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卫星接收天线仰角和方位角计算公式的推导

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    卫星接收天线仰角和方位角计算公式的推导

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    卫 星 接 收 天 线 仰 角 和 方 位 角  / ,j  . 矿 )  计 算 公 式 的推 导  ,  一  一 … 强… … …   籀  仰 角 和 方位 角 的计 算 公式 不难 查 到 ,但 其 推 导过  在 图 1中 ,过 A 点作 OD 的垂 线 ,交 OD 于 E,  程 却 不 常 见 。本 文 意 欲 弥 补 这 一 缺 憾 ,希 望 能 有 助 于 读  E 点 做 OP 的 垂 线 ,交 OP 于 F,连 接 EF  OA=r,OE  者 。方 位 角 和 仰 角 的 示 意 图 如 图 1所 示 。  =rcosO,OF=rcosOcos ̄。  … … …   嘀  根 据 “如 果 两 个 平 面 互 相 垂 直 ,那 么 在 一 个 平 面 内  垂 直 于 它们 的交 线 的直 线必垂 直 于 另一 个平 面 ”。经 过  地 面 站 的 经 线 圈 所 在 的 面 ,垂 直 于 赤 道 所 在 的 面 ,AE  垂 直 于 赤 道 面 ,所 以 AE 也 垂 直 于 EF  AF一  ̄/AE +EF 一 /r。sin  + ,c∞ 融in  oA0+ oF 一 AF  . ,  co  一— — 丽  一 一  图 1  AC:AP 连 线 在 过 地 球 上 A 点 的 切 面 (后 称 地  面 )上 的 投 影  AD :从 地 面 站 指 向 正 南 方 的 射 线 。  Q:地 面 站 的 纬 度 。  :地 面 站 的 经 度 与 卫 星 的 经 度 差 ,即 ‰ 一 住  口:仰 角 。  卢:方 位 角 。  r:地 球 平 均 半 径 ,约 为 6 378 km 。  h:卫 星 离 地 球 表 面 的距 离 ,约 为 35 786 km。  1 求 仰 角  从 接 收 点 ∽ )仰 望 卫 星 (P)的 视 线 (AP)与 地 面 的  夹 角 即 为 仰 角 ,图 1中 的 。。  1.1  判 定 CP、oA、AP、oP、AC 共 面  因 为 PC 垂 直 于 地 面 ,oA 垂 直 于 地 面 ,所 以  平 行 于 OA ,PC、oA 能 确 定 一 个 平 面 。 直 线 Ao、AC、  AP 分 别 有 两 点 在 Pc 和 OA 上 ,根 据 “如 果 一 条 直 线  上 的 两 点 在 一 个 平 面 内 ,那 么 这 条 直 线 上 所 有 的 点 都  在 这 个 平 面 内 ”可 判 定 CP、0A、A尸、oP、AC 共 面 。  1.2 求  角  r0+ 一COS Oeos  一 r sin  一 r COS 8sin  + 一  2r。COSOcos  竺  一   !塑 ±!!  !  二塑!:  一 2cosOcos¥0  1塑 ! 二!  ±!塑:虫一  2cosOcos¥0  垫 !:墅   一 。  。  2 cosScos ̄  如 一  1.3 求 仰 角  夸 r+h—M   A B — r ̄:gY  OB = rsec7 / A OB = / BP C  BP — M — rsec7  BC一 (^ — rsecy)siny—  M sin7——rtgY  PC 一 (M   rsecY)cos7= M cosY- r  Pc  M cos7一 r  COSY— rfM   g 一 j  rtgY+   iny— rl:gY  sin7  因 为 sin7  二  COSY— r/m  g 一 — ,/ 1 - co s27  因 为 COSY =cosOcos ̄0= cosOcos(‰ 一  )r/M - ̄  0.1 5127  乡 镇 卫 星 电视 接 收 的误 区  焦距 和极 化 的位 置 磋 。  口 姚 曙 光 (湖北省襄樊广播电视太学 441021)  ___。—。。‘一   . 弓圾  在 卫 星 电 视 接 收 天 线 的 调 试 中 .