Ein Satelliten-Tracking-Drehtisch ist eine hochpräzise rotierende Plattform, die in der Lage ist, sich automatisch an künstlichen Satelliten, die sich im Weltraum bewegen, auszurichten und diese kontinuierlich zu verfolgen. Er besteht typischerweise aus zwei Hauptteilen: der mechanischen Struktur des Drehtischs und dem Tracking-Steuerungssystem.

Hauptkomponenten

1. Mechanischer Drehtisch

Strukturform: Normalerweise Azimut-Pitch-Typ, was bedeutet, dass er sich frei in horizontaler Richtung (Azimutwinkel) und vertikaler Richtung (Pitchwinkel) drehen kann. Einige spezielle Designs verwenden auch XY-Achsen oder andere Formen.

Antriebssystem: Hochpräzisionsmotoren (wie Servomotoren oder Schrittmotoren) und Untersetzungsgetriebe werden verwendet, um den Drehtisch reibungslos und präzise zu bewegen.

Unterstützende Ausrüstung: Verschiedene Geräte sind auf dem Drehtisch montiert, am häufigsten eine Satellitenkommunikationsantenne (Parabolantenne), aber es kann auch ein optisches Teleskop, ein Laserentfernungsmesser, ein Radar oder elektronische Nachrichtengewinnungsgeräte usw. sein.

2. Tracking-Steuerungssystem

Kerncontroller: Ein Computer oder dedizierter Prozessor, der das "Gehirn" des Drehtischs ist.

Tracking-Algorithmus:

Programm-Tracking: Dies ist die am häufigsten verwendete Methode. Basierend auf den bekannten Satellitenbahndaten (TLE-Daten), kombiniert mit dem genauen geografischen Standort und der Zeit des Drehtischs, berechnet der Controller die Azimut- und Pitchwinkel des Satelliten in Echtzeit und treibt dann den Drehtisch an, um auf diese Position zu zeigen.

Automatisches Tracking: Hauptsächlich in der Satellitenkommunikation verwendet. Die Antenne detektiert die Stärke des empfangenen Satellitensignals (z. B. eines Baken-Signals). Wenn das Signal schwächer wird, treibt das System einen Drehtisch an, um einen kleinen Scan durchzuführen, um den Punkt mit dem stärksten Signal zu finden und so jederzeit die optimale Ausrichtung aufrechtzuerhalten. Gängige Techniken sind das Schritt-Tracking und das Kegel-Scanning.

Sensoren: Dazu gehören hochpräzise Encoder, die Rückmeldungen über die tatsächliche Winkelposition des Drehtischs geben und so eine geschlossene Regelung bilden, um die Zeigegenauigkeit zu gewährleisten. Ein GPS-Empfänger wird ebenfalls integriert, um genaue Zeit- und Standortinformationen zu erhalten.

Hauptanwendungsszenarien

Satelliten-Tracking-Drehtische sind Schlüsselgeräte in Satellitenanwendungs-Bodensystemen und werden häufig verwendet in:

1. Satellitenkommunikation

Mobile Kommunikation: Installiert auf Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen, hält sie eine konstante Verbindung zu Kommunikationssatelliten aufrecht, während sie sich bewegen, und ermöglicht so eine unterbrechungsfreie Internet-, Telefon- und Videoübertragung.

Immobile Kommunikation: Wird für Notfallkommunikation, Nachrichtenübertragungsfahrzeuge usw. verwendet, die eine schnelle Bereitstellung und Ausrichtung auf Satelliten erfordern.

VSAT-Station: Einige VSAT-Terminals, die mehrere Satelliten oder erdnahe Satelliten verfolgen müssen, verwenden ebenfalls Tracking-Drehtische.

2. Weltraumforschung und -exploration

Satelliten-Laser-Entfernungsmessung: Dies beinhaltet das Aussenden von Laserpulsen in Richtung eines Satelliten und den Empfang seines reflektierten Lichts, um die Entfernung zwischen der Erde und dem Satelliten genau zu messen. Es wird verwendet, um das Gravitationsfeld der Erde zu bestimmen und Krustenbewegungen zu überwachen. Dies erfordert, dass der Drehtisch eine extrem hohe Zeigegenauigkeit und Tracking-Geschwindigkeit aufweist.

Optische Beobachtung: Wird verwendet, um vorbeifliegende Satelliten zu beobachten und zu fotografieren, um sie zu katalogisieren, morphologisch zu identifizieren oder wissenschaftlich zu untersuchen.

3. Militär und Landesverteidigung

Elektronische Aufklärung: Abfangen und Analysieren von Signalen von feindlichen Satelliten, um Informationen zu erhalten.

Radar-Tracking: Verwendung von Radar zur Überwachung und Abbildung bestimmter Satelliten.

4. Weltraumtelemetrie und -steuerung

In den frühen Phasen des Raketenstarts und der Satellitenbahneinführung müssen die großen Antennen der Bodenkontrollstation die Rakete und den Satelliten präzise verfolgen, um die Umlaufbahn zu messen, Befehle zu senden und Telemetriedaten zu empfangen.

5. Datenrelais

Dies wird verwendet, um Relais-Satelliten (wie Chinas "Tianlian"-Serie) zu verfolgen. Diese Satelliten sind ebenfalls in Bewegung, und Bodenstationen müssen sie verfolgen, um Daten zu empfangen, die von anderen Raumfahrzeugen (wie Raumschiffen, Raumstationen und erdnahen Satelliten) weitergeleitet werden.