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GB11299.15-89.rar
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中华人民共 和国国家标准 卫星通信地球站无线电设备测量方法 第三部分分系统组合测量 第五节天线跟踪和控制 GB 1 1 2 9 9 门 5 一 8 9 Me t h o d s o f me a s u r e me n t f o r r a d i o e q u i p me n t u s e d i n s a t e l l i t e e a r t h s t a t i o n s P a r t 3 ; Me t h o d s o f me a s u r e me n t f o r c o mb i n a t i o n s o f s u b - s y s t e ms S e c t i o n F i v e - A n t e n n a t r a c k i n g a n d c o n t r o l 本标准是 卫星通信地球站无线电设备测量方法 系列标准之 一 。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了对地静止卫星通信地球站天线的指向精度、 跟踪精度、 指示精度等基本测量方法 本标准适用于各种类型的对地静止卫星通信地球站天线跟踪和控制的测量 2 引言 通常用指向精度和跟踪精度两个参数来表示卫星通信地球站天线的定位精度( 见参考资料1 ) 测量时可 选用商品化测量设备. 如， 经纬仪、 接收电平指示装置等。 但应保证其性能足以完成所述测 量， 而选用的星历表或信号塔相对地球站天线位置值等， 其精度应高于被测项目精度一个量级 由于卫星目 标离地球太远， 用肉 眼和 一 般仪器无法观测。因此， 本标准规定的指向精度和跟踪精度 采用相对测量方法。测量中所用的光学固定目 标应足够远， 经纬仪轴应尽量靠近天线旋转中心 3 指向精度 3 . 1 定义 卫星通信地球站天线波束中心轴( 电轴) 指向卫星后， 天线波束中心轴的指向( 角度读出设备指示 值) 与应有的地球站天线波束中心指向之间的角度差。 3 . 2 测量方法 通常采用星历表法或信号塔法来测量， 测量设备配置如图1 所示。 测量步骤: a . 天线控制系统将天线电轴指向目 标( 卫星或信号塔) 。若接收电平指示装置指不的信号( 信标、 导频信号或信号源信号) 为最大， 此时认为天线波束中心已对准目 标。 b . 在角度读出设备上读出方位角( 或仰角) 读数X c . 在较短时间内( 在该时间内卫星飘移引起的误差可以忽略) ， 重复上述步骤a , b 项得到一组( X . . . . . . X) 方位角( 或仰角) 读数。 d . 用( 1 ) 式求出天线方位指向精度I T - 或仰角指向精度 IT - 中华人民共和国电子工业部1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 批准1 9 9 0 一 0 1 一 0 1实施 GB 1 1 2 9 9 . 1 5 - - 8 9 Z ( X , 一 X a) 2 a - ( 或“ p : ) 一 刁 一 t( 度 ) ， 。 式中:Xo用星历表法时为卫星星历表上给出的卫星方位角( 或仰角) ; 用信号 塔法时为 信号 塔扣对 地球站天线的方位角( 或仰角) . 单 位为度; 。 测童次数， ， ， 应不少于 2 0 次。 则天线指向精度为: O p = V衅, +1 2P F: ( 度) 。 。 ( 竺 3 . 3 结果表示法 测量结果以表 1 形式表示 表 I 方位指向精度( a m ) 度 仰角指向精度( 。 二 ) 度 指向精度( 。 。 ) 度 3 . 4 要规定的细节 当要求进行本项测量时 系统所要求的指向精度 ， 设备技术条件中应包括下列内容 4 跟踪精度 4 . 