基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计
便携式卫星站及地面站方案
便携式卫星站及地面站方案随着卫星通信技术的广泛应用，便携式卫星站及地面站方案成为了现代通信领域的热门话题。
本文将介绍一种基于现有技术的便携式卫星站及地面站方案。
便携式卫星站（Portable Satellite Station）是一种可以随身携带的卫星通信设备，可以在任何地点进行通信，无需依赖固定的地面基础设施。
便携式卫星站通常由天线、收发器、功放器等组成，并且可以与卫星进行无线通信。
地面站（Ground Station）是一个固定的设备，用于与便携式卫星站进行通信。
地面站通常由天线、收发器、功放器、控制系统等组成，可以实现与便携式卫星站之间的双向通信。
下面是一种基于现有技术的便携式卫星站及地面站方案：1.卫星站设计：便携式卫星站采用小尺寸、轻量级的设计，方便携带。
天线可以采用折叠式设计，以便于收纳和运输。
收发器和功放器采用高效的射频芯片，以提高通信效率和节省能源。
控制系统采用嵌入式系统，具有良好的稳定性和可靠性。
2.地面站设计：地面站可以选择在适合接收卫星信号的地点进行建设，如高地或空旷的地方。
地面站的天线要具备良好的接收和发射性能，可以快速锁定卫星信号并进行通信。
收发器和功放器也需要选择高性能的射频芯片，以提高通信质量。
控制系统需要具备先进的控制算法，以确保与卫星站之间的稳定通信。
3.系统优化：在系统设计中，可以优化通信协议，以提高通信效率和抗干扰能力。
可以使用自适应调制和编码技术，以根据信道质量和噪声水平进行调整。
可以采用自动重传请求和错误纠正技术，以提高数据传输的可靠性。
同时，还可以针对特定应用场景进行系统设计，如野外作业、紧急救援等，以满足不同需求。
4.网络接入：综上所述，便携式卫星站及地面站方案是一种基于现有技术的通信解决方案。
通过合理的系统设计和优化、先进的通信协议和网络接入方式，可以实现便携、高效、可靠的卫星通信。
这种方案在应急通信、无线通信等领域具有广泛的应用前景。
基于单片机的GPS设计
基于单片机的GPS设计随着科技的快速发展，单片机已经成为现代电子技术中不可或缺的一部分。
为了更好地了解单片机的发展和应用，我们需要研究相关的外文文献，对于非母语读者来说，中文翻译也是必不可少的。
本文将介绍一些重要的单片机的外文文献和对应的中文翻译。
"Microcontroller Fundamentals" by John M. Hughes. This book provides a comprehensive introduction to microcontrollers, including their history, architecture, programming, and applications. It is an excellent resource for anyone who wants to learn about microcontrollers."Embedded Systems: A Perspective on MCU and SoC" by Yatin Chaudhary. This book provides an overview of embedded systems, including a detailed discussion on microcontrollers and system-on-chip (SoC) technology. It is a valuable resource for engineers and researchers in the field of embedded systems. "8051 Microcontroller: Architecture, Programming, and Applications" by K.K. Ray and M.K. Dash. This book provides a comprehensive guide to the 8051 microcontroller, including itsarchitecture, programming, and applications. It is an essential resource for students and professionals who want to learn about the 8051 microcontroller.《单片机基础》——李晓明译。
