本文關(guān)鍵詞：GPS測姿儀輔助“動(dòng)中通”衛(wèi)星通信地球站跟蹤系統(tǒng)軟件研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)中通 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 跟蹤系統(tǒng) PID自動(dòng)控制算法 GPS測姿儀

【摘要】：“動(dòng)中通”作為移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成部分正發(fā)揮著重要作用,在面對自然災(zāi)害和突發(fā)事件的時(shí)候,傳統(tǒng)的通信方式容易遭到破壞而無法正常工作,而“動(dòng)中通”系統(tǒng)因其機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)快速、組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)可快速提供通信支援。本文以車載“動(dòng)中通”為研究對象,在實(shí)際使用中,載體的運(yùn)動(dòng)會(huì)使天線的指向發(fā)生變化,系統(tǒng)通過傳感器感知載體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)趨勢,經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換并計(jì)算得到天線的偏差角度,通過控制電機(jī)調(diào)整天線的指向,使天線始終對準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星,從而提供穩(wěn)定的通信服務(wù)。本文旨在設(shè)計(jì)“動(dòng)中通”跟蹤系統(tǒng)的軟件部分,著重研究跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的五大關(guān)鍵技術(shù),如采用PWM技術(shù)精確地控制直流電機(jī)；對畫框搜索進(jìn)行改進(jìn)使搜星效率得到提高；通過對PID自動(dòng)控制算法的研究與運(yùn)用使系統(tǒng)隨動(dòng)性能明顯改善等。另外對于電子羅盤采集載體航向角時(shí)存在較大偏差這一缺點(diǎn),本系統(tǒng)改用GPS測姿儀獲取載體的姿態(tài)信息,使得調(diào)整天線的指向時(shí)更加準(zhǔn)確。目前,經(jīng)過對跟蹤軟件中關(guān)鍵技術(shù)的解決與改進(jìn),本系統(tǒng)在三維運(yùn)動(dòng)模擬儀測試環(huán)境下已取得良好的測試效果,實(shí)現(xiàn)了快速對星和穩(wěn)定跟蹤的目標(biāo)。接下來需要將該系統(tǒng)安裝到車體上,在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)一步對系統(tǒng)進(jìn)行測試與完善。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)中通 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 跟蹤系統(tǒng) PID自動(dòng)控制算法 GPS測姿儀
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義9
• 1.3 論文內(nèi)容安排9-11
• 第二章 “動(dòng)中通”地球站系統(tǒng)相關(guān)原理11-19
• 2.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述11-14
• 2.1.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成11-12
• 2.1.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作過程12-14
• 2.2 “動(dòng)中通”地球站天線對星的數(shù)學(xué)模型14-18
• 2.2.1 坐標(biāo)系模型14-16
• 2.2.2 天線對星參數(shù)16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 第三章 “動(dòng)中通”地球站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)19-34
• 3.1 地球站系統(tǒng)總體組成19-20
• 3.2 信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)20-23
• 3.2.1 天線20
• 3.2.2 饋源20-21
• 3.2.3 正交模變換器21
• 3.2.4 低噪聲下變頻器21-22
• 3.2.5 功分器22
• 3.2.6 衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器22-23
• 3.2.7 上變頻功率放大器23
• 3.3 伺服系統(tǒng)23-33
• 3.3.1 電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)24-25
• 3.3.2 主控制器25-26
• 3.3.3 存儲(chǔ)器26
• 3.3.4 傳感器26-29
• 3.3.5 GPS測姿儀與電子羅盤29-33
• 3.4 監(jiān)控系統(tǒng)33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)34-52
• 4.1 無刷直流電機(jī)的精確控制34-37
• 4.1.1 PWM精確控制電機(jī)的原理34-35
• 4.1.2 精確控制電機(jī)的實(shí)現(xiàn)35-37
• 4.2 自動(dòng)搜星算法37-41
• 4.2.1 “十”字搜星法38-39
• 4.2.2 畫框搜索算法39
• 4.2.3 兩種搜星算法的比較39-40
• 4.2.4 畫框算法的改進(jìn)40-41
• 4.3 自動(dòng)跟蹤算法41-45
• 4.3.1 幾種常見的跟蹤算法41-43
• 4.3.2 圓錐掃描算法的關(guān)鍵技術(shù)43-45
• 4.4 穩(wěn)定補(bǔ)償算法45-46
• 4.4.1 三軸陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)45
• 4.4.2 捷聯(lián)式穩(wěn)定系統(tǒng)45
• 4.4.3 本系統(tǒng)中的穩(wěn)定補(bǔ)償45-46
• 4.5 PID控制算法的應(yīng)用46-51
• 4.5.1 PID控制算法的原理46-50
• 4.5.2 本系統(tǒng)中的PID控制算法應(yīng)用50-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第五章 跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-63
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境與要求52-53
• 5.1.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹52
• 5.1.2 軟件開發(fā)要求52-53
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)53
• 5.3 系統(tǒng)初始化53-55
• 5.3.1 單片機(jī)初始化配置54-55
• 5.3.2 外部存儲(chǔ)器的配置55
• 5.4 掃描跟蹤程序設(shè)計(jì)55-59
• 5.4.1 天線初始化56-57
• 5.4.2 天線進(jìn)入搜星狀態(tài)57-58
• 5.4.3 天線進(jìn)入跟蹤狀態(tài)58-59
• 5.5 中斷處理程序59-62
• 5.5.1 外部中斷0處理程序59-60
• 5.5.2 串口0中斷處理程序60-61
• 5.5.3 定時(shí)器0溢出中斷程序61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 第六章 “動(dòng)中通”衛(wèi)星通信地球站系統(tǒng)性能測試63-74
• 6.1 測試環(huán)境63-65
• 6.2 系統(tǒng)性能測試與分析65-73
• 6.2.1 測試結(jié)果66-73
• 6.2.2 測試結(jié)果比較與分析73
• 6.3 本章小結(jié)73-74
• 第七章 總結(jié)與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 附錄1 程序清單77-80
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文80-81
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目81-82
• 致謝82

【相似文獻(xiàn)】

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