专利名称：载体旋转条件下判断卫星可见性的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种载体旋转条件下判断卫星可见性的方法和装置。
背景技术：
继GPS(Global Positioning System,全球定位系统)后,各国致力于研制自己的卫星导航系统，我国在北斗一代卫星导航系统的基础上，开创了北斗二号卫星导航系统的新局面，并取得了阶段性成果。然而，北斗卫星导航系统的发展却面临着众多挑战。为了开展北斗制导技术研究，旋转体制的设备在高速飞行的同时还进行高速旋转运动，导致旋转体制的设备的可见星数目、接收卫星导航信号的幅度、多普勒、载波相位快速变化，因此，对接收机的捕获、跟踪性能提出了更高的要求。现有技术中还没有在载体旋转的情况下，有效地判断卫星可见的方法。

发明内容
本发明的实施例提供了一种载体旋转条件下判断卫星可见性的方法和装置，以实现在载体旋转的情况下有效地判断卫星可见性。一种在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，包括建立载体坐标系，计算载体旋转角度，根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置；根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性。一在载体旋转条件下判断卫星可见性的装置，包括卫星位置获取模块，用于建立载体坐标系，计算载体旋转角度，根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置；卫星可见性判断模块，用于根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过建立载体坐标系，并将卫星在地平坐标系中的位置转换到载体坐标系，并计算卫星仰角，从而可以在载体旋转的情况下根据卫星仰角有效地判断卫星可见性。


图I为本发明实施例一提供的一种在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法的处理流程图；图2为本发明实施例二提供的一种在载体旋转条件下判断卫星可见性的装置的具体结构图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，以对本发 明实施例进行清楚、完整地描述人员。实施例一本发明实施例通过建立载体坐标系，并将卫星在地平坐标系中的位置转换到载体 坐标系，从而计算卫星仰角，根据卫星仰角判断卫星可见性。该实施例提供的在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法的处理流程如图1所 示，包括如下的处理步骤步骤11、建立载体坐标系。空间中的载体的高速旋转运动会造成载体对接收天线的遮挡，造成卫星可见性变 化，在载体旋转的同时，载体的接收信号的多普勒和信号功率也随之发生变化。本发明实施例建立的载体坐标系的原点0为旋转载体的天线相位中心，Y轴为载 体轴线方向，Z轴为载体天线所在方向，X轴与Y、Z轴构成右手直角坐标系。载体航向角、 俯仰角、横滚角分别为载体坐标系三个坐标轴与地平坐标系三轴的夹角。理论上认为天线 辐射的信号以天线相位中心为圆心，向外辐射。步骤12、计算载体旋转角度。设载体沿轴线方向顺时针转动，自旋角速度为《，角速度ー阶变率为《‘，角速 度ニ阶变率为，仿真时间间隔为At，则载体旋转角度，即横滚角a计算公式如下
权利要求
1.一种在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，其特征在于，包括建立载体坐标系，计算载体旋转角度，根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置；根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性。
2.根据权利要求I所述的在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，其特征在于，所述的建立载体坐标系，计算载体旋转角度，包括建立的载体坐标系的原点O为旋转载体的天线相位中心，Y轴为载体轴线方向，Z轴为载体天线所在方向，X轴与Y、Z轴构成右手直角坐标系，所述载体坐标系与地平坐标系之间的转动角度即为载体航向角、俯仰角和横滚角；设载体沿轴线方向顺时针转动，自旋角速度为ω，所述ω的一阶变率为ω '，所述ω 的二阶变率为ω"，仿真时间间隔为At，所述载体的旋转角度，即横滚角α计算公式如下
3.根据权利要求2所述的在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，其特征在于，所述的根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置，包括设地平坐标系下卫星位置为[e n u]T，载体坐标系原点在地平坐标系下的坐标为[e。η。 uJT，则基于所述载体的横滚角α，卫星在所述载体坐标系下的位置[χ y ζ]τ的计算公式如下
4.根据权利要求I或2或3所述的在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，其特征在于，所述的根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性，包括设卫星在所述载体坐标系下的位置为[X y ζ]τ，所述卫星在所述载体坐标系下的仰角计算公式如下
5.一在载体旋转条件下判断卫星可见性的装置，其特征在于，包括卫星位置获取模块，用于建立载体坐标系，计算载体旋转角度，根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置；卫星可见性判断模块，用于根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性。
6.根据权利要求5所述的在载体旋转条件下判断卫星可见性的装置，其特征在于，所述的卫星位置获取模块包括载体旋转角度计算模块，用于建立载体坐标系，所述载体坐标系的原点O为旋转载体的天线相位中心，Y轴为载体轴线方向，Z轴为载体天线所在方向，X轴与Y、Z轴构成右手直角坐标系，所述载体坐标系与地平坐标系之间的转动角度即为载体航向角、俯仰角和横滚角；设载体沿轴线方向顺时针转动，自旋角速度为ω，所述ω的一阶变率为ω '，所述ω 的二阶变率为ω"，仿真时间间隔为At，所述载体的旋转角度，即横滚角α计算公式如下卫星位置计算模块，用于设地平坐标系下卫星位置为[e n u]T，载体坐标系原点在地平坐标系下的坐标为[e。n。uJT，则基于所述载体的横滚角α，卫星在所述载体坐标系下的位置[X y z]τ的计算公式如下其中，所述R为地平坐标系到载体坐标系的转换矩阵。
7.根据权利要求5或6所述的在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法，其特征在于， 所述的卫星可见性判断模块，还用于设卫星在所述载体坐标系下的位置为[X y ζ]τ，所述卫星在所述载体坐标系下的仰角计算公式如下设卫星屏蔽角为P ,则当0 > < >时，则判定所述卫星可见，当0 < < >时，则判定所述卫星不可见。
全文摘要
本发明涉及一种在载体旋转条件下判断卫星可见性的方法和装置，该方法主要包括建立载体坐标系，计算载体旋转角度，根据所述载体旋转角度计算所述载体坐标系下的卫星位置；根据所述载体坐标系下的卫星位置计算卫星仰角，将所述卫星仰角和设定的卫星屏蔽角进行比较，根据比较结果判断卫星可见性。本发明实施例通过建立载体坐标系，并将卫星在地平坐标系中的位置转换到载体坐标系，并计算卫星仰角，从而可以在载体旋转的情况下根据卫星仰角有效地判断卫星可见性。
文档编号G01S19/24GK102590831SQ20121003177
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者刘学维, 童长海, 郑瑞锋 申请人:北京华力创通科技股份有限公司