具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开提供一种数据处理方法，可以提高中轨或低轨卫星对星的准确性，下面结合图1进行描述。

图1为本公开数据处理方法一些实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：步骤S102～S108。

在步骤S102中，根据推算的卫星位置信息对应的第一误差，终端的定位系统的第二误差以及天线跟踪精度，确定终端的惯性导航系统测量的方位数据的第三误差范围。终端为动中通终端，后续简称终端。

本公开的方案适用于以下应用场景：(1)卫星为高轨静止轨道卫星的情况；(2)卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息的情况，这种情况包括：卫星为中轨或低轨卫星，车载或船载动中通终端经过开机第一次对星之后，实时接收卫星的星历信息的情况；(3)卫星为中轨或低轨卫星，终端为船载动中通终端，开机冷启动后第一次对星的情况。

在一些实施例中，在卫星为高轨静止轨道卫星的情况下，或在卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息的情况下，第一误差为零。由于高轨静止轨道卫星可以认为卫星的位置信息可以精准测得并为已知信息，即推算的卫星位置信息为准确位置信息，则第一误差可以被认为为零。对应于上述应用场景(1)和(2)。

在一些实施例中，在卫星为中轨或低轨卫星且终端为船载动中通终端，冷启动的情况下，卫星的位置信息是根据卫星的历史星历信息利用星历外推算法推算的，第一误差是根据星历外推算法对应的模型误差确定的。对应于上述应用场景(3)。此外，对于卫星为中轨或低轨卫星且终端为车载动中通终端的情况，开机时，惯性导航系统也处于刚开机，默认准确，不需要校准，可以不应用本公开的方案。在第一次对星完成之后，随着时间推移，惯性导航系统会产生误差，可以应用本公开的方案，即上述应用场景(2)的一种情况。

对于中轨或低轨卫星，船载动中通终端开机时存储的星历信息为历史星历信息。根据历史星历信息利用现有的星历外推算法，推算卫星的位置信息，以及第一误差。例如，星历外推算法，是根据获得星历起始数据、星历外推公式并考虑地球引力场(JGM-3模型)、太阳光压系数、大气阻力系数、第三体摄动等因素，得到卫星在RTN坐标系中法向，径向，运动方向等信息，从而确定卫星的位置信息。对于中轨或低轨卫星，地球引力场为主要因素，对于普通动中通终端，其计算能力有限，采用的外推模型一般为4×4阶，相比高阶模型，数值误差较大。不同的模型的误差不同，可以根据模型确定。

终端的定位系统的第二误差可以是已知的。终端对星的天线跟踪精度表示在该精度范围内，可以保证终端与卫星的通信，超过该天线跟踪精度的误差最大值，则无法保证终端与卫星的通信。根据第一误差，第二误差和天线跟踪精度，则可以确定满足天线跟踪该精度下终端的惯性导航系统测量的方位数据的第三误差范围。在实际对星过程中，主要需要调整的数据为方位数据，因此，本公开的方案主要针对方位数据设计。

在一些实施例中，根据第一误差，确定终端相对于卫星的第一方位角误差；根据第二误差，确定终端相对于卫星的第二方位角误差；根据第一方位角误差、第二方位角误差以及天线跟踪精度对应的方位角误差范围，确定由于惯性导航系统测量导致的终端相对于卫星的方位角误差范围；根据由于惯性导航系统测量导致的终端相对于卫星的方位角误差范围，确定惯性导航系统测量的终端的方位角的第三误差范围。

根据第一误差(卫星的位置误差)可以将其分解为在水平面上终端相对于卫星的第一方位角误差θ₁。例如，卫星实际位置为A，终端相对于位置A在水平方向的方向角为正北偏西45度；推算的卫星位置为B，终端相对于位置B在水平方向的方向角为正北偏西50度，则第一方位角误差为5度。如果按照位置A调整天线指向正北偏西45度则偏差5度无法对准。方位角的表示方法或者方位角为0度的方向可以根据实际需求进行设置，例如，将正东方向设为方位角0度方向，向北旋转角度依次增大，直至旋转360度。

