相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法
低成本动中通方案
我工作室专门从事相控阵天线、平板天线、共形天线研发，根据用户系统规模和应用需求定制射频前端解决方案，提供系统级平台产品。
产品案例包括：有源相频扫线阵、无源相频扫线阵、二维有源阵、二维无源阵、低剖面动中通天线、定向波导缝隙阵、微波监测天线、测速雷达天线。
产品频率范围覆盖S波段至Ka波段。
具备资格认证级别暗室、近场、远场天线测试条件，可单独提供天线测试服务。
工作室产品序列同时包括：铁氧体移相器（S波段至Ka波段）、二极管移相器（C波段至Ka波段）、变极化器（S波段至Ka波段）、环行器（S波段至Ka波段）等射频零部件。
联系电话：（+86）江先生邮箱：地址：陕西省西安市航天产业基地ATN工作室技术方案1.主要技术方案：1.1.系统主要方案由惯性测量元件和高频GPS构成GPS/INS捷联惯性导航系统系统，根据相关经验估计惯性导航系统的导航精度：误差不超过0.3度惯性测量元件采用ADI 公司或SENSONOR公司MEMS陀螺和加速度计组件，省去陀螺与加速度计数据采集的高精度AD，显著降低系统成本；根据计算系统指向精度与信号衰减幅度之间的关系，数据见附件因此确定系统跟踪精度为0.3度（均方根值），这样可以降低系统的角度传感器、惯性导航系统的要求，从而降低系统的成本。
2.系统设计2.1.系统结构设计根据双方协商确定，系统硬件平台采用甲方的硬件平台，采用Sensonor公司STIM300惯性测量单元（IMU），与GPS实现GPS/INS捷联惯性导航系统。
根据GPS与IMU的配置，确定GPS与INS之间采用松耦合方式，GPS与INS之间的关系如下图GPS与INS集成滤波器采用卡尔曼滤波器，可选的滤波器有EKF、UKF、CDKF、SR-UKF、SR-CDKF、SPPF、GMSPPF等，考虑系统的复杂度，精度等因素，确定采用SR-UKF作为GPS/INS集成滤波器。
用滤波结果对IMU测量结果进行校正。
2.2.GPS/INS滤波算法为了进行导航计算，确定在用地理东北天坐标系作为导航坐标系，坐标系满足右手定则。
过顶跟踪技术在动中通中的应用
074201207+ 任娟 （中国电子科技集团公司第五十四研究所）过顶跟踪技术在动中通中的应用随着卫星通信技术和自动跟踪技术的不断发展，在运动中实现通信和数据交换变得越来越普遍。
而且随着Ka、Ku频段的应用，卫星接收设备体积减小，动中通得以大量应用。
动中通卫星通信系统具有通信距离远、通信质量可靠、通信迅速和受环境影响小等特点。
近年来，动中通技术越来越多地应用于车载、船载和机载卫星通信系统中。
动中通的关键技术是快速、稳定、可靠的伺服控制系统，它保证了天线时时对准卫星，实现了卫星通信不间断。
对于需要工作在赤道附近的动中通，过顶跟踪技术保证了卫星通信无盲区。
下文将就某车载动中通的设计说明过顶跟踪技术的实现。
1．系统组成车载动中通系统由于车辆在运动中颠簸最厉害，因而对伺服系统的要求最为苛刻，而且天线口径不能太大。
某Ku频段1.2m车载动中通主要由天馈分系统、跟踪接收机分系统、伺服控制分系统、座架分系统和卫星通信分系统组成，如图1所示。
天馈分系统完成对星通信，采用赋型环焦天线、主副面设计、小型化及轻型的波纹喇叭和宽频带差模跟踪网络，具有高效率、低旁瓣、低交叉极化隔离度和重量轻等优点。
除了收发图象、语音和数据等信号外，天线接收到来自卫星上的信标信号，经天线主副面反射后，进入波纹喇叭，再经过和差网络送到跟踪接收机解调出方位和俯仰的角误差信号，最后送到伺服控制系统，从而实现天线对卫星的单脉冲自跟踪。
座架系统实现天线的转动，一般动中通的座架主要采用A-E两轴形式，即方位、俯仰轴，其结构紧凑，旋转关节少，刚度强，伺服控制系统也容易实现，但其缺点是高仰角跟踪有盲区，对于那些赤道附近的国家和地区，为实现高仰角甚至过顶跟踪，需要在两轴基础上增加交叉轴，采用A-E-C三轴座架，这增加了系统的设计和调试的难度。
本系统采用三轴形式，组成三轴稳定两轴跟踪系统，实现过顶跟踪无盲区的要求。
2．伺服控制随着数字信号处理技术的迅猛发展，伺服控制由原来的模拟控制转换成了先进的数字控制方式。
一种车载静中通卫通天线的快速跟踪技术
1引言随着天线行业的发展，对天线的各种指标要求也越来越高，对车载静中通天线来说，除准确捕获卫星等基本功能外，现在对跟踪时间和跟踪性能的要求也越来越高。
对于精准卫星的研究也逐渐多样。
但是在实际情况中，由于不可避免地存在测量误差、变形误差、传递对准误差、标校误差等误差，导致天线指向精度低、对星时间长，有时甚至无法完成对星，导致跟踪比较困难。