便携式卫星通信站设计与实现
便携式卫星通信站设计与实现作者：高伟陈志汪梦来源：《中国新通信》2013年第22期【摘要】本文论述了一种新型便携式卫星通信站，对便携站的主要功能、基本原理、实现方法做了详细的分析和介绍。
通过对卫星天线单元、终端单元和结构设计等方面的阐述可知，我司设计、生产的便携式卫星通信站具有安装简单，对星快速，性能稳定的优点，可以在较短时间内为用户提供一个高品质的卫星通信网络，具有非常广阔的应用前景。
【关键词】便携式卫星通信站卫星天线终端单元卫星通信网络一、引言随着应急通信指挥系统的应用领域逐渐扩大，便携式卫星通信站已成为应急通信的一种重要通信组成部分。
便携式卫星通信站通过与地球同步轨道卫星组网形成卫星通信网络，可以实现话音、数据、音视频和广域网接入功能的多媒体通信业务，实现如电话、传真、电传、电报、图像、可视电话、话带数据、计算机数据、复用数据、电话会议等功能，广泛应用于交通运输、抢险救灾、新闻采访、科考探险、公安、军事等应急和特殊通信领域。
二、技术方案2.1 系统组成及功能便携式卫星通信站主要由便携式卫星天线单元（含天线、伺服、BUC、LNB）和终端单元（含卫星调制解调器、交换机、视频会议终端、VOIP、矩阵、显示器、3G图传、单兵图传接收机等）组成。
整套系统可由2人完成操作使用，总质量不大于60Kg。
便携式卫星通信站基于VSAT卫星通信网，通过便携天线，可与后方指挥中心建立基于IP的透明链路。
主要特点是简单、方便，易于运输，适应应急性指挥通信的要求，能够在较短时间内迅速搭建一个卫星通信平台，并建立起与主站的通信连接。
便携式卫星通信站原理框图如图1所示，该系统具备卫星通信、视频会议、VOIP语音通话等功能。
在执行任务时，通过单兵式微波图像传输系统将野外现场的声音、图像等相关资料实时传输到便携站，再通过VSAT卫星系统和专业视频会议系统将其传送到国家、省、市级指挥中心，为领导总揽全局，果断决策，正确指挥提供直接的现场信息。
便携式卫星通信地球站结构及其控制系统设计
２ 中箱 ．
３罩 壳 ．
４反 射 面 与馈 源 ．
５ 葙 盖 ．
④ 操作 不 够方便 。近年 来 ，数 字信 号处 理 、可编 程逻 辑
电路 、微波 集成 电路 技 术和 超小 口径天 线 技术 的发展 使 便携式 卫星通 信设备 的研 发成 为可 能 【 Ｉ Ｊ 。
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ＆ ｅｅ ｔ ｃ ｌｐ ｏ ｕ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｏ ａ ｏ ｆ ｍａ ｈ ｎ ｒ ｉ ｌｃｒ ａ ｒｄ ｃ ｓ ｉ
机 电产 品开 崖 与 新
Ｖ １ ． ｏ ３ ｏ． ９ Ｎ ． １
Ｍａ ． ０ ８ ｙ． ０ ２
中图分 类号 ：Ｈ 一 ９ Ｔ ３
文献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１０ — ６ ３ （０ ６ ３ ０ ４ ０ ０ ２ ６ ７ ２ ０ ）０ — ０ — ３
０ 引言
便携式卫 星地 球站通过 与地球 同步轨道通信 卫星 的链 路形成卫 星通信 网络 ，支持 话音 、数 据 、音视 频和广域 网
收 稿 日期 ：２ ０ — ４－ ４ ０６０－ １
作 者 简 介 ：胡 正 飞 （９９ ， 男 ， 江 苏 淮 安 人 ，讲 师 。 １９ １６ 一） ９７
年 毕 业 于 东 南 大 学机 械 工 程 系 ，获 硕 士 学 位 。 目前 主要 从 事
１ 便 携式 卫星 通信 系统地 球 站机 械 结构 设 计
便 携 式 卫 星 通 信 地 球 站 设 备 组 成包 括 ：天线 及 底 座 、馈线 、Ｂ 、Ｌ Ｂ、极化 电机 、俯仰 电机及 驱动 器 、 ＵＣ Ｎ
便携式卫星通信系统方案
便携式卫星通信系统目录1需求分析2技术需求2设计思路2设计依据32系统总体技术方案4网络拓扑4系统组成4系统功能描述5系统设计方案6设备配置表18空间卫星资源191需求分析根据应急通信及现场新闻采访的需求,建设1套卫星机动通信系统以满足应急通信及现场新闻采访的需求,包括1套通信固定站和1套卫星通信便携站及现场图像采集传输系统,固定站和卫星通信便携站之间的通信采用现有卫星通信ku资源实现.卫星通信便携站将通过现场图像采集传输系统采集到的话音、数据及视频传送到卫星通信便携站,再经卫星通信便携站通过卫星传输到固定站和指挥中央的大屏幕上.根据通信系统实际情况,卫星通信系统建设规模如下：(1)指挥中央建固定卫星通信地球站；(2)建设1套机动通信机动平台.本建议书对用户需求分析要点如下：1.1技术需求根据通信系统需求,工程系统配置包括固定和机动两大系统：•、位于指挥中央的固定站通信系统：包括•天线系统：Ku频段天线系统一套；•主站室外单元设备：包括低噪声放大器系统一套,SSPA系统(内置BUC)一套,安装在天线基座架上；•室内单元设备：包括调制解调器系统一套；视频编码器和解码器一套；语音网关一套；网管、监控设备一套；•、应急通信机动平台：包括•卫星通信便携站一套；自动卫星便携天伺馈系统、一体化卫星信道设备、BUC•单兵图传设备一套；1.2设计思路我们的设计原那么是建立在满足用户当前需求和今后的扩展要求之上,采用以下设计思路：•系统设计采用成熟技术,尽量减少技术风险,采用模块化、通用化设计原便携式卫星通信系统那么.设备故障部件或单元的替换、检查和修理应该很容易进行.硬件和软件预留扩容水平,可方便的实现系统扩容.•设备布局充分考虑电磁干扰、散热及便于维护.•天线分系统技术指标满足IESS-207所规定的E标准地球站的性能要求,安装设备满足IESS-308/310中有关的性能要求.•地球站系统所选用的设备均为技术先进、质量可靠的在用设备.设计寿命应大于15年.在设计寿命内,地球站系统总的可用度应优于99.9%,满足每天24小时有人/无人值守下连续运行的要求.1.3设计依据〔1〕遵循IESS-207 E-3标准地球站的性能要求和IESS-308和IESS-310最新版本中规定的中速、高速数据速率的电视业务、话音业务、数据业务设备技术参数要求.〔2〕中华人民共和国通信行业相关标准：•YD 5050-2005?国内卫星通信地球站工程设计标准?•YD/T 5017-2005?国内卫星通信地球站设备安装工程验收标准?•YD 5059-2005?电信设备安装抗震设计标准?•YD 5098-2005?通信局〔站〕防雷与接地工程设计标准?2系统总体技术方案图3-1系统网络拓扑图2.2 系统组成通信系统由固定站和通信机动平台两局部组成,见图3-2.2.1网络拓扑卫星便携站单兵图传指挥中央VOIP电电VOIP电电图3-2通信系统配置图本系统固定站由一套天线、ODU、LNB、卫星调制解调器、网络交换机、视频编码器、视频解码器、语音网关、视频监视器组成.卫星通信机动平台由米Ku波段自动便携式天伺馈系统、BUC、卫星一体化信道、音视频切换矩阵、地面图像传输系统、视频监视器组成.2.3系统功能描述卫星通信系统通过卫星的Ku频段转发器传输图像、话音业务.远端视频采集的图像通过地面无线图像传输系统或现场摄像系统将音视频信号送至卫星通信一体化信道设备,音、视频信号经过编码器、调制器调制成L频段RF 信号送至BUC再经变频为KU频段信号放大后通过便携天线发射到卫星.指挥中央天线接收到卫星发来的微弱信号经LNB系统放大后变换为L波段的中频信号送到调制解调器,解调后的信号送至终端,将视频信号在本地进行显示,指导现场的各种突发事件.2.4系统设计方案2.4.1固定站分系统设计方案2.4.1.1天线分系统固定站天线及限制分系统由天线局部、二端口馈源网络、机械传动局部组成.天线负责对高功放分系统ODU输出的信号进行功率放大并精确对星,将信号送往卫星.天线对星采用自动方式以满足主站对不同经度卫星的传输要求.该天线主反射面是赋形抛物面,由十二块硬铝合金面板组成,每块面板均采用高精度拉伸成型蒙皮与高刚度骨架铆接而成,这种复合结构的面板保证了天线重装精度,减少了安装工作量,使天线有很强的抗风水平和足够的强度.