Антенны
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Расчёт параметров ориентации спутниковой антенныРаспечатать: Расчёт параметров ориентации спутниковой антенны

Расчёт параметров ориентации спутниковой антенны



В статье предложены алгоритм и программа расчёта параметров угла места и азимута, необходимых для ориентации антенны на геостационарный спутник-ретранслятор телевизионных программ.

Перед установкой антенны необходимо выбрать спутник - источник сигнала, уточнить его название и орбитальную позицию, выбрать передатчик с конкретной частотой. Эту информацию можно найти в Интернете, в частности автор пользуется информацией, размещённой на сайте [1].

Возможности вычисления угла места и азимута ориентации антенны предоставляют ряд компьютерных программ, в основном коммерческих, например Satellite Antenna Alignment, SatHunter, SMW Link, SatMF. Но не все программы позволяют вычислить магнитный азимут, зная который, можно использовать такой несложный инструмент ориентации антенны, как компас. По мнению автора, это один из самых простых способов установки антенны. Но для этого необходимо знать и учитывать местное магнитное склонение.


Вычисления выполняют по следующему алгоритму:

1 Расчёт угла места:

где m - частное радиусов геостационарной орбиты и экватора Земли; А - широта места приёма; В - разность долгот места приёма и подспутниковой точки.

Эта формула даёт значение геометрического угла места без учёта влияния атмосферы Земли. Это влияние (рефракция) особенно велико для малых значений угла места.

2. Поправка угла места на рефракцию при распространении сигнала от спутника В практике ориентации антенн её целесообразно учитывать для значений угла места меньше 30°:

градусы, уточненное значение угла места.

3. Расчёт географического азимута:

4. Расчёт магнитного азимута:

Наиболее сложно определить местное магнитное склонение. Известно, что географический и магнитный полюсы Земли не совпадают. Магнитный азимут направления на географический северный полюс и есть местное магнитное склонение. Для всей европейской части России местное магнитное склонение положительно. Определить его для точки с конкретными географическими координатами можно, в частности, используя сайты [2] и [3]

На основании вышеизложенного написана программа на языке Visual Basic 6.0 для подсчёта угла места установки и нацеливания антенны на конкретный спутник, а также для расчета азимута ее установки. Также, для удобства пользователя, в случае необходимости уточнения местного магнитного склонения проводится расчёт магнитного азимута установки антенны. Математическая часть, после соответствующей доработки, использована из книги [4].

Исходные данные для расчёта:

- позиция спутника на геостационарной орбите;

- географические координаты места приёма;

- местное магнитное склонение.

С программой работают так:

1. Запускают исполняемый файл программы Caljnst Ant v1.4-2.exe. На рабочем столе появляется окно программы показанное на рисунке. При первом запуске программы все исходные параметры расчёта равны нулю, а разделы результатов вычислений показаны серым шрифтом.



2. Вводят значение долготы подспутниковой точки для конкретного спутника (орбитальная позиция спутника на геостационарной орбите).

3. Вводят географические координаты точки приёма (места установки антенны). Координаты можно определить по навигатору спутниковой системы ГЛО-НАСС или иной аналогичной, а при его отсутствии - по географической карте.

4. В случае использования компаса необходимо знать местное магнитное склонение. Для этого включаем опцию учёта магнитного склонения с помощью нажатия на кнопку "Учитывать магнитное склонение". Далее при нажатии на кнопку "Уточнить" программа сама автоматически соединяется через Интернет с сайтом [2]. передаёт ему координаты места приёма и считывает результаты вычислений в соответствующее окно. Для этого программа использует функции браузера Internet Explorer. Для контроля работы программы рекомендуется поставить галочку "Показывать процесс запроса магнитного склонения". Если программа не сможет правильно взаимодействовать с сервером сайта [2] (например, если на компьютере установлен другой браузер), то можно на сайте [2] вручную заполнить форму для значений долготы (Longitude) и широты (Latitude) места приёма, после чего надо нажать на кнопку "Compute Declination". Сервер сайта вычислит магнитное склонение, которое вручную переносят в окно программы.

5. Нажимают на кнопку "Расчёт", после чего программа вычислит угол места и азимут, значения которых будут выведены в соответствующие окна. Для примера на рисунке показано окно программы для расчёта ориентации антенны на спутник Eutelsat W4/W7 (долгота 36°) в месте жительства автора.

В программе предусмотрена возможность распечатки исходных данных и результатов расчёта на системном принтере нажатием на кнопку "Печать", а также сохранения их в текстовый файл Callnst Ant.txt нажатием на кнопку "Сохранить". Этот файл программа создаёт автоматически при первом запуске, а при последующих запусках добавляет информацию в его конец. Пользователь может посмотреть этот файл в любом текстовом редакторе, например, в программе "Блокнот", и удалить данные, которые больше не нужны.

При повторном запуске программа выводит предыдущие исходные данные, которые она сохраняет в файле Cal lnst_ Ant.ini. Это очень удобно, особенно при работе в одной и той же местности, так как её географические координаты и магнитное склонение нужно вводить только один раз. При последующих запусках программы они автоматически выводятся в соответствующих окнах.

Программа содержит справочный файл Cal lnst Ant v1.4.2.chm, который можно запустить как из программы командой меню "Справка", так и отдельно от неё. Этот файл содержит инструкцию по работе с программой и таблицу географических координат и значений магнитного склонения для ряда крупных городов России.

Если рассчитанный угол места меньше нуля, то спутник не виден из выбранного места приёма. Эта проблема особенно проявляется для высоких широт, при этом наблюдаемая часть геостационарной орбиты значительно сокращается

В случае, когда затруднительно воспользоваться компасом из-за мешающего влияния металлоконструкций, можно определить направление на север по Солнцу, как описано в статье [5].

Работа программы проверена для северной широты и восточной долготы места приёма.

Программу можно скачать здесь.

Литература:

1. LyngSat — http://www.lyngsat.com

2 NOAA NATIONAL GEOPHYSICAL DATA CENTER — .

3. Magnetic declination calculator.— http: / geomag.nrcan.gc.ca apps mdcal-eng.php

4 Стивенсон Д. Спутниковое ТВ. Практическое руководство: Пер. с англ. — М.: ДМ К 1 Пресс, 2001.

5 Давиденко А. Указатель азимута антенны на герконах — Радио, 2008. № 8 с. 55—57

Автор: В. Беляев, г. Муром Владимирской обл.


Дата публикации: 04.06.2012
Мнения читателей
  • юра / 21.05.2014 - 06:03
    может сделал кто удачную систему сп.приема для нескольких любителей - жителей неск. квартир в одной многоэтажке? посоветуйте.всем 73!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics