船载动中通天线在渔船上应用
打电话、发朋侪圈、刷微博、看视频 ，现在的手机已经成为我们生涯习惯的一部分。但在没有网络信号的大海上 ，这些看似寻常的生涯习惯 ，却是一种奢侈。
渔民出海打渔 ，只能靠海事卫星电话与陆地上的亲人联系 ，高额的话费让渔民消耗不起 ，手机也成了“安排”。
不过现在浙江舟山的渔民们却很幸福 ，他们只需要在船上装上一个银白相间、形状似“锅”的产品 ，当渔船在海上航行时 ，通讯终端就可以吸收到卫星发射的信号 ，将其转化为WiFi信号 ，之后就可以直接畅享互联网 ，寓目视频直播 ，使用微信 ，并且用度还很低。
“这个‘锅’叫船载动中通天线。”项目认真人、北京星网卫通科技开发有限公司总司理徐烨烽告诉记者 ，动中通天线能够实现实时、高宽带、无中止地转达图像、视频、语音等多媒体信息 ，是应急通讯、无邪通讯、边远地区通讯的最优选择。
近年来 ，由徐烨烽、张仲毅等手艺人才向导的研发团队 ，依托自身在北斗和惯性等领域的手艺优势 ，自力自主研制开发了基于惯性/北斗的动中通天线跟踪指向系统 ，突破了动中通天线自动寻星手艺、低本钱惯性测姿手艺、动中通天线稳固跟踪手艺等要害手艺 ，有用提升了产品性能 ，并大幅降低了使用本钱 ，推动了移动卫星通讯天线的工业化应用。在2017年度北京市科学手艺奖评选中 ，该项目荣获二等奖。
不过现在浙江舟山的渔民们却很幸福 ，他们只需要在船上装上一个银白相间、形状似“锅”的产品 ，当渔船在海上航行时 ，通讯终端就可以吸收到卫星发射的信号 ，将其转化为WiFi信号 ，之后就可以直接畅享互联网 ，寓目视频直播 ，使用微信 ，并且用度还很低。
“这个‘锅’叫船载动中通天线。”项目认真人、北京星网卫通科技开发有限公司总司理徐烨烽告诉记者 ，动中通天线能够实现实时、高宽带、无中止地转达图像、视频、语音等多媒体信息 ，是应急通讯、无邪通讯、边远地区通讯的最优选择。
近年来 ，由徐烨烽、张仲毅等手艺人才向导的研发团队 ，依托自身在北斗和惯性等领域的手艺优势 ，自力自主研制开发了基于惯性/北斗的动中通天线跟踪指向系统 ，突破了动中通天线自动寻星手艺、低本钱惯性测姿手艺、动中通天线稳固跟踪手艺等要害手艺 ，有用提升了产品性能 ，并大幅降低了使用本钱 ，推动了移动卫星通讯天线的工业化应用。在2017年度北京市科学手艺奖评选中 ，该项目荣获二等奖。
研制高性价比的伺服跟踪系统
“您所拨叫的用户不在服务区”。在生涯中 ，由于没有通讯信号我们无意会遇到这样的情形 ，但在卫星通讯眼前 ，这都不是事。
“所谓站得高 ，才华看得远” ，区别于地面移动通讯网络笼罩方法 ，卫星通讯不受地面情形影响 ，无论您身处那里都可以自由地与外界举行无障碍通讯。
尤其是当爆发地动、洪水、台风等自然灾难时 ，通例的地面通讯可能遭到破损 ，经常导致通讯拥挤、梗塞、中止、瘫痪等差别水平的通讯障碍 ，灾情信息无法快速准确获取 ，在一定水平上制约了应急指挥、决议。因此 ，建设无邪无邪、清静可靠、规模适度的抢险应急动中通卫星通讯系统就十分须要。
动中通天线是使用地球同步卫星作为中转站 ，在我们一样平常所见的移动载体平台（如运动中的车、船、飞机等）上依然能够实时准确瞄准天上的卫星 ，从而实现高可靠性、高带宽的通讯。据相识 ，现在动中通天线已经成为移动卫星通讯终端中不可或缺的要害产品。
