Resumen

El artículo presenta un enfoque mejorado de seguimiento de satélites utilizando el filtro de Kalman ampliado dentro de los sistemas de control de la antena móvil. La atención se centra en la cuestión del mantenimiento de la intensidad máxima de la señal durante el movimiento del vehículo, el error de los sensores giroscópico y GPS y el deterioro de la recepción debido a las condiciones cambiantes (meteorología, obstáculos). Las técnicas utilizadas habitualmente se basan en la exploración ad hoc del valor máximo de la señal de radiofrecuencia. El enfoque presentado en este artículo podría utilizarse como una alternativa mucho más consistente y elegante a estos algoritmos. Para probar la función del algoritmo presentado, se realizan simulaciones de varios escenarios diferentes. A partir de estas simulaciones, se evalúan la robustez y la velocidad del algoritmo recién diseñado.

1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas modernos de comunicación por satélite deben permitir una transmisión de datos rápida y fiable entre el satélite orbital y la estación terrestre. Si el satélite no está en órbita geosíncrona y se desplaza por el cielo, la estación terrena debe corregir continuamente la orientación de la antena, para seguir al satélite. La necesidad de correcciones rápidas y precisas es aún mayor si la estación terrena es móvil y está situada en vehículos o embarcaciones, donde el sistema de seguimiento sufre perturbaciones debidas al movimiento del vehículo [1]. En este artículo, nos centraremos en el problema de seguimiento de satélites de estaciones terrenas móviles.

Se han desarrollado muchos algoritmos de seguimiento de control, que generalmente utilizan dos tipos de información: la medición de los sensores inerciales, que indican el movimiento del vehículo con respecto al sistema de referencia terrestre, y la medición de la intensidad relativa de la señal de radio. El seguimiento por pasos y el barrido cónico son dos ejemplos de algoritmos de seguimiento descritos en este artículo, que utilizan únicamente las mediciones de la intensidad de la señal de radio para encontrar la orientación óptima de la antena. Anteriormente se intentó mejorar estos algoritmos, pero sólo utilizaban las medidas de la unidad inercial [2] o la intensidad real de la señal [3], no ambas informaciones juntas. 

En este artículo presentaremos un novedoso algoritmo de seguimiento de satélites basado en el filtro de Kalman ampliado, que combina las mediciones del sensor inercial y de la intensidad de la señal de radio. Consideramos que nuestro enfoque es una solución mucho más elegante, que se corresponde más con el diseño clásico de la teoría de control.

El resto del documento se organiza como sigue.

• Materias:Sistema de seguimiento Seguimiento de trayectoria Satélites de comunicaciones Procesamiento de señales
• Subjects:Tracking system Tracking of trajectory Communication satellites Signal processing
• Palabras claves:Apuntamiento de antenas; Matlab; SATCOM móvil (Comunicación por Satélite); Filtro de Kalman; Simulación
• Keywords:Antenna pointing; Matlab; Mobile SATCOM (Satellite Communication); Kalman filter; Simulation