動中通是“移動中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡稱。通過動中通系統(tǒng)，車輛、輪船、飛機等移動的載體在運動過程中可實時跟蹤衛(wèi)星等平臺，不間斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿足各種軍民用應急通信和移動條件下的多媒體通信的需要。 動中通系統(tǒng)很好地解決了各種車輛、輪船等移動載體在運動中通過地球同步衛(wèi)星，實時不斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、高清晰的動態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關(guān)，是通信領(lǐng)域的一次重大的突破，是當前衛(wèi)星通信領(lǐng)域需求旺盛、發(fā)展迅速的應用領(lǐng)域，在軍民兩個領(lǐng)域都有極為廣泛的發(fā)展前景。

      “動中通”是由衛(wèi)星自動跟蹤系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)兩部分組成。

(4)載體測量，使用捷聯(lián)慣導測量和其他測量手段組合測量出載體的變化量，使其反應在天線跟蹤上。其中，光纖陀螺是在光學干涉原理基礎        上發(fā)展起來的新型導航儀器，成為新一代捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)理想的主要部件，用于對所設想的物體精確測向。石英撓性擺式加速度計是由熔融石英制成的敏感元件，撓性擺式結(jié)構(gòu)裝有一個反饋放大器和一個溫度傳感器，用于測量沿載體一個軸的線加速度。光纖陀螺三軸慣測組合由三個光纖陀螺儀和三個石英撓性擺式加速度計組成，可以實時地輸出載體的角速度、線加速度、線速度等數(shù)據(jù)，具有對準、導航和航向姿態(tài)參考基準等多種工作方式，用于移動載體的組合導航和定位，同時為隨動天線的機械操控裝置提供準確的數(shù)據(jù)。對動中通系統(tǒng)來說，其主要性能要求是：加表精度1×10-4g；光纖陀螺精度(偏置穩(wěn)定性)≤1°/h；標度因子線性度≤5×10-4。

      衛(wèi)星通信系統(tǒng)的作用是使電視信號上行傳輸?shù)叫l(wèi)星，并由轉(zhuǎn)發(fā)器下行傳送到地面衛(wèi)星接收裝置。其主要設備有：編/解碼器、調(diào)制/解調(diào)器、上/下變頻器、高功率放大器、雙工器和低噪聲放大器。

“動中通”跟蹤系統(tǒng)是在初始靜態(tài)情況下，由GPS、經(jīng)緯儀、捷聯(lián)慣導系統(tǒng)測量出航向角、載體所在位置的經(jīng)度和緯度及相對水平面的初始角，然后根據(jù)其姿態(tài)及地理位置、衛(wèi)星經(jīng)度自動確定以水平面為基準的天線仰角，在保持仰角對水平面不變的前提下轉(zhuǎn)動方位，并以信號極大值方式自動對準衛(wèi)星。在載體運動過程中，測量出載體姿態(tài)的變化，通過數(shù)學平臺的運算，變換為天線的誤差角，通過伺服機構(gòu)調(diào)整天線方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過程中天線對星在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射天線在載體運動中實時跟蹤地球同步衛(wèi)星。系統(tǒng)跟蹤方式有自跟蹤和慣導跟蹤兩種。自跟蹤是依靠衛(wèi)星信標進行天線閉環(huán)伺服跟蹤；慣導跟蹤是利用陀螺慣導組合敏感載體的變化進行天線跟蹤，這種跟蹤方式有時候常被稱為引導。這兩種跟蹤可根據(jù)現(xiàn)場情況自動切換。當系統(tǒng)對星完畢轉(zhuǎn)入自動跟蹤后，以自跟蹤方式工作；與此同時，慣導系統(tǒng)也進入工作狀態(tài)，并不斷輸出天線極化、方位和俯仰等數(shù)據(jù)。當由于遮擋或其它原因引起天線信標信號中斷時，系統(tǒng)自動切換到慣導跟蹤方式。

      步進跟蹤又稱極值跟蹤, 它是一步一步地控制天線在方位面內(nèi)和俯仰面內(nèi)以一個微小的角度作階躍狀轉(zhuǎn)動, 使天線逐步對準衛(wèi)星。直到接收到的信號達到最大值后, 系統(tǒng)才進入休息狀態(tài), 經(jīng)過一段時間后, 再開始進入跟蹤狀態(tài), 如此周而復始地進行工作。圖 1所示為步進跟蹤的原理框圖。

單脈沖跟蹤
       單脈沖跟蹤方式的特點是天線的射束固定，在一個脈沖的間隔時間內(nèi)就能確定天線波束偏離衛(wèi)星的大小和方向，獲取天線方位軸和俯仰軸運動的誤差信號以驅(qū)動伺服系統(tǒng)，使天線迅速對準衛(wèi)星。單脈沖跟蹤有多喇叭方式和高次模方式，多喇叭方式通常有幅度比較和相位比較兩種。對于拋物面天線，通常配置多個喇叭，用幅度比較方式產(chǎn)生誤差信號進行跟蹤。高次模方式則是當天線對稱軸偏離衛(wèi)星方向時，提取饋源波導管內(nèi)產(chǎn)生的高次模作為位置誤差信號進行跟蹤。單脈沖跟蹤體制的跟蹤速度和跟蹤精度都比圓錐掃描跟蹤體制和步進跟蹤體制要高出幾個數(shù)量級，但它設備復雜，成本較貴。

