GPS测姿仪辅助“动中通”卫星通信地球站跟踪系统硬件研究与设计

发布时间：2017-04-05 00:03

  本文关键词：GPS测姿仪辅助“动中通”卫星通信地球站跟踪系统硬件研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,国内大多数卫星通信业务为固定站卫星通信,不能满足在运动中的实时通信,尤其是在自然灾害面前,基础设施会遭受严重的破坏,将阻碍与外界通信,使救援工作更加困难。介于固定站的局限性,“动中通”系统应运而生。本文研究两轴捷联式移动卫星通信地球站,该系统可保证在运动中的实时对星通信。本文在阅读大量的文献后并在现有不成熟的车载“动中通”系统上进行改进,研究内容为车载“动中通”通信地球站的硬件设计,主要包括硬件的选型、电路图的设计及部分软件设计。本车载系统由伺服控制分系统、天馈分系统及监控分系统三部分组成。伺服控制分系统负责处理传感器数据并控制电机转动以保证实时对星通信,天馈分系统负责信号的收发,监控分系统负责设置天线参数并实时监控天线状态。在硬件的选型上,本系统选择了双GPS测姿仪获取方位角,以克服采用电子罗盘测量方位角产生误差的问题,可使搜星过程更为快速方便。为克服车体在道路上的颠簸对载体的扰动,采用PID算法作为本系统的控制算法,将运行的理论角度值送入PID控制函数,由控制函数的输出量驱动电机转动,改变天线的指向,减小信号的波动。本车载系统在三维运动模拟仪测试环境下已能实现准确对星及通信。下一步需要将车载“动中通”天线安装到车体上,在实际环境中进一步进行测试完善。
【关键词】：车载“动中通” 伺服控制 双GPS测姿仪 PID控制算法
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题研究背景8
• 1.2 研究意义8-9
• 1.3 国内外研究现状9
• 1.4 论文内容安排9-11
• 第二章 车载系统相关原理介绍11-19
• 2.1 坐标系的建立11-12
• 2.1.1 地心坐标系及地理坐标系11-12
• 2.1.2 载体坐标系12
• 2.2 移动通信地球站对星原理12-15
• 2.2.1 对星原理12-13
• 2.2.2 地理坐标系中对星参数13-14
• 2.2.3 载体坐标系中对星参数14-15
• 2.3 卫星通信原理15-18
• 2.3.1 卫星通信系统的组成15-16
• 2.3.2 卫星通信系统通信流程16-18
• 2.3.3 卫星通信频段的选择18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 系统总体设计19-41
• 3.1 系统总体介绍19-20
• 3.2 系统硬件组成20-40
• 3.2.1 天馈分系统20-25
• 3.2.2 伺服分系统25-37
• 3.2.3 监控分系统37-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 系统模块设计41-62
• 4.1 下位机模块设计41-49
• 4.1.1 主控制器模块41-44
• 4.1.2 传感器模块44-45
• 4.1.3 卫星信号采集模块45
• 4.1.4 存储模块45-47
• 4.1.5 电机驱动模块47-49
• 4.1.6 串口通信模块49
• 4.2 上位机模块设计49-52
• 4.2.1 主控制器模块49-50
• 4.2.2 信号采集模块50
• 4.2.3 失锁控制模块50-52
• 4.2.4 显示模块52
• 4.2.5 串口通信模块52
• 4.3 上下位机通信52-53
• 4.4 跟踪系统改进53-61
• 4.4.1 硬件改进53-54
• 4.4.2 PID算法原理54-58
• 4.4.3 PID算法的应用58-60
• 4.4.4 PID控制程序60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 车载系统测试62-71
• 5.1 测试环境62-65
• 5.2 系统性能测试与分析65-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-72
• 参考文献72-74
• 附录1 程序清单74-84
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文84-85
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目85-86
• 致谢86

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1 记者　张晔 通讯员　王

本文编号：286115