天线副反射面及馈源喇叭均由数控车床加工成型,外表处理采用导电阳极化、喷涂氯磺化聚乙烯硅环氧磁漆的处理工艺；收发双工器采用铜制镀银,外外表喷涂氯磺化聚乙烯硅环氧磁漆的处理工艺.天线中央体、座架、辐射梁等全部钢结构部件采用热浸锌的外表处理工艺,全部连接用标准件采用不锈钢件,增强了它的防腐蚀水平,使天线的使用寿命大于15 年.卫星通信天线是高性能的环焦型天线.由于采用了计算机优化设计和先进的制造工艺,因而该天线具有高增益、低旁瓣、高极化鉴别率、小电压驻波比等良好特性.便携式卫星通信系统图3-3 Ku天线外型结构图便携式卫星通信系统便携式卫星通信系统2.4.1.2射频链路分系统射频链路分系统由高功率放大器和低噪声放大器两局部组成.高功率放大器分系统对视频调制分系统送来的L波段信号进行上变频,将信号频率变换为适合卫星传输的Ku波段射频信号,然后对此信号进行功率放大,并送往天线相应的极化端口.卫星接收到下行信号经LNB进行变频放大,送至L波段放大器将LNB送来的L波段信号再次进行放大,同时提供增益调节功能,用户可以通过RS232或RS485接口对下行支路进行增益调节,已满足设备接口电平的要求.2.4.1.3调制解调分系统调制解调器分系统由调制解调器组成,是基于IP的标准DVB-S/DVB-S2卫星调制解调器.对收到的IP数据进行适配、信道编码、前向纠错、基带成形和滤波, 形成标准的DVB-S/DVB-S2基带信号,并将基带信号调制到L波段信号.并将低噪声放大器送来的信号进行解调,输出IP信号.2.4.2通信机动平台分系统技术方案2.4.2.1便携天线分系统便携站天线及限制分系统由天线局部、馈源网络、信标接收机、GPS、跟踪控制局部组成.天线负责对高功放分系统BUC输出的信号进行功率放大并精确对星,将信号送往卫星,天线限制系统及信标接收机完成对天线方位和俯仰的限制,保证天线对准卫星.天线对星采用一键对星方式,以满足系统快速建立卫星通道的传输要求.可工作于Ku频段或Ka频段.该天线为整体箱式结构,天线面、天线座、伺服驱动单元以及低噪声放大器、BUC、一体化信道等设备单元均置于箱体内,天线可方便地装载于各类车中.天线采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面,反射面成形精度高,反射面精度不受环境温度变化的影响.天线结构紧凑、造型美观、重量轻、体积小、操作快捷方便.天线设计思想先进,功能齐全.便携天线广泛应用于公安、消防、新闻采集、石油地质勘探、科学考察等需要进行移动的卫星通信的领域.功能特点•天线采用整体箱式结构,且外形美观；•采用赋形双偏置抛物面天线,消除了单偏置抛物面天线圆极化工作时的波束倾斜；•采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面,反射面成形精度高,反射面精度不受环境温度变化的影响；•采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面,反射面重量轻,伺服驱动功率小；•方位、俯仰采用了特殊的消隙技术,天线的指向精度高；•具有自动快速收藏和展开、快速捕星和步进跟踪等功能,捕星时间小于3 分钟. 技术性能指标2.4.2.2卫星一体化信道系统卫星信道编码调制一体机是新一代编码调制一体设备,采用最先进的H.264视11便携式卫星通信系统频编码、MPEG-4 AAC音频编码和DVB-S2信道标准,能够提供高质量的视音频编码和可靠的卫星信道传输,同时具有操作简便、易于携带的特点,尤其适用于背负、车载、箱载数字卫星应急及新闻采集系统〔DSNG〕应用.