“天上卫星资源欠缺和地面通讯终端价钱贵、可靠性差等因素 ，一定水平上制约了宽带卫星通讯的生长。”徐烨烽说。
据悉 ，宽带卫星通讯的条件是地面的卫星天线始终准确瞄准天上的通讯卫星 ，但在地面载体移动历程中 ，由于其姿态和地理位置爆发转变 ，会引起原瞄准卫星天线偏离卫星 ，使通讯中止 ，因此必需对载体的这些转变举行隔离 ，使天线不受影响并始终瞄准卫星。
“移动载体需要不中止地跟踪瞄准卫星 ，这很是难 ，就好比针尖对麦芒。”徐烨烽说。
另外 ，高昂的本钱也限制了卫星通讯的生长。其中 ，伺服跟踪系统是手艺要害 ，也是本钱最高的地方。徐烨烽告诉记者 ，一样平常伺服跟踪系统有两种解决计划。途径一是高精度光纤惯性导航 ，虽然丈量精度很高 ，但本钱极高 ，一样平常用户很难遭受 ，渔民更是只能望洋兴叹；途径二是接纳低本钱MEMS陀螺加卫星信标信号 ，通过信标信号修正提升系统精度 ，使得系统在确保跟踪性能的情形下整体本钱大幅度降低。
“其中定位测姿系统、机械传动系统、稳固跟踪系统约占动中通天线总本钱的70%。我们的研发思绪就是要研制高性价比的伺服跟踪系统。”徐烨烽先容道。
“所谓站得高 ，才华看得远” ，区别于地面移动通讯网络笼罩方法 ，卫星通讯不受地面情形影响 ，无论您身处那里都可以自由地与外界举行无障碍通讯。
尤其是当爆发地动、洪水、台风等自然灾难时 ，通例的地面通讯可能遭到破损 ，经常导致通讯拥挤、梗塞、中止、瘫痪等差别水平的通讯障碍 ，灾情信息无法快速准确获取 ，在一定水平上制约了应急指挥、决议。因此 ，建设无邪无邪、清静可靠、规模适度的抢险应急动中通卫星通讯系统就十分须要。
动中通天线是使用地球同步卫星作为中转站 ，在我们一样平常所见的移动载体平台（如运动中的车、船、飞机等）上依然能够实时准确瞄准天上的卫星 ，从而实现高可靠性、高带宽的通讯。据相识 ，现在动中通天线已经成为移动卫星通讯终端中不可或缺的要害产品。
“天上卫星资源欠缺和地面通讯终端价钱贵、可靠性差等因素 ，一定水平上制约了宽带卫星通讯的生长。”徐烨烽说。
据悉 ，宽带卫星通讯的条件是地面的卫星天线始终准确瞄准天上的通讯卫星 ，但在地面载体移动历程中 ，由于其姿态和地理位置爆发转变 ，会引起原瞄准卫星天线偏离卫星 ，使通讯中止 ，因此必需对载体的这些转变举行隔离 ，使天线不受影响并始终瞄准卫星。
“移动载体需要不中止地跟踪瞄准卫星 ，这很是难 ，就好比针尖对麦芒。”徐烨烽说。
另外 ，高昂的本钱也限制了卫星通讯的生长。其中 ，伺服跟踪系统是手艺要害 ，也是本钱最高的地方。徐烨烽告诉记者 ，一样平常伺服跟踪系统有两种解决计划。途径一是高精度光纤惯性导航 ，虽然丈量精度很高 ，但本钱极高 ，一样平常用户很难遭受 ，渔民更是只能望洋兴叹；途径二是接纳低本钱MEMS陀螺加卫星信标信号 ，通过信标信号修正提升系统精度 ，使得系统在确保跟踪性能的情形下整体本钱大幅度降低。
“其中定位测姿系统、机械传动系统、稳固跟踪系统约占动中通天线总本钱的70%。我们的研发思绪就是要研制高性价比的伺服跟踪系统。”徐烨烽先容道。
立异的寻星算法
古板的卫星天线主要依赖高精度惯性导航系统给出的位置及姿态角信息来盘算天线的寻星指令角 ，以此控制天线瞄准卫星。