基于上述原因，提出将倾角仪直接与天线馈源同轴安装，直接获取天线电轴角度，避免了测量误差以及标校误差等，从而提高了天线的指向精度。
2车载静中通系统车载静中通天线系统主要由天线和天线控制单元组成，如图1所示。
天线安装在车顶位置，天线控制单元安装在舱内机柜中，通过天线控制单元可以实现对天线的控制，操作天线完成跟踪捕获流程。
天线的通用数据包括：载体的经度、纬度、航向、倾角仪感应的电轴的角度与横倾、卫星信息、理论角等。
其中，卫星信息包括：卫星经度、频率、极化方式、信噪比、场强等。
天线的独有数据包括：电机速度、轴角等。
3跟踪工作原理3.1跟踪流程根据用户设置的星位和载体当前的经纬度位置计算天一种车载静中通卫通天线的快速跟踪技术A Fast Tracking Technology of Vehicle Satellite Communication Antenna in Statics米青超1，马吉文1，王志超2（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄050081；2.河北衡丰发电有限责任公司，河北衡水053000）MI Qing-chao1,MA Ji-wen1,WANG Zhi-chao2(1.The54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Shijiazhuang050081,China;2.Hebei Hengfeng Power Generation Co.,Ltd.,Hengshui053000,China)【摘要】为了使车载静中通卫通天线能快速准确跟踪目标卫星，论文提出了一种应用倾角仪获取空间指向的快速跟踪技术。
车载微波天线伺服跟踪系统的设计和实现
车载微波天线伺服跟踪系统的设计和实现
张殿富;孙荣海;李萍;赵志远
【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(004)003
【摘要】根据GPS和电子罗盘技术,设计车载伺服跟踪系统.提出了车载微波天线的定向算法,得到了陆地移动状态下车载天线的俯仰角和方位角的计算方法.利用以PC为核心的上位机系统和以μP为核心的下位机系统的基于线程的抢先式多任务处理功能,解决了适时数据采集和适时控制,实现了车载微波天线伺服跟踪系统.【总页数】3页(P47-49)
【作者】张殿富;孙荣海;李萍;赵志远
【作者单位】武警工程学院,通信工程系,陕西,西安,710086;武警工程学院,通信工程系,陕西,西安,710086;武警工程学院,通信工程系,陕西,西安,710086;武警工程学院,通信工程系,陕西,西安,710086
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.一种基于PC104的跟踪伺服系统的设计方法与实现 [J], 董家靖
2.车载DVD伺服控制系统软件设计与实现 [J], 王辉;刘金星;鲍可进
3.车载DVD伺服控制系统软件设计与实现 [J], 王辉;刘金星;鲍可进
4.低纬度车载动中通伺服控制系统的设计与实现 [J], 任娟;杨广军
5.车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计 [J], 李红光;韩伟;宋亚民;谭名栋;郭新胜;雷海丽
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Ku频段车载平板低成本“动中通”鲁棒跟踪控制研究
Ku频段车载平板低成本“动中通”鲁棒跟踪控制研究针对低成本“动中通”系统,载体在运动过程中伺服分系统需要隔离载体姿态的变化,保持天线高精度地对准卫星进行鲁棒跟踪这项关键技术,本文提出了基于低成本微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,简称MEMS)惯导(Inertial Navigation System,简称INS)的控制方法。
其中包括卫星信号的遮挡检测及指向自适应恢复的方法、通过正弦扫描自动增益控制(Automatic Gain Control,简称AGC)差值的信号负反馈校准天线指向与惯导航向漂移的方法、基于三轴稳定平台速度环耦合补偿的PID型滑模控制器设计。
针对Ku频段车载低成本“动中通”在运动过程中卫星信号受到障碍物遮挡,造成信号的部分丢失和全部丢失引起天线指向发生偏移的问题,本文根据惯导航向漂移规律与伺服电机正弦扫描控制算法,提出了一种基于MEMS惯导的车载“动中通”天线卫星信号遮挡检测及指向自适应恢复的方法。