同样的，第二误差可以分解为终端相对于卫星的第二方位角误差θ₂。天线跟踪精度可以分解为方位角误差范围(0，θ₀)，方位角误差最大值为θ₀。在最差情况下，第一误差，第二误差和第三误差可以相互叠加，则由于惯性导航系统测量导致的终端相对于卫星的方位角误差范围可以表示[0，θ₀-(θ₁+θ₂)]。惯性导航系统测量终端方位角的第三误差范围也可以表示为[0，θ₀-(θ₁+θ₂)]。

在一些实施例中，在天线跟踪精度为预设比例与半功率波束宽度的乘积的情况下，半功率波束宽度是根据终端的天线工作频率和口径确定的。例如，半功率波束宽度为天线工作频率与口径的比值再乘以预设值，预设值例如为65～80，优选为70。例如，天线跟踪精度的最大值为小于1/4半功率波束宽度，等效口径为D米口径的卫星相控阵天线终端的半功率波束宽度为λ为天线工作频点。

在步骤S104中，根据第三误差范围，确定惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。

在一些实施例中，确定了惯性导航系统测量终端方位角的第三误差范围之后，根据惯性导航系统的方位角误差累积与时间的关系，确定达到第三误差范围的最大值的时刻与前一次校准时刻(如果是终端重新开机，可以为开机时刻)构成的时间范围，作为惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。例如，可以预先获得惯性导航系统的方位角误差漂移率，即方位角误差累积与时间的关系，根据该关系可以确定惯性导航系统在前一次校准后，经过多长时间会达到第三误差范围的最大值。只要两次校准时间间隔不超过该校准时间范围，则可以保证整体系统的误差满足天线跟踪精度。因此，两次校准时间间隔不超过该校准时间范围进行校准可以在保证对星准确性的情况下，尽量减少校准的次数，提高效率。

在步骤S106中，在校准时间范围内对惯性导航系统进行校准。

可以采用现有方法对惯性导航系统进行校准，例如，根据定位系统测量的数据进行校准，在此不再赘述。惯性导航系统的校准可以是循环进行的，每当完成一次校准后可以根据校准时间范围确定下一次校准的时机。

在步骤S108中，根据惯性导航系统测量的方位数据，确定终端的天线指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角。

只要每次都在校准时间范围内对惯性导航系统进行了校准，则惯性导航系统测量的方位数据可以使整体系统满足天线跟踪精度。

在一些实施例中，在惯性导航系统测量的方位数据的时刻，根据推算的卫星在该时刻的位置信息与第一误差，确定卫星在该时刻的位置信息；根据定位系统在该时刻测量的定位数据和第二误差，确定终端在该时刻的位置信息；根据惯性导航系统在该时刻测量的方位数据，确定终端在该时刻的方位角；根据卫星在该时刻的位置信息，终端在该时刻的位置信息和终端在该时刻的方位角以及惯性导航系统在该时刻测量的终端的俯仰角，确定终端的天线指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角。

进一步，采用以下公式确定终端的天线指向卫星待调整的方位角：

采用以下公式确定终端的天线指向卫星待调整的俯仰角：

其公式(1)和(2)中，表示待调整的方位角，表示待调整的俯仰角，表示终端与卫星的经度差，δ表示终端与卫星的纬度差，表示终端的方位角，表示终端的俯仰角，R_E为地球半径，h_E为卫星的轨道高度。

根据天线指向卫星待调整的方位角和俯仰角，将天线波束的最大增益方向指向卫星，从而完成快速对星。

上述实施例中根据推算的卫星位置信息对应的第一误差，终端的定位系统的第二误差以及天线跟踪精度，确定终端的惯性导航系统测量的方位数据的第三误差范围。进一步，根据该第三误差范围确定惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。在校准时间范围内对惯性导航系统进行校准，则根据惯性导航系统测量的方位数据进行对星可以尽量保证始终满足天线跟踪精度，从而保证对星的准确性。上述实施例的方案适用于中轨或低轨卫星，船载动中通终端在冷启动时，惯性导航系统测量的终端的方位角信息的校准，可以提高对星的准确性。此外，上述实施例的方案还适用于卫星为高轨静止轨道卫星，或者卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息等情况，提高对星的准确性。并且，在校准时间范围内对惯性导航系统进行校准，可以减少校准次数，提高对星效率，有效缩短终端天线对星计算时间，完成快速对星。

