加强型IPHONE寻星仪软件的设计-中国城电视台技术协会.DOC

加强型IPHONE寻星仪软件的设计 张跃进 周灏 奚丰 孙建农 （苏州广播电视总台 苏州 215006） 摘要：鉴于卫星直播在广播电视行业内的广泛应用，为了达到新闻直播的及时性，需要使用天线控制器迅速、准确地寻找卫星，而一些卫星天线控制器自动寻星速度较慢，如果能够得到卫星天线的三个角度参数，手动调星则可以节约很多时间，本软件正是为此目的设计。本文首先简单介绍寻星所需要的三个天线角度参数，再介绍软件编写的方法，最后介绍该软件下载和使用的方法 关键词：IPHONE，罗盘，寻星参数 The Design of Improved Satellite Searching Software For Iphone Zhang Yuejin, Zhou Hao, Xi Feng, Sun Jiannong Abstract：Considering satellite news gathering is widely used in broadcasting, antenna controller must find satellite fast and correctly in order to transmit news immediately, while some antenna controllers search satellite slowly. If three parameters of satellite can be calculated, searching satellite can be manual adjusted, which can save lots of time. For this purpose, the software is designed. Firstly, the three angle parameters is introduced in the paper, then how to design the software is shown. At last, the paper shows how to download and use. Key word: Iphone, compass, search satellite parameters 1 引言 为了实现新闻的及时传输，广电工程师往往采用3G、4G直播，卫星直播等方式，由于卫星直播有不依赖通讯基站，带宽稳定等特点，在一些偏远地区和自然灾害地区往往有着更加重要的地位。为了能够迅速得到卫星天线的三个角度参数，本文介绍了一种在IPHONE手机上运行的软件，该软件可以根据定位得到当地的经纬度信息，由卫星的经度，计算出卫星天线的俯仰角、方向角和极化角，并通过动态罗盘实时显示手机前方对应的方位，方便迅速寻找卫星。 2 卫星天线的重要参数 在调节抛物面天线接收卫星信号时，关键在于调节三个参数，即天线的俯仰角、方向角和极化角。 根据文献[1]、[2]、[3]，首先介绍位置矢量的概念，位置矢量就是从接收点指向同步卫星的矢量。 天线俯仰角是位置矢量与地平面的夹角，如下图2.1所示： 图 2.1 天线俯仰角示意图 对于偏馈天线，由于其高频头不在天线的中心轴线上，高频头与天线的中心轴线之间存在一个偏馈角，所以此时的偏馈天线俯仰角等于正馈天线的俯仰角加上偏馈角。 天线方向角是位置矢量在地平面的投影与接收点正南方向的夹角，如下图2.2所示： 图 2.2 天线方向角示意图 天线极化角是顺着电磁波传输方向，接收点地平面与水平极化波电场平面之间的夹角。在接收天线的口面上，极化角就是水平极化波电场矢量与水平方向之间的夹角，或者垂直极化电场矢量与垂直方向之间的夹角。如下图2.3所示： 图 2.3 天线极化角示意图 根据文献[3]，得到卫星接收天线仰角和方向角如下： 仰角： 公式1 方向角： 公式2 极化角： 公式3 其中，为地面站的纬度值， 为地面站的经度， 为卫星在地球上的投影所对应的经度 3 软件编写思路 3.1 寻星总体思路 对于任何寻星的设备都是通过手动或者电动调整抛物面天线的俯仰角、方向角和极化角实现对星。根据公式1-3，可以知道只要知道卫星的经度以及当地经纬度就可以计算出天线的方向角、俯仰角和极化角，之后根据这三个角度值就可以对到所需的卫星。根据作者所知，目前市场上常用的天线控制器在粗略计算到这三个角度值后，通常为自动对准卫星，精调角度有两种途径：一种是内置有信标机，即每个卫星在不同的波段，垂直或水平极化时，都会有一个类似于单载波信号的信标，该信标是唯一的，一旦接收到该信