地面卫星天线几何位置的计算

根　一　地面站或地球站的空间坐标，其值由三个量来确定的。通常　取卫星到地面天线的距离ｄ，地面天线指向卫星的仰角Ｙ　和方位角　。在这里仰角实际上是地球站所在平面与卫星　视线间的夹角，而方位角需要确定基准Ｏ。的位置，按常规　Ｏ。位处于赤道上空的卫星而言，波束指向偏南方向，为方　便计算，以正南方位为Ｏ。，若以常规正北计算，需加上　１　８０。。方位角推算习惯上以逆时针为正值，ＪｌＩＭＢ￣针为负值，　若以正南为基，则方位角偏东为正值，而正南偏西为负值，　附图（ａ）中展示地面天线几何位置确定的方法。　图中表明了地面天线Ｇ相对于卫星Ｓ的几何位置，其　中ｈ是卫星相对于赤道对应位置的距离，即静止卫星的高　度，通常设ｈ＝３５７８６　ｋｍ。若以地球核心作为球坐标的原点，　则从地球核心到卫星的距离为ｈ＋Ｒ，式中Ｒ是地球半径。而　卫星到地面站的间距为ｄ，显然，可引用三角中的余弦定律　来得到　ｄ＝ｘ／【Ｒ　＋（Ｒ＋ｈ）　－２Ｒ（Ｒ＋ｈ）ｃｏｓ　１３】　（１）　在这里角　Ｂ是ＡＳＯＧ中对ｄ的张角，其值可通过球　面三角有关公式，用经、纬度来求得。鉴于地理经、纬度的交　角是一个直角，为此，由卫星在地球上的对应点ｓ和地面站　Ｇ所处经度沿伸到赤道的位置点Ｇ，所形成的球面直角三　角形ＡＳ—Ｇ　Ｇ中　Ｓ。Ｇ。Ｇ＝９Ｏ。（附图１（ｂ））。若引用球面直角　一３２一　维普资讯 http://www.cqvip.com 三角形公式（“Ｈａｎｄ　ｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｔａｂｌｅｓ　ａｎｄ　Ｆｏｒｍｕｌａｓ”ＭＣＧＲＡＷ　Ｈｉｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ　１　９７３见３１　页），可找到　ＣＯＳ　ＩＳ＝ＣＯＳ　ｅ　ＣＯＳ　ａ　（２）　式中ｅ是北纬度，ａ是相对经度，即卫星经度ａ。　和地面站经度ａ。的相位差ａ＝ａ。一ａ。。把式（２）代入　式（１）中，可得　ｄ＝％／—［Ｒ２＋（Ｒ＋ｈ）２－２Ｒ（Ｒ—＋ｈ）ｃｏｓ　ｅ　ｃｏｓ　ａ］　（３））　引用球面三角有关公式，可得　ｓｉｎ　ｅ＝ｔａｎａｃｏｔ击　（４）　式中　角是方位角，以正南方为基准来换算。上式　的另一种写法为　巾＝ａｒｃｔａｎ（　）　（５）　随着光缆数ｌ的增加以及早期敷设光缆的老化．光缆线路　采用简单三角变换可求得地面天线的仰角ｙ　的故障次数在不断增加。实施对光缆线路的实时监测与管理．　ｙ：ａｒｃｔａｎ—ｃｏｓ　（ａ－ｓａＧ）ｃｏｓｅ－Ｒ／（Ｒ＋　ｈ）　（６）　＝＝＝＝＝＝＝＝＝：＝＝＝＝＝＝－＿、ｖ／１一【ＣＯＳ　ｅ　ｃｏｓ（ａ　一ａ　Ｇ）　１　动态地观察光缆线路传输性能的劣化情况。及时发现和预报光　若取地球平均半径Ｒ＝６３７０ｋｍ，卫星高度　缆隐患．以降低光缆阻断的发生率。缩短光缆的故障历时显得　ｈ＝３５７８６ｋｍ，则，上述几个公式可简化成　越来越重要。　ｄ＝４２１６１［１．０２３—０．３ｃｏｓ　ｅ　ｃｏｓ（ａ。