動(dòng)中通是“移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱(chēng)。通過(guò)動(dòng)中通系統(tǒng)，車(chē)輛、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)的載體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星等平臺(tái)，不間斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿(mǎn)足各種軍民用應(yīng)急通信和移動(dòng)條件下的多媒體通信的需要。 動(dòng)中通系統(tǒng)很好地解決了各種車(chē)輛、輪船等移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)地球同步衛(wèi)星，實(shí)時(shí)不斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、高清晰的動(dòng)態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關(guān)，是通信領(lǐng)域的一次重大的突破，是當(dāng)前衛(wèi)星通信領(lǐng)域需求旺盛、發(fā)展迅速的應(yīng)用領(lǐng)域，在軍民兩個(gè)領(lǐng)域都有極為廣泛的發(fā)展前景。

      “動(dòng)中通”是由衛(wèi)星自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)兩部分組成。

(4)載體測(cè)量，使用捷聯(lián)慣導(dǎo)測(cè)量和其他測(cè)量手段組合測(cè)量出載體的變化量，使其反應(yīng)在天線(xiàn)跟蹤上。其中，光纖陀螺是在光學(xué)干涉原理基礎(chǔ)        上發(fā)展起來(lái)的新型導(dǎo)航儀器，成為新一代捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)理想的主要部件，用于對(duì)所設(shè)想的物體精確測(cè)向。石英撓性擺式加速度計(jì)是由熔融石英制成的敏感元件，撓性擺式結(jié)構(gòu)裝有一個(gè)反饋放大器和一個(gè)溫度傳感器，用于測(cè)量沿載體一個(gè)軸的線(xiàn)加速度。光纖陀螺三軸慣測(cè)組合由三個(gè)光纖陀螺儀和三個(gè)石英撓性擺式加速度計(jì)組成，可以實(shí)時(shí)地輸出載體的角速度、線(xiàn)加速度、線(xiàn)速度等數(shù)據(jù)，具有對(duì)準(zhǔn)、導(dǎo)航和航向姿態(tài)參考基準(zhǔn)等多種工作方式，用于移動(dòng)載體的組合導(dǎo)航和定位，同時(shí)為隨動(dòng)天線(xiàn)的機(jī)械操控裝置提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。對(duì)動(dòng)中通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要性能要求是：加表精度1×10-4g；光纖陀螺精度(偏置穩(wěn)定性)≤1°/h；標(biāo)度因子線(xiàn)性度≤5×10-4。

      衛(wèi)星通信系統(tǒng)的作用是使電視信號(hào)上行傳輸?shù)叫l(wèi)星，并由轉(zhuǎn)發(fā)器下行傳送到地面衛(wèi)星接收裝置。其主要設(shè)備有：編/解碼器、調(diào)制/解調(diào)器、上/下變頻器、高功率放大器、雙工器和低噪聲放大器。

“動(dòng)中通”跟蹤系統(tǒng)是在初始靜態(tài)情況下，由GPS、經(jīng)緯儀、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量出航向角、載體所在位置的經(jīng)度和緯度及相對(duì)水平面的初始角，然后根據(jù)其姿態(tài)及地理位置、衛(wèi)星經(jīng)度自動(dòng)確定以水平面為基準(zhǔn)的天線(xiàn)仰角，在保持仰角對(duì)水平面不變的前提下轉(zhuǎn)動(dòng)方位，并以信號(hào)極大值方式自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。在載體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，測(cè)量出載體姿態(tài)的變化，通過(guò)數(shù)學(xué)平臺(tái)的運(yùn)算，變換為天線(xiàn)的誤差角，通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)調(diào)整天線(xiàn)方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過(guò)程中天線(xiàn)對(duì)星在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)在載體運(yùn)動(dòng)中實(shí)時(shí)跟蹤地球同步衛(wèi)星。系統(tǒng)跟蹤方式有自跟蹤和慣導(dǎo)跟蹤兩種。自跟蹤是依靠衛(wèi)星信標(biāo)進(jìn)行天線(xiàn)閉環(huán)伺服跟蹤；慣導(dǎo)跟蹤是利用陀螺慣導(dǎo)組合敏感載體的變化進(jìn)行天線(xiàn)跟蹤，這種跟蹤方式有時(shí)候常被稱(chēng)為引導(dǎo)。這兩種跟蹤可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)切換。當(dāng)系統(tǒng)對(duì)星完畢轉(zhuǎn)入自動(dòng)跟蹤后，以自跟蹤方式工作；與此同時(shí)，慣導(dǎo)系統(tǒng)也進(jìn)入工作狀態(tài)，并不斷輸出天線(xiàn)極化、方位和俯仰等數(shù)據(jù)。當(dāng)由于遮擋或其它原因引起天線(xiàn)信標(biāo)信號(hào)中斷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到慣導(dǎo)跟蹤方式。

