901H天線構成與角度標校

李娜，魏帥

（1.佳木斯氣象衛星地面站，黑龍江佳木斯 154007；2.黑龍江省防雷中心，黑龍江哈爾濱 150030）

901H天線構成與角度標校

李娜1，魏帥2

（1.佳木斯氣象衛星地面站，黑龍江佳木斯 154007；2.黑龍江省防雷中心，黑龍江哈爾濱 150030）

1 引言

風云三號是實現全球、全天候、三維、定量、多光譜遙感的我國第二代極軌氣象衛星系列，在全球氣候變化背景下，臺風、暴雨、洪澇、雨雪、冰凍、高溫、干旱、雷電等極端天氣事件頻繁發生，防災減災、應對氣候變化需要風云三號氣象衛星具有更強的綜合觀測能力。901H天線是佳木斯衛星地面站的首要天線，為更好的實現衛星過境時的接收工作，每一步驟的準備工作都要非常認真。下面就天線構成和角度標校進行介紹。

2 天線構成

901 H天線采用標準的卡塞格倫天線，由主反射面和副反射面組成。主反射面為標準拋物面，副反射面為標準雙曲面。

主反射面口徑：Dm=12 000m

副反射面口徑：Ds=1 480m

機械結構子系統主要由天線反射體和天線座兩大部分組成。天線反射體由主反射體和副反射體組成；而天線座自上而下由俯仰軸系組合、方位軸系組合、第三軸系組合，以及驅動減速裝置、匯流裝置及安全保護裝置等部分組成（見圖1）。

3 角度標校

角度標校是提高測角精度、指向精度，保證準確捕獲目標的有效手段，角度標校包括標定和校準兩部分工作，通過標定給出系統誤差系數，校準是采取措施消除或減小誤差。對于L/X雙頻段固定站可以采用常規標定、對同步星或跟蹤過境衛星目標標定等幾種方法，在實際使用中可根據具體條件選擇合適的標校方法。

3.1 利用具有大地測量成果的標校塔進行標定

圖1 機械結構子系統組成示意圖

利用標校塔上已知的信標喇叭相對天線座的大地測量成果，直接對信標喇叭進行自跟蹤，將跟蹤測量角度與已知的大地測量成果比對，對編碼器角度進行修正。采用這種方法直接標定到電軸，不需要再做進一步的修正。

3.1.1 測角誤差模型

對于方位-俯仰型天線座，誤差修正模型如下：

公式中誤差項的符號是以真值為參考定義的。當由于某項誤差的存在使測量值變小時，該項誤差本身取“正”號，反之取“負”號。

3.1.2 零值誤差A0、E0標定

軸角編碼器修正校準，以測角儀或光學經緯儀為基準，對軸角編碼器進行修正和校準，可以將軸角編碼器的制造、安裝誤差修正到允許的范圍內。

進行基準大地測量，對天線機械轉動中心至標校塔上發射喇叭天線口面中心的連線進行大地測量，令測得的方位角和俯仰角分別為ATd，ETd，然后跟蹤標校塔上信標記錄數據與大地測量成果進行比較，可對編碼器零值進行修正，這種測量必須十分準確，它將作為設備全部角度標定的基準。

3.1.3 誤差靈敏度μA、μE

（1）將系統自跟蹤通道調整正常。

（2）找出自跟蹤零點位置，并記下軸角編碼器讀數。

（3）使系統置開環接收狀態。

（4）手動偏開天線，并記錄軸角編碼器讀數和誤差電壓。

3.2 利用同步星進行標定

對同步星標定是利用L頻段的同步衛星位置數據，利用電軸直接對方位、俯仰編碼器角度值進行標定。

首先，準確測量站址的經緯度及高程數據，并利用已知的同步衛星位置參數，計算出天線對準同步星時的理論指向角度數據。將頻譜儀接饋源輸出的L頻段信號，調整好極化、頻率等參數，轉動天線使頻譜儀接收到的信號最大，在ACU上將方位、俯仰、第三軸編碼器值調整到理論計算的結果上，即完成了角度標定。

這種方法主要受站址測量精度、星位精度、頻譜儀和信號電平最大點測量誤差、大氣對電波折射誤差的影響，因此需要反復測量才可以準確校準角度零值，一般只對方位進行校準。這種方法可直接對電軸進行標定，標定誤差較小，方法簡單易行，完全滿足使用要求。

3.3 跟蹤過境星進行角度修正

系統恢復正常并完成初步標定后，可以進行跟星試驗。跟蹤正常后，監控計算機實時記錄自跟蹤狀態的角度數據，并與軌道預報理論數據進行比對，多次跟蹤后，也可測量出角度數據的系統誤差，修正后可以提高以后任務的指向精度和測角精度。

在有條件時可以采用常規標定和對北極星進行進一步的準確標定。

4 小結

天線安裝后角度標校是風云三號氣象衛星接收天線可靠獲取數據的保證。衛星數據的實際接收效果表明：天線已滿足技術要求。可以預見，該標校方法將廣泛的運用于我國各個衛星地面站901H天線的建設和日常運行中。

1002－252X（2011）03－0029－02

2011－6－6

李娜（1967-），女，黑龍江省佳木斯市人，黑龍江省廣播電視大學，大專生，助理工程師.