船载卫星通信自动跟踪控制系统的研发与应用

发布时间：2020-06-30 23:20

【摘要】：21世纪是一个高度信息化的社会,通信的发展使得人与人之间的交流变得更加便利,因此人们对通信的依赖程度越来越大。在各式各样的通信方式中,卫星通信由于拥有灵活多变、通信容量大、不受地域限制等优点,一直占据着重要的位置。在卫星通信领域中,我国大多数采用的是固定地球站卫星通信,且技术日渐成熟,但是固定站不能满足载体在运动中实时通信的功能,且考虑到地球上有百分之七十以上的海洋面积,微波转发法无法实现远洋通信,故而远海的军舰及渔船信息沟通有障碍,因此急切需要研制出一款稳定的船载“动中通”系统。本论文的主要研究内容及取得的成果如下:(1)设计出了一款船载“动中通”系统及其控制算法,并通过模拟平台测试出数据,能做到以较快时间对准目标卫星,保证运动中的载体与目标卫星能够进行实时通信。(2)基于天线提供的姿态信息,通过空间旋转坐标系法和平面几何三角变化法,推导出了地理坐标系中的对星角度。针对天线的对星角度要求较高的问题,对原模型进行改进,给出了更加精确的指向角度计算模型。由于外界不稳定的因素,提出了载体坐标系中对星角度的计算方法。经仿真验证发现,该改进后的模型能提高天线的对星性能。(3)当船载“动中通”完成初始对星动作后,为了进行精确地跟踪目标卫星并对目标对星进行连续的跟踪,采用圆锥扫描算法进行跟踪。并分析了该船载“动中通”中圆锥扫描算法的实现方法和AGC调控技术。(4)传统的天线控制系统中采用经典的PID控制器存在超调量大和不稳定的缺点,为了改善系统的性能,提出了PID-Fuzzy分段结合控制器。通过测试,此算法既能发挥Fuzzy控制器动态性能好、自适应能力强的特点,又能发挥传统PID控制器无静差、静态性能好的特点,改善了系统的性能。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN927.2
【图文】：

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文1.2 国内外研究现状卫星通信领域中，很多组织和国家在七十年代中期就开始进行移动卫星通信的研究，本、韩国、美国等国家的技术已趋向成熟，处于世界领先的地位[13]。代表公司有 KVH 公SEA-TEL 公司、ORBIT 公司、TRACSTAR 公司，其中美国海洋通信公司（SEA-TEL）是界上最大的船载“动中通”供应商，拥有超强的自主研发能力，在卫星通信领域上独占鳌其生产的船载“动中通”对星角度精准、搜索卫星时间短、信号稳定。SEA-TEL 公司生产KU 段海面 VSAT 系统、KA 段海面 VSAT 系统如图 1.1 所示，已经能够满足美军最严格的频干扰标准和防 A 级振动标准，是世界上船载“动中通”的领航者[14]。另外，美国的 K公司在移动语音卫星通信、移动卫星电视、移动互联网等技术领域的成果比较突出，生产制出了 Tracvision、Trafnet、Tracphone 等产品[15]。Tracvision 这款产品能够在不同的俩个轨的卫星之间进行随时的切换，如图 1.2 所示。

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文1.2 国内外研究现状卫星通信领域中，很多组织和国家在七十年代中期就开始进行移动卫星通信的研究，本、韩国、美国等国家的技术已趋向成熟，处于世界领先的地位[13]。代表公司有 KVH 公SEA-TEL 公司、ORBIT 公司、TRACSTAR 公司，其中美国海洋通信公司（SEA-TEL）是界上最大的船载“动中通”供应商，拥有超强的自主研发能力，在卫星通信领域上独占鳌其生产的船载“动中通”对星角度精准、搜索卫星时间短、信号稳定。SEA-TEL 公司生产KU 段海面 VSAT 系统、KA 段海面 VSAT 系统如图 1.1 所示，已经能够满足美军最严格的频干扰标准和防 A 级振动标准，是世界上船载“动中通”的领航者[14]。另外，美国的 K公司在移动语音卫星通信、移动卫星电视、移动互联网等技术领域的成果比较突出，生产制出了 Tracvision、Trafnet、Tracphone 等产品[15]。Tracvision 这款产品能够在不同的俩个轨的卫星之间进行随时的切换，如图 1.2 所示。

【参考文献】

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本文编号：2735963