      步進(jìn)跟蹤又稱(chēng)極值跟蹤, 它是一步一步地控制天線(xiàn)在方位面內(nèi)和俯仰面內(nèi)以一個(gè)微小的角度作階躍狀轉(zhuǎn)動(dòng), 使天線(xiàn)逐步對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。直到接收到的信號(hào)達(dá)到最大值后, 系統(tǒng)才進(jìn)入休息狀態(tài), 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后, 再開(kāi)始進(jìn)入跟蹤狀態(tài), 如此周而復(fù)始地進(jìn)行工作。圖 1所示為步進(jìn)跟蹤的原理框圖。

單脈沖跟蹤
       單脈沖跟蹤方式的特點(diǎn)是天線(xiàn)的射束固定，在一個(gè)脈沖的間隔時(shí)間內(nèi)就能確定天線(xiàn)波束偏離衛(wèi)星的大小和方向，獲取天線(xiàn)方位軸和俯仰軸運(yùn)動(dòng)的誤差信號(hào)以驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，使天線(xiàn)迅速對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。單脈沖跟蹤有多喇叭方式和高次模方式，多喇叭方式通常有幅度比較和相位比較兩種。對(duì)于拋物面天線(xiàn)，通常配置多個(gè)喇叭，用幅度比較方式產(chǎn)生誤差信號(hào)進(jìn)行跟蹤。高次模方式則是當(dāng)天線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸偏離衛(wèi)星方向時(shí)，提取饋源波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生的高次模作為位置誤差信號(hào)進(jìn)行跟蹤。單脈沖跟蹤體制的跟蹤速度和跟蹤精度都比圓錐掃描跟蹤體制和步進(jìn)跟蹤體制要高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但它設(shè)備復(fù)雜，成本較貴。

圓錐掃描跟蹤
       圓錐掃描跟蹤是把饋源喇叭繞天線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸作圓錐運(yùn)動(dòng),或把天線(xiàn)副面傾斜旋轉(zhuǎn),這樣天線(xiàn)波束呈圓錐狀旋轉(zhuǎn)。當(dāng)天線(xiàn)軸對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí),信標(biāo)電平將受到一個(gè)頻率極低的信號(hào)對(duì)其進(jìn)行幅度調(diào)制。調(diào)制頻率與波束旋轉(zhuǎn)頻率相同,調(diào)制深度與波束偏離衛(wèi)星的距離有關(guān),偏離大,調(diào)制深度大;偏離小,調(diào)制深度淺;不偏離,調(diào)制深度等于零。調(diào)制的相位與波束偏離的方向有關(guān),所以由調(diào)制信號(hào)的幅度和相位就能檢測(cè)出天線(xiàn)波束的指向誤差,并根據(jù)指向誤差來(lái)確定電機(jī)驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和大小。

三種跟蹤體制的比較
      從三種跟蹤原理的工作方式上來(lái)看,它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的,都是在取得多個(gè)AGC信號(hào)后比較并確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和幅度。步進(jìn)跟蹤是分別在方位和俯仰面內(nèi)采樣后驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)天線(xiàn)在方位和俯仰面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng);圓錐掃描跟蹤則是饋源在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作圓錐運(yùn)動(dòng)并在該過(guò)程中比較信號(hào)電平的大小來(lái)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星;單脈沖跟蹤則在一個(gè)脈沖的時(shí)間內(nèi)就能確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方位和幅度。
      單脈沖跟蹤的精度和速度都比較高,但系統(tǒng)比較復(fù)雜,造價(jià)高,一般適用于精度要求較高的地方;圓錐掃描的精度雖能滿(mǎn)足一般系統(tǒng)的要求,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,對(duì)信號(hào)損耗較大,而且跟蹤速度也比較慢;而步進(jìn)跟蹤的速度和精度都界于兩者之間,并且整個(gè)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易,因而得到了較廣泛的應(yīng)用。