该方法分为四个阶段,其中第一、二阶段可以实现天线指向零等待恢复,第三阶段可以实现天线指向快速恢复,第四阶段为信号的初始捕获,本文给出了完整的实现方法与推导过程。
实验证明该处理方法可以使系统应对任何遮挡状况,实现稳定跟踪。
针对精确度不高的MEMS惯导,由于惯导输出的航向角度不受重力影响,不满足舒拉振荡周期,系统在运行过程中惯导航向不断产生误差积累影响天线指向的问题,提出了使用信号差值负反馈修正惯导航向漂移的方法。
该方法找到了AGC信号差值与天线指向误差角度之间的线性关系,使用AGC 信号差值通过PID比例控制对天线方位指向偏差进行补偿,之后使用该方法校准惯导的航向漂移,形成信号强度负反馈闭环控制。
实验证明该过程对于MEMS惯导航向角的漂移进行了有效的补偿,确保了跟踪精度。
针对“动中通”系统三轴稳定平台受到角速度轴间耦合、非线性扰动的作用、电机力矩与转动惯量耦合而影响控制精度的问题,本文在三轴角速度环耦合补偿的基础上,提出了系统三轴PID型滑模稳定控制器的设计方法。
相控阵雷达信号处理技术研究及其在目标跟踪中的应用
相控阵雷达信号处理技术研究及其在目标跟踪中的应用一、引言随着科技的不断发展，雷达技术也得到了极大的发展和改进。
相控阵雷达信号处理技术作为一种成功的应用就得到了广泛的使用。
现在，它已经成为了许多雷达应用中的主要技术，尤其在目标跟踪中具有优势。
本文将会着重探讨相控阵雷达信号处理技术的研究及其在目标跟踪中的应用。
二、相控阵雷达信号处理技术简介相控阵雷达是一种利用阵列天线来实现掩蔽。
其工作原理为，从阵列天线中发射信号到目标，当信号受到目标的反射后，阵列天线可以在不同时间接收到目标反射的不同相位信号。
然后，相控阵雷达的处理器会根据不同时间接收到的不同相位信号，对目标信息进行分析处理和分类，从而实现目标探测和跟踪。
基于相控阵雷达的信号处理技术的研究，主要是针对信号处理引擎和算法的研究。
这些技术可以将相控阵雷达从单纯的“看”到“听”和“思考”的智能化应用阶段。
三、相控阵雷达信号处理技术研究1. 信号处理引擎相控阵雷达信号处理引擎主要包括数字信号处理器（DSP）和计算机处理器。
DSP可以实现雷达信号的FFT、FIR、IIR滤波、滤波器设计、脉冲压缩和卷积等处理算法。
而计算机处理器则主要负责数据预处理和后处理等任务。
2. 算法研究相控阵雷达信号处理算法通常包括高分辨率成像、目标跟踪、信号分离和辨识、多目标分离和识别等方面。
其中目标跟踪算法通常采用多种方法来实现，如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、粒子滤波、拓扑滤波等。
四、相控阵雷达信号处理技术在目标跟踪中的应用相控阵雷达信号处理技术在目标跟踪方面的应用非常广泛，可以实现基于单目标和多目标跟踪。
例如，当雷达系统需要跟踪一个目标时，可以利用相控阵雷达技术实现跟踪。
此时，多种算法可以用于改善跟踪质量，从而实现对目标的预测和确定。
此外，在军事和民用方面也有广泛的应用，例如，在军事中，可以使用相控阵雷达技术实现目标的跟踪和探测，从而实现更好的目标识别和分类。
在民用方面，可以用于雷达测速仪、民航可靠性监测系统、罕见动物观察系统等。
低轮廓动中通天线_牛传峰
Low Profile Antennas of “Sat-com on the Move”
NIU Chuan-feng，DU Biao，HAN Guo-dong，ZHANG Wen-jing，LU Zhi-yong，LIU Xin，ZHANG Ｒui-dong
（ The 54th Ｒesearch Institute of CETC，Shijiazhuang 050081，China）
2 低轮廓动中通天线
为适应车载需求，性能优良的低轮廓天线是动中 通天线的一个非常重要的发展方向。低轮廓动中通 天线按照不同天线类型分类，可分为： 低剖面反射面 天线、多组介质透镜天线、平板阵列天线、相控阵天线。
2． 1 低剖面反射面天线
经过赋形设计的抛物面可以实现低剖面性能， 比较有代表性的设计产品有： 以色列 Orbit 公司研制 的 AL-3601、AL-3602 型动中通天线系统、美国 TracStar 公司的 IMVS450M 车载动中通天线［8］，天线的 产品照片分别如图 3、图 4 所示。
对于不同类型的动中通，性能优缺点比较见表 1。
表 1 各种动中通天线性能比较
类型
反射 面天 线
介质 透镜 天线
平面 阵列 天线
优点
口径易增 大； 结 构简 单，射 频 器 件少，易 实 现 收 发共用。
性能 较 好，扫 描 时增益基本不下 降，易 实 现 多 频 段、多波束。