1 定义 卫星通信地球站天线对卫星实施自 动跟踪后， 地球站天线波束中心轴( 电轴) 的指向与 应有的地球 站天线波束中心指向之间的角度差。 4 . 2 测量方法 通常采用光学经纬仪法或电平跌落法 4 . 2 . 1 光学经纬仪法 测量设备配置如图2 所示。 测量步骤: a . 天线控制系统以手动工作方式将夭线对准卫星， 使接收电平指示装置所指示卫星信标信号( 或 导频信号) 为最大。 或者用自动跟踪方式跟踪卫星使接收信标信号( 或导频信号) 为最大。 此时认为天线 波束中心已对准卫星。 b . 将光学经纬仪对准远方光学固定目 标， 使光学固定目 标处于光学经纬仪十字中心. 读出厂记 卜 光学经纬仪的方位角( 或仰角) 读数X . ; , c . 用手控方式将天线方位( 或仰角) 偏离某一 角度( 该角度应小于天线控制系统的截获范M 1 ) . 然 后使天线控制系统置于自动跟踪状态， 天线对卫星目标实现自 动跟踪。 当天线控制系统的跟踪进人稳定 状态后， 在经纬仪角度读数盘上读出光学十字中心和光学固定日 标在方位( 或仰角) 上的偏差角A X一 X , -X ， 其中X . 为每次跟踪后口 标在经纬仪_ 的方位角( 或仰角) 读数。 d . 重复上述步骤a , b 和c 项， 次得到一组偏差角 X ; 数据。 e . 用( 3 ) 式求出夭线方位跟踪精度U T 、 或仰角跟踪精度U T e 艺( A x一 X ) 2 C T A 或 丁: 一 阅凡 一1 ( 度) ， 一 i G B 1 1 2 9 9 . 1 5 一8 9 式中 4 _ 2 : A X = 生 乙A x , ， n口 书叹 单位为度; 。 测量次数, n 应不少于 2 0 次。 则天线跟踪精度为 口 T =V Q f A +。 8Q f E ( 度 ) . (4) 2 电平跌落法 测量设备配置如图3 所示。 测量步骤: a天线控制系统以手动工作方式将天线对准卫星。若接收电平指示装置所指示的卫星信标信号 ( 或导频信号) 电压U 、 为最大U , m 。 二 ， 此时认为夭线波束中心已对准卫星 用手控方式将天线方位角和/ 或仰角偏离某一 角度( 该角度应在天线控制系统的截获范围内) 。 使天线控制系统处于自动跟踪状态。 当天线跟踪进入稳定状态后， 测出接收电平指示装置指示 的卫星信标信号( 或导频信号) 电平跌落值 A u l , d . 重复上述步骤a , b 和c 项， 次， 可得到一组A U , ， 值。 将电平跌落值归 化。 E , = 曰. / U。 、 5) 然后将电一平 跌落值按( 6 ) 式折算成角误差 见参考资料 。 A x ; =e 0 . , V一1 . 6 6 0 7 t o g,E , ( 度) ， ( 6) 式中: 0 ,天线实际波束宽度， 单位为度。 由( Z 、( 或。 。 ) 一 刁上 立n一 一 渡) ， ， ， ， ， ( “ ) 式中: 。 测量次数， ， 应不少f2 0 次。 5 . 4 结果表示法 测量结果以表 3 形式表示。 表 3 方位指示精度 仰角指示精度 5 . 5 要规定的细节 当要求进行本项M il 量时， 设备技术条件中应包括下 列内 容 系统要求的指示精度。 6 天线运动速度 6 . 1 定义 单位时间内卫星通信地球站天线方位轴或俯仰轴旋转的角度。 6 . 2 一般考虑 对于具有调速特性的驱动系统将测出最大和最小速度。对不具有调速特性的驱动系统将测出驱动 范围内的平均速度。 6 . 3 测量方法 6 . 3 . 1 最大速度 将天线驱动控制装置置于准备状态， 调整驱动控制电压到电机额定电枢电压。 1 f = 在天线位置指 示器上 读出天线位置( 方位角或仰角) 。 c H 1 1 2 9 9 . 1 5 一 8 9 b . 将天线驭动控制装置置于电机驱动状态， 按下 秒表， 记录时间和角度读数。 重复步骤b 项多次， 选取其中的最小运动速度作为最大速度。 最小速度 C八了 a . 将天线驱动控制装置置于准备状态， 调整驱动控制电压到天线能均匀旋转时的电枢电压最小 并在天线位置指示器上读出天线位置( 方位角或仰角) 。 b . 