在運(yùn)行的汽車上，由于路面顛簸，安裝在車上的車載衛(wèi)星天線伺服控制系統(tǒng)也會(huì)隨之搖擺，特別是車輛的轉(zhuǎn)向會(huì)使天線指向偏離衛(wèi)星，從而造成通信中斷。為了避免這種情況的發(fā)生，必須將天線對(duì)車輛的搖擺進(jìn)行隔離，使天線穩(wěn)定指向衛(wèi)星，這就是所謂的車載衛(wèi)星天線波束穩(wěn)定的問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題是慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要任務(wù)之一。
目前車載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)穩(wěn)定平臺(tái)可分為兩大類：一類是無(wú)源穩(wěn)定，另一類是有源穩(wěn)定。
1.無(wú)源穩(wěn)定
無(wú)源穩(wěn)定的基本原理是將天線安裝在由x軸和y軸所決定的平面上，平面的下面（也就是Z軸的方向）帶有高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，利用旋轉(zhuǎn)飛輪的陀螺效應(yīng)（即旋轉(zhuǎn)方向指向地心且不變）提供由于載體搖擺帶來(lái)的干擾力矩的回復(fù)力矩，使x-y軸所構(gòu)成的平面不受影響。天線波束指向的調(diào)整與跟蹤仍然由方位-俯仰控制完成，并把載體上測(cè)量載體運(yùn)動(dòng)方向的電子羅盤(pán)信號(hào)引入方向控制回路，以消除載體運(yùn)動(dòng)方向改變?cè)斐傻母櫽绊憽＿@種方法通常應(yīng)用于對(duì)穩(wěn)定精度要求不高的場(chǎng)合，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低。
2.有源穩(wěn)定
有源穩(wěn)定是指由慣性元件感應(yīng)載體的搖擺，并通過(guò)伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)載體搖擺的隔離，這種穩(wěn)定天線波束的方法一般應(yīng)用于要求高、天線口徑大的場(chǎng)合，有源穩(wěn)定可分為外部引導(dǎo)穩(wěn)定和自身穩(wěn)定兩種方式，具體如下：
1.外部引導(dǎo)穩(wěn)定是指由能測(cè)量載體方位、俯仰和搖擺的設(shè)備或器件作為導(dǎo)源進(jìn)行天線波束指向穩(wěn)定的方法，它分為機(jī)械穩(wěn)定和電氣穩(wěn)定。
機(jī)械穩(wěn)定是在機(jī)械上增加一套能夠補(bǔ)償載體方位，俯仰和橫搖變化的穩(wěn)定平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)天線波束的穩(wěn)定，該方案的缺點(diǎn)是造價(jià)高且可靠性較差。數(shù)字穩(wěn)定不需要穩(wěn)定平臺(tái)，而是利用傳感器和各種穩(wěn)定技術(shù)，修正或補(bǔ)償載體姿態(tài)變化的影響，從而實(shí)現(xiàn)天線波束的穩(wěn)定。數(shù)字穩(wěn)定方案優(yōu)點(diǎn)是成本較低、精度高、響應(yīng)速度快，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)難、控制算法復(fù)雜。數(shù)字穩(wěn)定按天線座所用轉(zhuǎn)軸數(shù)目，可以分為單軸穩(wěn)定、兩軸穩(wěn)定和三軸穩(wěn)定。
2.自身穩(wěn)定的方式是指將慣性敏感元件安裝在天線座上，感應(yīng)由于載體運(yùn)動(dòng)造成的天線在其方位、橫滾和俯仰方向上的偏移，通過(guò)伺服系統(tǒng)的反饋控制，形成穩(wěn)定回路，達(dá)到穩(wěn)定天線波束的目的。該方案可選用單軸角速度傳感器根據(jù)天線姿態(tài)變化進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)整，造價(jià)較低，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較小。