轮廓 低，射 频 集 成化 高，可 实 现 收发共用； 仰 角 0° ～ 90°。
0引言
卫星通信具有传输距离远、覆盖范围广、受干扰 小、容量大、质量高、通信方式灵活多样等优点［1，2］， 随着全球经济和信息化的高速发展，越来越多的信 息通过卫星进行传输，在移动载体上随时随地与卫 星通信，也已成为军民两用应急通信、实时通信的迫 切需求。因此，卫星通信已经成为车载、船载、机载等 移动载体通信的重要手段。而卫星移动通信系统的 关键技术之一就是天线技术［3］，故动中通天线技术的 研究已成为卫星移动通信技术领域的研究热点之一。
一种机械式机动相控阵雷达目标跟踪算法研究
第41卷第5期遥测遥控V ol. 41, No. 5 2020年9月Journal of Telemetry, Tracking and Command September 2020一种机械式机动相控阵雷达目标跟踪算法研究陈华中（63726部队银川 750004）摘要：针对伺服延迟造成目标丢失的问题，为了提高相控阵雷达的跟踪能力，提出一种机械式机动相控阵雷达的目标跟踪算法，并且给出了方法的处理流程和算法仿真。
仿真结果表明，提出的目标跟踪算法具有较高的跟踪精度和较快的收敛速度，能够满足机动相控阵跟踪的实时性要求。
关键词：相控阵；跟踪滤波；平滑处理；坐标转换中图分类号：TN958.92 文献标识码：A 文章编号：CN11-1780(2020)05-0036-06A research on target tracking method for mechanical mobile phased arrayCHEN Huazhong（63726 Units, Yinchuan 750004, China）Abstract: In this paper, a target tracking method for mechanical mobile phased array is presented together with the algorithm process and simulation in order to tackle the problem of target lost caused by servo delay and improve radar tracking performance. The simulation result shows that this method qualifies for real-time tracking with relatively higher accuracy and faster convergence rate.Key words: Phased array; Racking filter; Smoothing; Coordinate transformation引言相控阵技术随着电子技术的发展获得了广泛应用，它具有较高的数据速率和灵活的波束指向，可进行无惯性快速扫描[1]。
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相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法蒋文丰【摘要】天线跟踪功能是车载动中通系统( SOTM)提供无线通信能力的前提，相控阵天线能提供较好的跟踪性能，但是存在波束扫描范围有限的问题。
为实现相控阵天线全方位跟踪能力，提出了一种相控阵+伺服辅助的方法。
给出了算法数据处理流程，并完成了原理样机设计。
根据原理样机工作原理给出了跟踪角误差计算公式，测试结果与计算结果相符。
测试结果表明：在(57.88~115.76)。
/s角速度下，通信链路信噪比损失小于0.5 dB。
%The antenna tracking function is the foundation for the vehicle satellite communication on the move( SOTM) to offer wireless communications,and the phased array antenna can provide better tracking performance,but the beam scanning range is limited. In order to realize the phased array antenna tracking in the entire orientation,a method using phased array