下面结合图2描述本公开数据处理方法的另一些实施例。

图2为本公开数据处理方法另一些实施例的流程图。如图2所示，该实施例的方法包括：步骤S202～S214。

在步骤S202中，获取推算的卫星位置信息对应的第一误差。

在步骤S204中，确定第一误差是否大于天线跟踪精度的最大值，如果大于则执行步骤S206，否则，执行步骤S208。

在卫星为高轨静止轨道卫星的情况下，或在卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息的情况下，则可以不执行步骤S202～S204，将第一误差默认为0，从步骤S208开始执行。

在步骤S206中，更新卫星的星历信息。

如果终端开机时间距离上一次更新卫星的星历信息的时间过长，可能会导致第一误差超过天线跟踪精度的最大值，因此，需要更新卫星的星历信息，并基于更新的时间重新确定卫星的位置信息和对应的第一误差。可以通过从其他系统获取卫星的实时星历信息进行更新。

在步骤S207中，根据更新后的星历信息和星历外推算法重新确定推算的卫星位置信息对应的第一误差。

如果更新后的星历信息为实时星历信息，可以不执行步骤S207，认为第一误差为0。在卫星为中轨或低轨卫星，终端为车载动中通终端开机第一次对星的情况下，默认惯性导航数据准确，执行步骤S206或207后，可以不执行后续的步骤，直接根据实时星历信息或第一误差确定卫星的位置，根据定位系统测量的终端的位置和第二误差，确定终端的位置，根据惯性导航系统测量的终端的方位角和俯仰角，卫星的位置和终端的位置完成对星。

在步骤S208中，根据推算的卫星位置信息对应的第一误差，终端的定位系统的第二误差以及天线跟踪精度，确定终端的惯性导航系统测量的方位数据的第三误差范围。

在步骤S210中，根据第三误差范围，确定惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。

在步骤S212中，在校准时间范围内对惯性导航系统进行校准。

在步骤S214中，根据惯性导航系统测量的方位数据，确定终端的天线指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角。

上述实施例的方法，可以动态确定惯性导航系统的方位数据的校准时间范围，减少惯导系统校准与姿态测量时间，有效缩短终端天线对星计算时间，完成快速对星。针对三种应用场景：(1)在卫星为高轨静止轨道卫星的情况，或者(2)卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息的情况下，根据前述实施例的方法，确定惯性导航系统的方位角的校准时间间隔，可以减少校准频次提高校准效率。其中，应用场景(2)包含卫星为中轨或低轨卫星，终端为车载终端，开机冷启动的情况，这种情况下，惯性导航系统也处于刚开机，默认准确，不需要校准，只需要计算第一误差是否天线跟踪精度，若大于，则星历过期较久，需要外部重新输入星历信息并更新后进行对星，如果小于，则可以对星。之后，随着终端使用时间的推移和惯性导航系统的方位漂移误差的累计，就可采用第一种应用场景，确定惯性导航系统的方位角的校准时间间隔，减少校准频次。(3)卫星为中轨或低轨卫星，终端为船载动中通终端，开机时，惯性导航系统已经处于工作状态，并已经存在方位漂移，需要进行校准，则根据前述实施例的方法，确定惯性导航系统的方位角的校准时间间隔，可以减少校准频次提高校准效率。

本公开还提供一种数据处理装置，下面结合图3进行描述。数据处理装置可以设置于动中通终端(例如，车辆、轮船等移动的载体上的终端)内。

图3为本公开数据处理装置的一些实施例的结构图。如图3所示，该实施例的装置30包括：误差确定模块310，时间确定模块320，校准模块330，对星模块340。

误差确定模块310用于根据推算的卫星位置信息对应的第一误差，终端的定位系统的第二误差以及天线跟踪精度，确定终端的惯性导航系统测量的方位数据的第三误差范围。终端为动中通终端。