将天线驱动控制装置置于电机驱动状态， 按下秒表， 记录时间和角度读数 勺口。 已值 c 6 . 3 . 3 a 重复步骤 b 项多次， 选取最大运动速度作为最大速度 平均速度 将天线驱动控制系统置于准备状态， 秒表置丁“ 。 ” 秒， 记下天线起始方位角( 或仰角) 值 在起动秒表的同时加上驱动电压， 使天线在方位( 或俯仰) 上转动一分钟， 切断驱动电压使天线 停转， 记下天线方位角( 或仰龟) 值， 并计算出天线在一分钟内所转动的方位角( 或仰角) 值X 重复上述步骤a 和b 项n 次， 得到一组天线在一分钟内转动的方位角( 或仰角) 值。 用( 9 ) 式计算天线平均运动速度: c.止 牛X b O n:曰 ( 度 / 秒) “ ( 9) 式中: X ; 方位角( 或仰角) 值， 度; n 一 一测量次 数。 6 . 4 结果表示法 测量结果用文字叙述。 6 . 5 要规定的细节 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括下列内容: 系统要求的天线运动速度。 了 天线运动范围 了1 定义 夭线方位轴和俯仰轴在方位平面和俯仰平面内所能运动的范围。 了 . 2 测量方法 a . 驱动夭线到方位的左、 右限位置， 并在方位指示器 E 观测天线运动范围。 b . 驱动天线到俯仰的上、 下极限位置， 并在仰角指示器上观测天线运动范围。 c . 对方位面上， 分数个交叠驱动的天线， 可分别测出各段的运动范围， 叠加后扣除交叠角， 即为天 线方位运动范围U 7 . 3 结果表示法 测得的结果用文字叙述， 单位为度。 7 . 4 要规定的细节 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括下列内容: 系统要求的夭线运动范围。 8 参考资料 ( 1 ) 国际无线电咨询委员会( C C I R ) “ 卫星通信手册” ( 固定卫星业务) 1 9 8 5 年出版。 ( 2 ) 雷达系统分析( R A D A R S Y S T E M A N A L Y S I S 1 9 6 4 版) 。 ( 3 ) 雷达精度分析 1 9 7 9 . 8 出版。 ( 4 ) “ R F D e s s i n g c o m m u n i c a t i o n s a t e l l i t e E a r t h s t a t i o n ( p a r t 3 ) “ Mi c r o w a v e J u l y 1 9 6 7 . 7 , 飞 77 G B 1 1 2 9 9 . 1 5 一 8 9 目标 2 若 天线控制系统夔动装置 天线指示装置轴角传慈器信号电平指示装置 图 1 天线指向精度测量设备配置 1 1 星 图 2 采用光学经纬仪法测量跟踪精度的设备配置 黑 z产 图 3 利用电平跌落法测量跟踪精度的设备配置 1 78 GB 1 1 2 9 9 . 1 5 一 8 9 固定目标光学经纬仪 图 4 天线指示精度测量设备配置 1 w G B 1 1 2 9 9 . 1 5 一8 9 附录A 天线定位精度简析 ( 补充件) 根据参考资料( 1 ) , ( 3 ) , ( 4 ) 指向精度受下列因素的限制: a . 机械轴及电轴未对准引起的误差。主要包括轴系误差及电轴和机械轴不匹配误差 b . 角度读出误差及该装置的零位标定误差。 c . 由于天线结构( 和底座) 变形， 风、 重力和热效应引起的误差。 d . 伺服系统误差是由风、 重力、 伺服噪声和不灵敏区等因素引起的传动误差和伺服控制误差. 以 及由目 标运动引起的动态滞后误差。 跟踪精度受下列因素的限制: a天线波束( 电轴) 的偏移， 该误差由频率飘移、 结构变形等引起( 在单脉冲工作时， 还有振幅不平 衡和相位不一致的电轴飘移) ; b . 由于步距和信号电平测量所引起的误差( 对步进跟踪方式) ; c . 由于传播变化和卫星信号不
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