圓錐掃描跟蹤
       圓錐掃描跟蹤是把饋源喇叭繞天線對稱軸作圓錐運動,或把天線副面傾斜旋轉(zhuǎn),這樣天線波束呈圓錐狀旋轉(zhuǎn)。當天線軸對準衛(wèi)星時,信標電平將受到一個頻率極低的信號對其進行幅度調(diào)制。調(diào)制頻率與波束旋轉(zhuǎn)頻率相同,調(diào)制深度與波束偏離衛(wèi)星的距離有關(guān),偏離大,調(diào)制深度大;偏離小,調(diào)制深度淺;不偏離,調(diào)制深度等于零。調(diào)制的相位與波束偏離的方向有關(guān),所以由調(diào)制信號的幅度和相位就能檢測出天線波束的指向誤差,并根據(jù)指向誤差來確定電機驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動的方向和大小。

三種跟蹤體制的比較
      從三種跟蹤原理的工作方式上來看,它們在本質(zhì)上是相同的,都是在取得多個AGC信號后比較并確定電機的轉(zhuǎn)動方向和幅度。步進跟蹤是分別在方位和俯仰面內(nèi)采樣后驅(qū)動電機帶動天線在方位和俯仰面內(nèi)轉(zhuǎn)動;圓錐掃描跟蹤則是饋源在電機驅(qū)動下作圓錐運動并在該過程中比較信號電平的大小來對準衛(wèi)星;單脈沖跟蹤則在一個脈沖的時間內(nèi)就能確定電機的轉(zhuǎn)動方位和幅度。
      單脈沖跟蹤的精度和速度都比較高,但系統(tǒng)比較復雜,造價高,一般適用于精度要求較高的地方;圓錐掃描的精度雖能滿足一般系統(tǒng)的要求,但結(jié)構(gòu)比較復雜,對信號損耗較大,而且跟蹤速度也比較慢;而步進跟蹤的速度和精度都界于兩者之間,并且整個系統(tǒng)比較簡單,實現(xiàn)起來比較容易,因而得到了較廣泛的應用。

穩(wěn)定技術(shù)
       對于動中通系統(tǒng)來說, 如果僅有跟蹤, 那么天線在載體大的波動下很容易丟失信號而造成通信中斷。因此, 必須有天線穩(wěn)定系統(tǒng)來隔離載體運動造成的干擾。車載天線的穩(wěn)定系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)方法: 1，物理平臺穩(wěn)定；2，捷聯(lián)式穩(wěn)定。
( 1) 物理平臺穩(wěn)定 在車載天線和車體之間通過一個穩(wěn)定平臺來隔離, 車體的運動被穩(wěn)定平臺隔離在車載天線系統(tǒng)之外。這相當于把車載天線固定在大地平面上, 很容易實現(xiàn)精確對星, 且對準衛(wèi)星以后不再需要調(diào)整天線的指向。這種方法把車載天線穩(wěn)定系統(tǒng)分割成一個穩(wěn)定平臺系統(tǒng)和一個天線伺服系統(tǒng)。天線的穩(wěn)定對星依賴于穩(wěn)定平臺, 自主能力差, 系統(tǒng)復雜, 相對成本高。
( 2) 捷聯(lián)式穩(wěn)定 利用載體上陀螺、GPS等提供的信息, 通過坐標變換, 建立一種數(shù)學平臺, 計算出伺服系統(tǒng)的修正量。系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、體積小、成本低、容易維修等特點而得到了廣泛使用。
      “動中通”車能在20～100km/h的行駛速度下通過衛(wèi)星雙向傳送數(shù)字電視，廣播，數(shù)據(jù)信號，保障運動載體在移動過程中不間斷進行寬帶多媒體衛(wèi)星通信。

“動中通”系統(tǒng)特點
      “動中通”在直播中有以下優(yōu)點：
(1)在轉(zhuǎn)播過程中采用自主跟蹤方式跟蹤衛(wèi)星，充分利用了衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大、抗干擾能力強、線路穩(wěn)定的特點，可實現(xiàn)點對點、點對多點、點對主站移動衛(wèi)星的通信；
(2)“動中通”車具有靈活、機動的轉(zhuǎn)播特點，能確?？焖?、實時的靜態(tài)和動態(tài)現(xiàn)場直播；
(3)自動重捕時間短，駛出通信盲區(qū)后能快速恢復通信；
(4)與OFDM“無方向”移動微波設備相比，“動中通”車無需收、發(fā)設備操作人員在惡劣環(huán)境條件下工作，節(jié)約了人力、物力，而且減小了電磁輻射污染；
(5)信號傳輸過程的節(jié)點減少，提高了轉(zhuǎn)播質(zhì)量和可靠性；
(6)能降低大范圍、復雜場景直播過程的運行成本。
然而，受目前技術(shù)的限制，“動中通”仍存在一些不足，主要是：
(1)在轉(zhuǎn)播環(huán)境比較復雜(建筑物太高、太多，橋梁、山區(qū)等)的情況下，會出現(xiàn)信號中斷現(xiàn)象；
(2)用兩輛“動中通”車傳送不同電視圖像信號，在圖像播出時不易做到無閃點連接(兩車同時遇到閃點)；
(3)“動中通”車與移動信號采集車之間信號傳輸不易(兩車的方向、位置在不斷變化)。

AgileLight系列光纖陀螺動中通中使用的優(yōu)勢
      無錫慧聯(lián)信息科技有限公司生產(chǎn)的AgileLight系列光纖陀螺性能優(yōu)異，能夠抵抗沖擊和各種惡劣環(huán)境，價格優(yōu)勢明顯，既可以作為低成本光纖陀螺慣導系統(tǒng)中的主要部件，也可以用于伺服系統(tǒng)，是動中通系統(tǒng)的理想選擇。

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