穩(wěn)定技術(shù)
       對(duì)于動(dòng)中通系統(tǒng)來(lái)說(shuō), 如果僅有跟蹤, 那么天線(xiàn)在載體大的波動(dòng)下很容易丟失信號(hào)而造成通信中斷。因此, 必須有天線(xiàn)穩(wěn)定系統(tǒng)來(lái)隔離載體運(yùn)動(dòng)造成的干擾。車(chē)載天線(xiàn)的穩(wěn)定系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方法: 1，物理平臺(tái)穩(wěn)定；2，捷聯(lián)式穩(wěn)定。
( 1) 物理平臺(tái)穩(wěn)定 在車(chē)載天線(xiàn)和車(chē)體之間通過(guò)一個(gè)穩(wěn)定平臺(tái)來(lái)隔離, 車(chē)體的運(yùn)動(dòng)被穩(wěn)定平臺(tái)隔離在車(chē)載天線(xiàn)系統(tǒng)之外。這相當(dāng)于把車(chē)載天線(xiàn)固定在大地平面上, 很容易實(shí)現(xiàn)精確對(duì)星, 且對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星以后不再需要調(diào)整天線(xiàn)的指向。這種方法把車(chē)載天線(xiàn)穩(wěn)定系統(tǒng)分割成一個(gè)穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)和一個(gè)天線(xiàn)伺服系統(tǒng)。天線(xiàn)的穩(wěn)定對(duì)星依賴(lài)于穩(wěn)定平臺(tái), 自主能力差, 系統(tǒng)復(fù)雜, 相對(duì)成本高。
( 2) 捷聯(lián)式穩(wěn)定 利用載體上陀螺、GPS等提供的信息, 通過(guò)坐標(biāo)變換, 建立一種數(shù)學(xué)平臺(tái), 計(jì)算出伺服系統(tǒng)的修正量。系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、體積小、成本低、容易維修等特點(diǎn)而得到了廣泛使用。
      “動(dòng)中通”車(chē)能在20～100km/h的行駛速度下通過(guò)衛(wèi)星雙向傳送數(shù)字電視，廣播，數(shù)據(jù)信號(hào)，保障運(yùn)動(dòng)載體在移動(dòng)過(guò)程中不間斷進(jìn)行寬帶多媒體衛(wèi)星通信。

“動(dòng)中通”系統(tǒng)特點(diǎn)
      “動(dòng)中通”在直播中有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)在轉(zhuǎn)播過(guò)程中采用自主跟蹤方式跟蹤衛(wèi)星，充分利用了衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大、抗干擾能力強(qiáng)、線(xiàn)路穩(wěn)定的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)主站移動(dòng)衛(wèi)星的通信；
(2)“動(dòng)中通”車(chē)具有靈活、機(jī)動(dòng)的轉(zhuǎn)播特點(diǎn)，能確?？焖?、實(shí)時(shí)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)現(xiàn)場(chǎng)直播；
(3)自動(dòng)重捕時(shí)間短，駛出通信盲區(qū)后能快速恢復(fù)通信；
(4)與OFDM“無(wú)方向”移動(dòng)微波設(shè)備相比，“動(dòng)中通”車(chē)無(wú)需收、發(fā)設(shè)備操作人員在惡劣環(huán)境條件下工作，節(jié)約了人力、物力，而且減小了電磁輻射污染；
(5)信號(hào)傳輸過(guò)程的節(jié)點(diǎn)減少，提高了轉(zhuǎn)播質(zhì)量和可靠性；
(6)能降低大范圍、復(fù)雜場(chǎng)景直播過(guò)程的運(yùn)行成本。
然而，受目前技術(shù)的限制，“動(dòng)中通”仍存在一些不足，主要是：
(1)在轉(zhuǎn)播環(huán)境比較復(fù)雜(建筑物太高、太多，橋梁、山區(qū)等)的情況下，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷現(xiàn)象；
(2)用兩輛“動(dòng)中通”車(chē)傳送不同電視圖像信號(hào)，在圖像播出時(shí)不易做到無(wú)閃點(diǎn)連接(兩車(chē)同時(shí)遇到閃點(diǎn))；
(3)“動(dòng)中通”車(chē)與移動(dòng)信號(hào)采集車(chē)之間信號(hào)傳輸不易(兩車(chē)的方向、位置在不斷變化)。

AgileLight系列光纖陀螺動(dòng)中通中使用的優(yōu)勢(shì)
      無(wú)錫慧聯(lián)信息科技有限公司生產(chǎn)的AgileLight系列光纖陀螺性能優(yōu)異，能夠抵抗沖擊和各種惡劣環(huán)境，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，既可以作為低成本光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)中的主要部件，也可以用于伺服系統(tǒng)，是動(dòng)中通系統(tǒng)的理想選擇。

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