可是 ，这种计划对惯导系统的要求较高 ，为了确保天线能够锁定最大的卫星信号 ，惯导系统的自主寻北精度必需抵达0.1°以上 ，而云云高精度的惯导系统的本钱已远远凌驾移动卫星通讯天线自己的本钱 ，这是大大都研制单位和用户无法遭受的。
“为了有用地降低本钱 ，必需选用低精度的惯导系统 ，而低精度惯导无法自主寻北输出准确的航向 ，因此 ，天线无法获得准确的对星指令角。”徐烨烽说。
为相识决基于低精度惯导的移动卫星通讯天线初始化问题 ，现在大大都研制单位均接纳天线方位轴0°—360°扫描加卫星信标信号峰值识别手艺来实现天线寻星 ，但不可很好地解决动中通天线怎样使用寻星的辅助信息在差别姿态下 ，盘算惯导系统初始航向的难题。
“现在已有要领主要接纳平面解算算法 ，预计获得的惯导航向误差较大 ，从而使得移动卫星通讯天线的跟踪性能大大降低。”徐烨烽说。
针对上述手艺问题 ，研发团队提出一种移动卫星通讯天线的初始化要领 ，该要领使用天线方位轴0°—360°扫描来寻找卫星 ，再通过完整的三维坐标转换加迭代递进的算法来预计低精度惯导系统的初始航向角。由于这种要领具有较好的情形顺应性 ，可适用于载体在恣意姿态角下的初始寻星历程 ，初始化竣事后 ，使用寻星辅助信息推算获得的惯导系统的初始航向精度可抵达0.1°以上。
“相比现有的基于平面坐标推算的初始化算法 ，本项目提出的要领可以在恣意姿态情形中准确地预计载体惯导系统的初始航向 ，从而确保天线在初始化竣事后可以准确地跟踪卫星。”徐烨烽说。
同时 ，项目团队立异性地设计了一种北斗/惯性组合导航和伺服稳固跟踪一体化要领 ，提高系统集成度和控制精度。古板的组合导航系统一样平常作为自力部件通过外购方法来解决 ，姿态丈量与伺服控制作为两个分系统各自自力运行。这样便会带来伺服系统延迟大、同步性差、开环控制误差发散等缺陷 ，在高动态情形下系统控制精度无法提高等问题。
针对该问题 ，研发团队使用单CPU实现导航算法与控制算法的一体化运行 ，镌汰了导航系统与控制系统之间数据交互的延迟 ，大大提升了控制系统带宽 ，解决了高动态情形跟踪精度难以提高的难题。
可是 ，这种计划对惯导系统的要求较高 ，为了确保天线能够锁定最大的卫星信号 ，惯导系统的自主寻北精度必需抵达0.1°以上 ，而云云高精度的惯导系统的本钱已远远凌驾移动卫星通讯天线自己的本钱 ，这是大大都研制单位和用户无法遭受的。
“为了有用地降低本钱 ，必需选用低精度的惯导系统 ，而低精度惯导无法自主寻北输出准确的航向 ，因此 ，天线无法获得准确的对星指令角。”徐烨烽说。
为相识决基于低精度惯导的移动卫星通讯天线初始化问题 ，现在大大都研制单位均接纳天线方位轴0°—360°扫描加卫星信标信号峰值识别手艺来实现天线寻星 ，但不可很好地解决动中通天线怎样使用寻星的辅助信息在差别姿态下 ，盘算惯导系统初始航向的难题。
“现在已有要领主要接纳平面解算算法 ，预计获得的惯导航向误差较大 ，从而使得移动卫星通讯天线的跟踪性能大大降低。”徐烨烽说。
针对上述手艺问题 ，研发团队提出一种移动卫星通讯天线的初始化要领 ，该要领使用天线方位轴0°—360°扫描来寻找卫星 ，再通过完整的三维坐标转换加迭代递进的算法来预计低精度惯导系统的初始航向角。由于这种要领具有较好的情形顺应性 ，可适用于载体在恣意姿态角下的初始寻星历程 ，初始化竣事后 ，使用寻星辅助信息推算获得的惯导系统的初始航向精度可抵达0.1°以上。