在一些实施例中，在卫星为高轨静止轨道卫星的情况下，或在卫星为中轨或低轨卫星且终端实时接收卫星的星历信息的情况下，第一误差为零；在卫星为中轨或低轨卫星且终端为船载动中通终端，冷启动的情况下，卫星的位置信息是根据卫星的历史星历信息利用星历外推算法推算的，第一误差是根据星历外推算法对应的模型误差确定的。

在一些实施例中，在天线跟踪精度为预设比例与半功率波束宽度的乘积的情况下，半功率波束宽度是根据终端的天线工作频率和口径确定的。

在一些实施例中，误差确定模块310用于根据第一误差，确定终端相对于卫星的第一方位角误差；根据第二误差，确定终端相对于卫星的第二方位角误差；根据第一方位角误差、第二方位角误差以及天线跟踪精度对应的方位角误差范围，确定由于惯性导航系统测量导致的终端相对于卫星的方位角误差范围；根据由于惯性导航系统测量导致的终端相对于卫星的方位角误差范围，确定惯性导航系统测量的终端的方位角的第三误差范围。

时间确定模块320用于根据第三误差范围，确定惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。

在一些实施例中，时间确定模块320用于根据惯性导航系统的方位角误差累积与时间的关系，确定达到第三误差范围的最大值的时刻与前一次校准时刻构成的时间范围，作为惯性导航系统的方位数据的校准时间范围。

校准模块330用于在校准时间范围内对惯性导航系统进行校准。

对星模块340用于根据惯性导航系统测量的方位数据，确定终端的天线指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角。

在一些实施例中，对星模块340用于在惯性导航系统测量的方位数据的时刻，根据推算的卫星在该时刻的位置信息与第一误差，确定卫星在该时刻的位置信息；根据定位系统在该时刻测量的定位数据和第二误差，确定终端在该时刻的位置信息；根据惯性导航系统在该时刻测量的方位数据，确定终端在该时刻的方位角；根据卫星在该时刻的位置信息，终端在该时刻的位置信息和终端在该时刻的方位角以及惯性导航系统在该时刻测量的终端的俯仰角，确定终端的天线指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角。

在一些实施例中，采用以下公式确定终端的天线指向卫星待调整的方位角：

采用以下公式确定终端的天线指向卫星待调整的俯仰角：

其中，表示待调整的方位角，表示待调整的俯仰角，表示终端与卫星的经度差，δ表示终端与卫星的纬度差，表示终端的方位角，表示终端的俯仰角，R_E为地球半径，h_E为卫星的轨道高度。

本公开的实施例中的数据处理装置可各由各种计算设备或计算机系统来实现，下面结合图4以及图5进行描述。

图4为本公开数据处理装置的一些实施例的结构图。如图4所示，该实施例的装置40包括：存储器410以及耦接至该存储器410的处理器420，处理器420被配置为基于存储在存储器410中的指令，执行本公开中任意一些实施例中的数据处理方法。

其中，存储器410例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。

图5为本公开数据处理装置的另一些实施例的结构图。如图5所示，该实施例的装置50包括：存储器510以及处理器520，分别与存储器410以及处理器420类似。还可以包括输入输出接口530、网络接口540、存储接口550等。这些接口530，540，550以及存储器510和处理器520之间例如可以通过总线560连接。其中，输入输出接口530为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口540为各种联网设备提供连接接口，例如可以连接到数据库服务器或者云端存储服务器等。存储接口550为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。

本公开还提供一种动中通终端，下面结合图6进行描述。

图6为本公开动中通终端的一些实施例的结构图。如图6所示，该实施例的终端6包括：前述任意实施例的数据处理装置30/40/50；以及天线622，定位系统624和惯性导航系统626，天线控制模块628；定位系统624用于测量终端62的定位数据；惯性导航系统626用于测量终端62的惯性导航数据，惯性导航数据包括：方位数据；天线622用于接收卫星的信号，或向卫星发送信号；天线控制模块628用于接收数据处理装置发送的天线622指向卫星待调整的方位角和待调整的俯仰角，并根据待调整的方位角和待调整的俯仰角调整天线622。终端还可以包括中频单元和基带单元用于接收卫星信号，解析出最新星历信息，并存储在存储单元等。除了本公开限定的功能，终端还可以集成现有技术中的其他功能，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。