卫星电视移动接收系统控制电路的设计(3)
2.1.3 两者对星精度要求的差别
正是由于以上两个方面原因使得数字卫星电视的接收要求高于模拟卫星电视的接收要求，在同样条件下，在船和车上接收数字卫星电视与接收模拟卫星电视相比，对接收天线对准卫星的偏差要求有明显的区别。以接收口径2000mm的天线计算，在同样一3dB衰减条件下天线的指向偏差角度为:
电视C波段(即模拟卫星电视传输波段)天线指向角偏差为2.63度;
电视Ku波段(即数字卫星电视传输波段)天线指向角偏差为0.88度。
2.2 参考坐标系定义及坐标转换
2.2.1 参考坐标系
在研究运动载体的运动时，必须通过两套适当的坐标系之间的关系来实现。在本系统中，我们引入的是地理坐标系和载体坐标系这两个正交笛卡儿坐标系的
定义。
地理坐标系OXtYtZt，如图2.1所示。其原点位于运载体所在的点；Xt轴沿当地纬线指东；Yt轴沿当地子午线指北；Zt轴沿当地地理垂线指向上并与Xt与 Yt轴构成右手坐标系。其中Xt轴与Yt轴构成的平面即当地水平面；Yt轴与Zt轴构成的平面即为当地子午面。
图2.1 地理坐标系
载体坐标系OXbYbZb。如图2.2所示。其原点与载体的质心重合。对于车船等载体，Xb轴沿载体横轴指右；Yb轴沿载体纵轴指前；Zb轴沿载体竖轴并与Xb、Yb轴构成右手直角坐标系。
图2.2 载体坐标系
载体的俯仰(纵摇)角、横滚(横摇)角和航向(偏航)角统称为姿态角。运载体的姿态角就是根据载体坐标系的转角来确定的。
2.2.2 坐标转换
飞机、舰船、车等巡航式载体的姿态角是相对地理坐标系而确定的。如图2.3 ,假设初始时载体坐标系OXbYbZb。与地理坐标系OXtYtZt，对应各轴重合。载体坐标系的二个坐标轴如图中所示分别以三个角速度ψ,θ和γ依次相对地理坐标系转动，这样所得的各角度ψ,θ和γ就分别是载体的航向角、俯仰角和横滚角。
图2.3 地理坐标系到载体坐标系的旋转
按照上述规则转动出来的三个角度，可以说是欧拉角选取的一个实例。在推导船载移动卫星电视接收系统的算法过程中，需要用到地理坐标系 (t系)对载体坐标系(b系)的坐标转换矩阵。该坐标转换矩阵由式2.1给出。
（2-1）
必须注意的是，最终的坐标转换矩阵的形式与转动次序有关。如果转动次序不同，则最后得到的坐标转换矩阵也不同。
2.4 卫星移动通信系统工作原理
载体在运动过程中，由于姿态和地理位置发生变化，会使卫星天线的指向偏离卫星，造成通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使天线始终对准卫星，这是天线稳定系统要解决的主要问题，也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。
位置的经度和纬度及相对水平面的初始角。根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，逶过数学平台的运算，变换为天线的误差角，透过伺服系统调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中，天线对星在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。
跟踪方式有自动跟踪和惯导跟踪两种。自动跟踪是依靠卫星信标进行天线闭环伺服跟踪；惯导跟踪是利用陀螺惯导组合敏感载体的变化进行天线跟踪。这两种跟踪可根据现场情况自动切换。当系统对星完毕转入自动跟踪后，以自动跟踪方式工作；同时，惯导系统也进入工作状态，并不断输出天线极化、方位和俯仰等数据。当由于遮挡或其它原因引起天线信标信号中断时，系统自动切换到惯导跟踪方式。同时，利用先进的卫星移动透信系统传输广播电视信号，可完全达到现场转播效果。