中间件在船载天线跟踪系统仿真中的应用

发布时间：2017-09-13 04:08

  本文关键词：中间件在船载天线跟踪系统仿真中的应用

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【摘要】：随着卫星通信和航天测控事业的不断发展,船载卫星通信与测控跟踪的需求变得越来越大,其作用也越来越大。实现运动中卫星通信的关键就是在传统的天线跟踪系统基础上,采用特定的措施来隔离载体运动对天线的影响,从而使得船载天线能够精确地对准卫星,达到卫星通信和测控跟踪的目的。通常,系统设计是一项复杂的任务,随着计算机技术的飞速发展,系统仿真技术作为一门专门的学科,为系统设计提供了强有力的工具。要设计一个运动载体上的天线跟踪系统,前期的仿真工作是非常必要的。考虑到天线载体的运动,建立仿真模型时不仅要对跟踪系统建立数学模型,还要对载体运动建立数学模型。针对船载天线跟踪系统仿真,本文提出了一种基于中间件的仿真方案,该方案采用的是由4个节点构成的分布式仿真系统。本文首先建立了系统仿真的数学模型,再将完整的仿真模型分割成船摇模型和天线跟踪模型,并分配到两台处理机上进行数值计算。由于模型之间存在耦合,所以处理机之间需要数据交换。在本方案中,采用的是基于DDS中间件来实现处理机之间的数据交换。最后通过系统调试,验证了本方案的可行性。其系统的设计流程为今后研究复杂通信系统的仿真提供了新的思路,并且DDS技术在分布式仿真中的应用相对较少,在理论研究和工程应用中有一定的参考价值。
【关键词】：中间件 船载天线 跟踪系统 分布式仿真 数据分发服务
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12-14
• 1.1.1 船载天线跟踪系统介绍12-13
• 1.1.2 系统仿真综述13-14
• 1.1.3 分布式仿真技术14
• 1.2 中间件技术14-16
• 1.3 本文的主要内容16-18
• 第二章 仿真系统建模及及仿真任务划分18-41
• 2.1 引言18
• 2.2 坐标系、角度和角速度定义18-19
• 2.3 船摇建模19-21
• 2.4 船摇对天线的影响21-28
• 2.4.1 两轴天线各轴旋转角21-24
• 2.4.2 两轴天线各轴附加角速度24-25
• 2.4.3 三轴天线各轴旋转角25-27
• 2.4.4 三轴天线各轴附加角速度27-28
• 2.5 天线自跟踪系统建模28-34
• 2.5.1 两轴天线自跟踪系统建模29-32
• 2.5.2 三轴天线自跟踪系统建模32-34
• 2.6 仿真任务划分34-40
• 2.7 本章小结40-41
• 第三章 分布式仿真中的中间件技术41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 基于HLA的时间同步技术41-45
• 3.2.1 HLA中和时间相关的概念42-43
• 3.2.2 HLA的消息顺序及时间管理策略43-44
• 3.2.3 HLA的时间同步方案44-45
• 3.3 基于DDS中间件的时间同步技术45-52
• 3.3.1 DDS消息顺序45-47
• 3.3.2 DDS通信状态47-49
• 3.3.3 DDS的数据读取机制49-51
• 3.3.4 基于DDS中间件的时间同步方案51-52
• 3.4 基于DDS中间件的可靠通信技术52-56
• 3.4.1 RTPS协议52-54
• 3.4.2 和可靠性相关的Qo S策略54-55
• 3.4.3 基于DDS中间件的可靠通信方案55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 基于中间件的仿真系统实现57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 仿真系统方案57-58
• 4.3 主题设计58-64
• 4.3.1 主题模块58-59
• 4.3.2 主题数据类型设计59-64
• 4.4 域设计64-67
• 4.4.1 域模块64-65
• 4.4.2 逻辑设计65
• 4.4.3 物理设计65-67
• 4.5 通信设计67-72
• 4.5.1 发布模块设计68-70
• 4.5.2 订阅模块设计70-72
• 4.6 本章小结72-73
• 第五章 仿真系统测试和仿真结果分析73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 搭建仿真环境73
• 5.3 系统测试73-75
• 5.3.1 逻辑测试74
• 5.3.2 物理测试74-75
• 5.4 仿真结果与分析75-82
• 5.4.1 船摇仿真结果与分析76-77
• 5.4.2 天线跟踪仿真结果与分析77-82
• 5.5 本章小结82-83
• 第六章 总结和展望83-85
• 6.1 工作总结83
• 6.2 工作展望83-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文89

【参考文献】

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本文编号：841419