使用GEO 衛星組網的某應用系統中，衛星信號的收發采用13 m 桁架式天線，以步進方式跟蹤衛星。由于GEO 衛星軌道傾角較小(理論值為0) ，實際工作中定期通過南北保持將傾角控制在較小范圍內，因而桁架式天線能夠正常跟蹤衛星。當GEO 衛星進入壽命末期，星上燃料不足，為節省燃料，衛星停止南北保持控制，導致衛星軌道傾角不斷變大，步進跟蹤模式無法正常跟蹤衛星，導致系統部分重要參數不能滿足系統設計指標，影響系統提供正常服務。

　　1 　步進跟蹤方式

　　步進跟蹤是桁架式天線跟蹤衛星的方式，該方式基于GEO 衛星遙測信號中的AGC 電平來判斷天線是否對準衛星。當遙測數據的AGC 電平低于設定值時，天線以步進方式向上下左右4 個方向調整天線指向，并監測AGC 電平是否達到峰值，若到達峰值，說*線已對準衛星。

　　衛星轉發器出站通道螺旋極電流是判斷天線是否對準衛星，以及衛星出站信號波束覆蓋范圍內信號質量的一個重要參數，當天線準確對準衛星時，螺流值保持穩定。隨著GEO 衛星軌道傾角的進一步變大，天線每次調整時都會導致螺流的大幅度波動，圖1 是天線步進跟蹤模式下衛星傾角變大后螺流一天的變化情況。

圖1 　步進跟蹤方式下衛星通道螺流變化圖

　　2 　程序跟蹤方式

　　針對步進跟蹤模式存在的不足，提出了一種程序控制天線跟蹤衛星的方法，稱之為程序跟蹤方法。

　　該方法利用衛星星歷中衛星位置信息解算天線的指向，即方位角和俯仰角，并以指令的形式驅動天線控制單元(OCU) 控制天線跟蹤衛星。

　　該方法采用軌道反推法，根據衛星星歷精確計算地面天線指向，在實現過程中有其中2 個關鍵問題需要研究解決，分別是天線指向的計算、控制天線跟蹤衛星的策略。

　　系統采用地球同步軌道衛星，所以首先考慮使用地球同步軌道衛星地面天線計算公式來計算地面天線指向。在天線指向計算過程中，已知量是衛星星歷數據中衛星的位置和天線所在地面的經度和緯度。

　　已知量: ①衛星星歷數據中衛星X 位置信息、衛星Y位置信息和衛星Z 位置信息3 個參數; ②系統地面天線地面位置經度和位置緯度。

　　(1) 解算衛星經度

　　衛星星下點經度：

　　(2) 解算地面天線指向

　　對準靜止衛星時地面站天線主波束的方位角和俯仰角的計算公式推導:設地面站A 的經緯度為φ1和θ1 ，靜止衛星S 的星下點S′的經緯度為φ2和θ2 。

　　φ= φ2 - φ1為星下點S′對地球站A 的經度差。RE為地球半徑(6 378 km) ; hE 為衛星離地面的高度;α為地球站A 與星下點S′在地球面上的大圓弧所對的地心角。