“相比现有的基于平面坐标推算的初始化算法 ，本项目提出的要领可以在恣意姿态情形中准确地预计载体惯导系统的初始航向 ，从而确保天线在初始化竣事后可以准确地跟踪卫星。”徐烨烽说。
同时 ，项目团队立异性地设计了一种北斗/惯性组合导航和伺服稳固跟踪一体化要领 ，提高系统集成度和控制精度。古板的组合导航系统一样平常作为自力部件通过外购方法来解决 ，姿态丈量与伺服控制作为两个分系统各自自力运行。这样便会带来伺服系统延迟大、同步性差、开环控制误差发散等缺陷 ，在高动态情形下系统控制精度无法提高等问题。
针对该问题 ，研发团队使用单CPU实现导航算法与控制算法的一体化运行 ，镌汰了导航系统与控制系统之间数据交互的延迟 ，大大提升了控制系统带宽 ，解决了高动态情形跟踪精度难以提高的难题。
系统性能比肩国际领先产品
“这套系统性能在一次国家级的果真招标测试中名列第一 ，系统性能比肩国际领先产品。”徐烨烽自豪地说。
据相识 ，北京星网卫通科技开发有限公司已研发了近十款差别型号的新型产品 ，面向海上渔船等新兴市场 ，取得了优异的市场占有率。
“我们的产品已经用于多个行业和单位。”徐烨烽说 ，“在2013年爆发的四川芦山地动中 ，我们的‘动中通’卫星通讯车能够在地面通讯系统瘫痪的情形下实时地将现场的图像、语音、数据传送到地面指挥中心。”
同时 ，高精度的北斗导航系统为动中通、便携站等种种移动卫星通讯装备提供了高精度的定位导航信息 ，与卫星信标及惯性导航手艺融合实现了高精度的卫星跟踪和伺服稳固性能。缩短了初始对星时间 ，提高了跟踪精度 ，完全挣脱了对GPS及其它卫星导航系统的依赖。
北斗导航系统与卫星通讯系统的融合应用 ，为推动高精度北斗导航系统的工业化应用创立了一条新的途径。实现了高精度北斗导航系统在高附加值、高手艺含量的工业化项目中的批量应用。
近年来 ，北京市在市场准入、要素供应、降低本钱、产权�；ぁ⒐卜竦确矫媸笛榱艘幌盗兄С终� ，勉励、支持和指导民营经济一连康健生长。以北京星网卫通科技开发有限公司为代表的一批民营科技企业迎来了主要的生长时机期 ，并展现出实力强、活力足、业态新、孝顺大、辐射广等突出特点 ，成为了推动首都高质量生长的主要力量。
“我们的产品已经用于多个行业和单位。”徐烨烽说 ，“在2013年爆发的四川芦山地动中 ，我们的‘动中通’卫星通讯车能够在地面通讯系统瘫痪的情形下实时地将现场的图像、语音、数据传送到地面指挥中心。”
同时 ，高精度的北斗导航系统为动中通、便携站等种种移动卫星通讯装备提供了高精度的定位导航信息 ，与卫星信标及惯性导航手艺融合实现了高精度的卫星跟踪和伺服稳固性能。缩短了初始对星时间 ，提高了跟踪精度 ，完全挣脱了对GPS及其它卫星导航系统的依赖。
北斗导航系统与卫星通讯系统的融合应用 ，为推动高精度北斗导航系统的工业化应用创立了一条新的途径。实现了高精度北斗导航系统在高附加值、高手艺含量的工业化项目中的批量应用。
近年来 ，北京市在市场准入、要素供应、降低本钱、产权�；ぁ⒐卜竦确矫媸笛榱艘幌盗兄С终� ，勉励、支持和指导民营经济一连康健生长。以北京星网卫通科技开发有限公司为代表的一批民营科技企业迎来了主要的生长时机期 ，并展现出实力强、活力足、业态新、孝顺大、辐射广等突出特点 ，成为了推动首都高质量生长的主要力量。