一ａ　Ｇ）］　（７）　ｙ＝ａｒｃｔａｎ　兰旦　兰！　二　鱼！＝　：　墨　（８）　、／　目　缆前９０线我％路以国传信上送息是的容通量过光的　据进行汇总与分析，并对设备　运行状况进行有效评价，从而　。随着　发现设备的故障与潜在故障的　巾＝ａｒｃｔａｎ（　）　（９）　光缆数量的增加以及早期敷设　全过程。监测是维护的基本行　【ａｎ廿　光缆的老化，光缆线路的故障　为，有了监测才能对设备进行　以南京地区为例，南京所在的地理位置为东经　次数在不断增加，传统的光缆　科学的维护。监测包含以下三　１　１８．７８。，北纬３２．７。，若接收今年７月５日发射的中　线路维护管理模式的故障查找　个过程：其一，信息采集。获取　星６Ｂ（Ｃｈｉｎａ　Ｓｅｔ一６Ｂ）通信广播卫星，它处于东经　困难，排障时间长，影响网络的　足够的信息是对被监测对象所　１　１５．５。，引用式（７）、（８）、（９）来计算南京地球站天线　正常工作。虽然现有环网保护　处状态进行了解的第一步，没　相对于中星６Ｂ的坐标，在这里ｅ＝３２．７。，　技术可在一定程度上能继续保　有信息采集过程，监测就无法　ａ＝ａ。一ａ　Ｇ＝１　１　５．５。一１　１８．７８。＝－３．２８。，为此　证业务的畅通，但可以看出，由　进行。信息采集可以是定时的，　ｄ＝４２１　６１×０．８７８＝３７０１　９．１　９ｋｍ　于线路维护仍然采取传统的方　也可以是连续的、不间断的。其　Ｙ＝ａｒｃｔａｎ　１．３２５６２８＝５２．９７。　式维护抢修，线路故障恢复历　二，信息数据的汇总与分析。如　＝一６，０５５４。（正南偏西６．０５５４度）。　时均较长，出现业务故障的隐　果只进行数据的采集而不进行　在实际操作时总是用地磁方向来确定南、北，虽然　患仍然存在。因此，实施对光缆　统计和分析，就不可能揭示各　地磁的两极接近于地球的地理两极，但并不完全重合，　线路的实时监测与管理，动态　种现象的本质，就不可能发现　所以方位角要引入磁偏角作一些修正，但由于地磁极位　地观察光缆线路传输性能的劣　问题与规律，也就很难真正实　置并不完全固定，会产生一定的漂移，所以在实际工作　化情况，及时发现和预报光缆　现监测的目的。其三，对设备运　中，为了最佳确定仰角和方位角，可根据所接收信号载　波电平来调整，例如用中频载波电平指示所接收信号强　隐患，以降低光缆阻断的发生　行状况进行有效的评价和诊　率，缩短光缆的故障历时显得　断。监测是维护的基本行为，维　弱或监测信标电平大ＪＪ＼来调整天线方位角和仰角。当然　越来越重要。　护所追求的中心目标就是诊　必须断开中频自动增益控制。若地面天线对准卫星波　断。诊断是以监测为基础，同时　束，相应中频载波或信标电平最大，说明天线位置已调　光缆线路监测的目的　到最佳值，这类调整是微调，为此，在操作时要精细进行　和过程　诊断也应该是监测行为的一个　组成部分。有效评价和诊断是　才能取得最佳效果。目前地球站均有自动跟踪系统，只　监测就是通过对设备状　要大体方位对好，系统就能发挥作用，无需手动操作。ｏ　态信息进行采集，将采集的数　建立在数据统计与分析基础之　一３３—