antenna and servo is presented. The data processing flow of algorithm is provided, and the prototype has been developed. According to the prototype working principle,the formula to calculate the tracking angle error is given. The test result matches with the calcu-lating result,and the signal-to-noise ratio(SNR) loss is smaller than 0. 5 dB at the angle speed between (57. 88~115. 76)./s.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2016(056)003【总页数】6页(P284-289)【关键词】车载动中通;天线跟踪;相控阵天线;伺服系统;跟踪角误差公式【作者】蒋文丰【作者单位】中国西南电子技术研究所，成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN927引用格式:蒋文丰.相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法[J].电讯技术，2016，56(3)：284-289.[JIANG Wenfeng.An antenna tracking method using Phased array and servo for vehic1e sate11ite communication on the move[J].Te1ecommunication Engineering，2016，56(3)：284-289.]车载动中通系统是指基于同步轨道卫星的卫星移动通信系统，具有通信能力强、机动性能强、隐蔽性好、使用方便的特点，具有广泛的军用、民用应用背景[1]，目前主要应用在军事通信、地质勘探、应急通信、新闻转播等领域[2]。
由于工作条件的特殊性，需要车辆在交战区、山区、路面颠簸不平等情况下行使，在这些情况如何保证车载动中通系统收发天线与卫星天线的实时对准(即天线跟踪)是实现车载动中通的核心问题。
传统车载动中通系统一般采用窄波束反射面天线，并把它安装在一个三维机械稳定平台上，靠稳定平台和伺服系统保证天线波束实时对准卫星。
传统方法由于采用反射面天线，体积大，高度高，车辆往往超高，机动性差，特征明显，在战场环境下容易受到攻击。
传统方法天线跟踪性能主要由稳定平台和伺服系统决定，由于稳定平台和伺服系统为机械方式，系统反应速度慢，控制复杂，跟踪效果差[3]。
为克服传统车载动中通系统天线跟踪方式的缺点，提高车载动中通系统在车辆姿态剧烈变化情况下的反应速度和跟踪效果，采用相控阵实现天线跟踪。
相控阵采用电扫描方式实现波束快速变换，反应速度可达毫秒级。
相控阵天线具有小型化、低剖面、可共性、高性能等特点，是目前动中通天线发展方向之一，但是相控阵天线波束扫描范围有限，不能实现全方位的天线跟踪。
本文分析了传统车载动中通系统天线跟踪方法的不足，提出了采用相控阵天线电扫描结合伺服辅助实现天线全方位跟踪的方法，完成了天线跟踪算法和原理样机设计和实现，并通过原理样机测试了相控阵+伺服辅助方式天线跟踪方法的性能。
车载动中通系统采用的天线跟踪方法有精确指向方式、信标跟踪方式以及混合跟踪方式3种[4]。
精确指向方式是利用同步轨道卫星相对地球静止的特点，通过定位和姿态测量设备获取车辆信息，通过车辆与卫星间的几何关系直接计算伺服系统控制参数，实现天线跟踪；信标跟踪方式是通过接收信标信号获得方位、俯仰误差信号，根据误差信号完成伺服系统控制，实现天线跟踪；混合跟踪方式实际上是精确指向方法和信标跟踪方法的结合，由精确指向方式完成初始捕获，初始捕获后由信标跟踪方式完成天线跟踪。
信标跟踪方式需要使用信标，很容易被侦查、干扰和欺骗，导致天线跟踪功能失效，本文中涉及的天线跟踪方法使用精确指向方式。
目前成熟的商用GPS+陀螺惯导设备航向测量精度优于0.1°，横滚角、俯仰角的测量精度达0.01°，可满足使用精度要求。
由于阵元间的耦合和遮挡，相控阵天线在扫描角增加到一定范围后等效全向辐射功率(Equiva1ent IsotroPic Radiated Power，EIRP)会显著下降。
为保证相控阵天线EIRP，相控阵天线扫描角范围一般只能达到±60°。