许 多 乡 镇 广 播 电  视 站 的 技 术 人 员 只 是 注 意 调 整 卫 星 天 线 的 方 位 和 仰  角 .而 往 往 忽 略 了 影 响 接 收 效 果 的 另 外 两 个 参 数 焦 距  一 ㈣ 脚 丽一 丝  和极化 ,结果使调试结果不甚理想。  笔 者 通 过 大 量 实 践 ,感 到 要 调 整 好 卫 星 接 收 设 备 ,  除 硬 件 器 材 因 素 外 ,还 应 在 软 件 调 试 上 加 大 力 度 ,即 应  在 焦 距 、极 化 、方 位 、仰 角 这 四 个 要 素 上 下 功 夫 ,才 能 达  到最佳 的收视 效果 。现将 容 易引 起忽 略 的焦 距 和极 化  的 调 试 方 法 阐 述 如 下 。  1 焦 距 的 确 定  每 座 卫 星 天 线 都 有 自 己 的 焦 点 ,而 这 个 焦 点 的 选  择 主 要 靠 焦 距 来 决 定 。一 般 3m 天 线 的 焦 距 是 1.15 rll  左 右 ,而 3.2m 天 线 的焦 距 是 1.2Om 左 右 。掌 握 了 这  个 基 本 常 识 后 ,遇 到 需 要 调 整 接 收 效 果 的卫 星 天 线 时 ,  应 首 先 了 解 这 座 天 线 的 口 径 ,再 测 量 馈 源 口 到 天 线 中  心 点 的 距 离 ,就 能 大 致 了 解 该 天 线 的 焦 距 是 否 准 确 。然  后 在 方 位 和 仰 角 调 整 好 后 ,再 上 下 移 动 馈 源 到 中 心 点  的距 离 ,就不 难找 到 最佳 收视 效 果时 的 焦距 。  2 极 化 位 置 的 确 定  什 么 是 最 佳 的极 化 位 置 呢 ? 简 单 的 判 断 就 是 在 接  收 机 上 接 收 水 平 极 化 的 节 目 时 ,该 接 收 机 上 收 不 到 垂  直 极 化 的节 目 ,反 之 亦 然 。  目前 许 多 卫 星 天 线 大 都 更 换 了 双 馈 源 ,但 仍 然 存  在 着 调 整 极 化 未 达 到 最 佳 位 置 的 问 题 。 笔 者 通 过 上 述  最 佳 极 化 判 断 方 法 的 检 验 ,发 觉 其 接 收 的 极 化 方 式 都  存 在 不 太 准 确 的 问 题 。 在 焦 距 、方 位 、仰 角 都 正 确 的情  况 下 .只需 到 天 线 上 转 动 馈 源 的 角 度 ,使 各 自的 水 平 和  垂 直 极 化 节 目 更 清 楚 ,并 且 水 平 极 化 接 收 上 调 不 出垂  直 极 化 上 的 节 目 ,反 之 亦 然 ,就 可  确 定 此 时 的 极 化 位  置 为 最 佳 位 置 。  通 过 上 述 两 种 调 试 方 法 ,再 配 合 方 位 、仰 角 的 调  整 ,一 定会 使 卫 星电 视达到 最 佳 的接 收效 果 ,  (收 稿 日期 :1998 05 18)  ≮  仰角为: = rc g 型  =三  兰三  V 1-COS #cos (‰ 住 )  2 求 方 位 角  从 接 收 点 (A)仰 望 卫 星 (P)的视 线 (AP)在 地 面 上  的 投 影 (AC)与 从 接 收 点 指 向 正 南 方 的 在 地 面 上 的 射  线 (AD)的 夹 角 即 为 方 位 角 ,图 中 为  。  根 据 “如 果 两 个 相 交 的平 面 都 垂 直 于 第 三 个 平 面 ,  那 么 它 们 的交 线 必 垂 直 于 第 三 个 平 面 ”。地 面 同 赤 道 所  在 的 面 相 交 于 BD ,地 面 和 赤 道 所 在 的 面 分 别 垂 直 于  经 过 地 面 站 的 经 线 圈 所 在 的 面 ,所 以 BD 垂 直 于 AD、  0 D  A D  ̄ rtgO  B D = rsec6tg ̄  ts卢一  =  方 位 角 为  — arctg  值 得 注 意 的 是 :地 磁 南 北 极 与 地 理 南 北 极 有 个 夹  角 即 磁 偏 角 。当 用 地 磁 南 北 极 定 ral时 ,需 将 地 理 南 极 定  向 的 角 度 减 去 磁 偏 角 。  (收 稿 日期 {1998—04 23) 

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