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衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍大、通信方式靈活多樣、質(zhì)量高、容量大、組網(wǎng)迅速以及基本不受地理和自然環(huán)境限制等一系列優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代信息傳輸中占有越來(lái)越重要的地位。

衛(wèi)星通信基站分固定基站和移動(dòng)基站，能夠在行進(jìn)中連續(xù)通信的移動(dòng)基站通常被稱為“動(dòng)中通”，根據(jù)載體的不同，分為機(jī)載動(dòng)中通、車載動(dòng)中通和船載動(dòng)中通。為了能夠有效抑止載體搖擺、顛簸、震動(dòng)及航向變化等因素帶來(lái)的擾動(dòng)，保持天線精確對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，達(dá)到在運(yùn)動(dòng)中通信的目的，必須引入天線穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

目前常用的天線穩(wěn)定方法為陀螺穩(wěn)定平臺(tái)隔離法。就是利用慣性姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)建立一個(gè)坐標(biāo)基準(zhǔn)——當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系，控制伺服系統(tǒng)使天線穩(wěn)定在當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系中，使之不受載體運(yùn)動(dòng)的干擾，這種系統(tǒng)稱為捷聯(lián)式陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)。這種方法穩(wěn)定性能較好，不易丟失信號(hào)，即使丟失，也可以快速找回。系統(tǒng)原理見圖1。

圖1 動(dòng)中通天線穩(wěn)定控制系統(tǒng)原理圖

慣性姿態(tài)測(cè)量的基本原理是將速率陀螺測(cè)得的角速率信號(hào)積分以得到角度（姿態(tài)角），利用重力場(chǎng)和地磁場(chǎng)的水平姿態(tài)信息和航向信息（用電子羅盤測(cè)量）作為姿態(tài)參考信息，并采用Kalman濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)與陀螺信號(hào)的數(shù)據(jù)融合，從而實(shí)時(shí)修正陀螺信號(hào)的漂移。



由于動(dòng)中通的不同用途，對(duì)天線穩(wěn)定控制精度要求也不一樣。以某型車載動(dòng)中通為例，其天線穩(wěn)定控制系統(tǒng)指標(biāo)如下：



工作范圍：方位0~720°，俯仰15°~75°

工作速度：72°/s

穩(wěn)定精度：±1°

天線波束寬度：3°

綜合考慮價(jià)格、實(shí)用性、可靠性等因素，多數(shù)動(dòng)中通研制單位都采用性價(jià)比很高的MEMS陀螺（單軸、雙軸或三軸）、電子羅盤（包括三軸磁場(chǎng)計(jì)和雙軸傾角計(jì)）構(gòu)成慣性姿態(tài)測(cè)量模塊的核心敏感元件。其中對(duì)陀螺儀的技術(shù)指標(biāo)一般要求如下：

量程：±(70～80)°/s

分辨率：0.1°/s

零偏穩(wěn)定性(長(zhǎng)期)：1°/s

線性度：0.5%F.S

帶寬：10Hz



西安中星測(cè)控基于MEMS技術(shù)的單軸陀螺、雙軸陀螺和三軸陀螺以及雙軸傾角計(jì)均是公司自主研制開發(fā)的高性能、低成本慣性傳感器，廣泛應(yīng)用于天線穩(wěn)定系統(tǒng)。此外，公司還代理銷售霍尼韋爾公司的電子羅盤、高精度磁場(chǎng)計(jì)等產(chǎn)品。推薦產(chǎn)品為：CS-ARS-02單軸角速率陀螺儀、CS-2ARS雙軸角速率陀螺儀、CS-3ARS-02B三軸角速率陀螺儀、CS-2TAS-02雙軸傾角計(jì)、HMR3000三軸數(shù)字羅盤、HMR2300三軸智能數(shù)字磁場(chǎng)計(jì)。