7610與法國OCTANS的對比試驗

為滿足衛星動中通天線的穩定和準確對星的需求，其核心技術就是需要對運動中的車輛進行的姿態測量，其尋北精度要求0.1度，姿態精度要求0.05度。滿足系統需求的產品國內外僅有幾家，并且成本很高，國外產品對我們還有出口限制。我們在用戶需求的基礎上推出了XW-ADU7610，經過長達半年的各種環境測試，產品*需求。實驗中我們與法國OCTANS（航向精度0.1度，姿態精度0.05度）進行了跑車比較試驗，結果表明在航向上我公司的產品優于法國的OCTANS，在姿態上兩個產品基本一致。測試數據曲線圖：

圖5 航向角

圖6 航向角局部放大

4.結論

通過對比試驗發現，北京星網宇達科技開發有限公司自主研發的XW-ADU7610姿態方位組合導航系統具有精度高、無累積誤差、保持時間長；動態性能好、全姿態工作、實時性高；不受磁場環境影響、無慣性漂移，抗干擾性強、可靠性高；可根據具體需求二次開發、優化組合，性價比高等等優點。它可為各類無人機、飛艇、衛星通信車、衛星遙感車、氣象雷達車、水文調查船、氣象觀測船、水面艦艇、科考船、火控系統、指揮控制系統、武器瞄準系統等提供高精度高可靠性的航向姿態測量數據，具有非常強的競爭力。

圖1 橫滾角

圖2 橫滾角局部放大

圖3 俯仰角

圖4 俯仰角局部放大

系統精度	航向精度		0.1°（2m基線）0.05°（4m基線） 0.025°（8m基線）
	姿態精度		0.05 （靜態） 0.1° （動態）
	位置精度		0.3m CEP DGPS；＜2m CEP autonom ous, no SA
	速度精度		0.02m/s
	數據更新速率		100Hz
主要器件性能	陀螺	量程	±200°/s	加速度計	量程	±10g
		零偏	0.01°/S		零偏	＜1mg
		零偏穩定性	0.0002°/S		零偏穩定性	0.03mg
		零偏重復性	100ppm		零偏重復性	0.03mg
	GPS	定位精度	2m
		速度精度	0.02m/s
		授時精度	50ns
接口特性	接口方式		RS-232（或RS-422可選）
	波特率		115200
物理指標	供電電壓		12VDC（或24VDC可選）
	工作溫度		-40℃～+85℃
	物理尺寸		144121146mm
	重量		＜3Kg

關鍵詞：控制系統加速度計

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