如图1所示，相控阵天线波束只能覆盖锥形部分，为实现全方位的天线跟踪需要附加伺服设备辅助，如图2所示，通过伺服转动弥补相控阵天线方位角和俯仰角的覆盖盲区。
相控阵+伺服辅助方式继承了相控阵天线电扫描波束变换快速的特点，可保证车辆姿态剧烈变化情况下的反应速度和跟踪效果，同时通过伺服设备的辅助，可实现车载动中通系统一定EIRP下的全方位波束覆盖。
相控阵+伺服辅助方式下天线跟踪原理如图3所示，通过传统精确指向方法得到当前转台(伺服机构在原理样机中用转台等效)理论方位和俯仰角(θ1，φ1)，该方位和俯仰角可保证相控阵天线法线对准卫星S。
实际上由于转台机械部件的传动延时和角速度限制，当车辆存在方位或俯仰上的变化时，转台不能立刻转动到理论结果得到的方位和俯仰角位置，转台实际方位和俯仰角为(θ2，φ2)，该位置相控阵天线法线没有对准卫星S。
通过理论计算可得到当前转台位置下相控阵天线原点O2到卫星S的矢量在天线坐标系下的数学公式，根据数学公式计算相控阵天线的波束指向角。
相控阵+伺服辅助方式下天线跟踪算法通过相控阵天线的波束指向控制来弥补由转台机械部件的传动延时和角速度限制带来的天线指向偏差，使相控阵天线波束指向卫星S。
相控阵天线的波束指向控制为电扫描控制，响应速度快，实时性强。
相控阵+伺服辅助方式天线跟踪算法由两部分组成：(1)通过定位与测姿设备获得车辆的位置和姿态后根据几何关系计算转台理论方位、俯仰角，计算结果用于控制转台；(2)采集转台当前方位、俯仰角信息，根据几何关系计算相控阵天线波束指向角，计算结果用于控制相控阵波束指向。
相控阵+伺服辅助方式天线跟踪算法数据处理流程如图4所示。
下面介绍算法数据处理流程以及计算过程。
(1)根据GPS设备输出的地心大地坐标系下经度、纬度、高度计算汽车在地心直角坐标系下的坐标。
地心大地坐标(λ，φ，h)到地心直角坐标系(x，y，z)的变换公式如下：大地纬度φ的值在-90°～90°之间，赤道面以北为正，以南为负；大地经度λ的值在-180°～180°之间，格林尼治子午面以东为正，以西为负。
GPS坐标和卫星坐标都采用WGS-84协议地心地固直角坐标系来描述，WGS-84所给出的一些基本大地参数如下：由以上计算公式可得到WGS-84坐标系下汽车当前位置P的地心地固直角坐标(x0，y0，z0)以及卫星S的地心地固直角坐标(xs，ys，zs)。
(2)完成由地心地固直角坐标系到东北天坐标系(东北天(ENU)坐标系，也可称为地理坐标系)的转换。
如图5所示，首先绕地心地固直角坐标系Z轴旋转λ+90°，然后再绕新的X轴旋转90°-φ，地心地固直角坐标系就与ENU坐标系重合，转换矩阵如下：汽车当前位置P到卫星S的向量在东北天(ENU)坐标系下坐标为(3)完成由东北天坐标系到汽车本体坐标系的转换。
东北天坐标系转换为汽车本体坐标系需要使用与汽车本体姿态相关的信息(偏航角、俯仰角、滚动角)，如图6所示。
坐标转换过程按航向、俯仰、滚动的过程进行，转换矩阵如下：式中：θ为偏航角，载体轴线Y在水平面的投影与正北方向的夹角，顺时针为正；ω为俯仰角，载体轴线Y与其在水平面内的投影之间的夹角，向上为正；ψ为滚动角，绕载体轴线Y的转角，逆时针为正。
汽车当前位置P到卫星S的向量在汽车本体坐标系下坐标为(4)汽车物理尺寸相对到卫星距离可忽略，可认为汽车当前位置P与转台原点O重合，原理样机中转台坐标系与汽车本体坐标系一致，因此转台理论方位、俯仰角计算公式如下：(5)根据转台实际方位和俯仰角(θ2，φ2)，得到汽车当前位置P到卫星S的向量在天线坐标系下的坐标(可认为汽车当前位置P与天线原点O2重合)，转换矩阵如下：汽车当前位置P到卫星S的向量在天线坐标系下坐标为由向量(xa，ya，za)通过式(7)的计算方法可得到相控阵天线波束的方位角和俯仰角。
为验证相控阵+伺服辅助方式下天线全方位跟踪方法的性能，开发了一套能实现前、返向语音和视频传输的车载动中通原理样机，设备组成如图7所示。
图8为车载动中通原理样机参加某飞行器着陆返回搜救任务的情况，图9为相控阵天线阵元模型。
车载动中通原理样机主要部件技术指标如表1所示。
通过在原理样机伺服设备上安装普通微带天线的方法测量了方位角变化时，传统车载动中通精确指向方式与相控阵+伺服辅助方式的性能。
下面对测试结果进行具体分析。
(1)传统精确指向方式根据原理样机天线跟踪算法数据处理流程，传统车载动中通精确指向方式天线跟踪方法跟踪角误差计算公式如下：式中：t1为测姿设备延时(1/100 s)；t2为跟踪算法计算延时(1/15 s)；t3为机械伺服控制设备传动间隙时延(≤200 ms)；vcar-ang1e-v表示车辆角速度。