＞编码调制单元・H.264 Baseline、Main、High、Extend 多个 Profile 编码・MPEG-4 AAC-LC、HE-AAC、HE-AAC v2 音频编码・MPEG-2 TS码流封装・IP、ASI、RF输出・支持DVB-S2信道标准,兼容DVB-S标准・波特率范围：0.05 ~5MBaud・支持 QPSK、8PSK、16APSK、32APSK 调制方式视频编码参数・支持 H.264 Baseline、Main、High、Extend 多个 Profile 编码・PAL/NTSC自适应・支持QVGA/CIF/Half-D1/D1多种分辨率・支持CBR/VBR音频编码参数・支持 MPEG-4 AAC-LC,HE-AAC,HE-AAC v2 多种格式编码・支持16kHz,32kHz,44.1kHz,48kHz等多种采样率・支持16kbps ~ 384kbps多档音频码率调制参数・L波段射频输出〔50ohm〕・支持QPSK、8PSK、16APSK调制方式・波特率范围：0.05 ~ 5MBaud便携式卫星通信系统・输出频率范围：950MHz ~ 1750MHz信号输入・1路模拟复合视频〔CVBS〕,BNC阴性插座,1Vp-p,75. ・1路模拟立体声,BNC阴性插座〔非平衡〕码流输出・MPEG-2 TS封装・TS over UDP,单播、组播・TS over ASI输出〔可选〕・10/100 Base-T 以太网,RJ45 接口・ASI接口〔可选〕,BNC阴性插座,800mV,75.・L波段射频输出〔50ohm〕环境参数・工作温度：5° C~40° C・贮藏温度：-10° C~70° C・最大湿度：80%物理参数・尺寸：300X213X44・重量：2.5Kg电气参数・电源：100VAC-240VAC・功耗：W25W・机箱接地：良好便携式卫星通信系统2.4.2.3射频分系统射频分主要包括一台BUC (Block-UP Converter)设备.主要实现输入L 波段信号的变频放大功能,并将放大的信号送至天线.特性：•L波段输入、标准Ku波段输出；•输出功率1-40瓦(根据卫星链路计算选用)；•高效率、低损耗；•10MHz参考源；•轻便、小巧的综合性BUC,具有优越的室外工作性能;•相位噪声指标优于IESS 308/309标准3dB;2.4.2.4单兵图传分系统单兵图传分系统,由单兵背负型数字图像无限移动传输发射系统和接收系统组成.该系统是基于数字图像无线移动的传输系统,采用COFDM调治技术,音视频压缩编码采用MPEG2/4或专有算法,具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰水平强、画质清楚、图像流畅等显著优点.在通信指挥车不方便到达的地区,采用单兵式的远端站结合卫星便携站实现现场的多媒体信息采集,更好的解决系统覆盖的盲区.系统组网方案如下列图：14便携式卫星通信系统口□ 口口口单兵式终端结合卫星便携站的组网方案2.4.2.4.1单兵背负型数字图像无线移动传输发射系统“背负型〞移动图像传输设备包括发射机和接收机两局部.发射机集发射天线、功率放大、数字调制、视音频数字压缩于一体,单兵背负使用,可传输一路图像、两路伴音、一路内嵌式GPS数据、一路RS232数据.最大功率可选5W以上,具有传输距离远,方便携带的特点,可用于现场高清楚图像采集和传输,通视条件下传输距离可达50公里以上. 产品特点：■具有“非视距〞、“绕射〞和良好穿透水平COFDM调制技术具有多径分散水平,抗多径干扰水平强,具备“非视距〞、“绕射〞传输特点和良好的通透水平.■支持高速移动COFDM具有很强的抗动态衰落水平,支持高速移动中传输；最高移动时速到达300公里/小时保持信号畅通连续.■传输图像清楚传输图像质量清楚,图像分辨率最大到达DVD质量,具有接近实时的端到端图像传输.这是现有GSM和将来的3G网络无法提供的速度.15便携式卫星通信系统■AES加密采用128位AES数字加密技术、无线宽带多载波加密、加扰技术,实现全数字信号处理,同时使用了超大容量FPGA设计,提升系统集成度,这些都保证了整个系统的保密性、稳定性及可靠性,使客户空中传输信息充分得到平安保证.■频率可调设备频率可以在一定的范围内调整,可有效的避开同频干扰,增强设备的使用的可靠性. 技术参数便携式卫星通信系统视频速率15Mbps (MAX)语音发射调制GFSK加密方式128 位AES工作电压DC12.5V 〜DC16V工作电流W3A (DC12.5V)电池工作时间外形尺寸250mm*170mm*45mm设备重量2.4.2.4.2便携式发电机外观产品属性：品牌：开普型号：IG2000产品认证：CE 产品描述：性能及特性:17便携式卫星通信系统♦最大输出功率可达2.00kVA；♦低噪音设计；♦机组仅有22公斤,非常轻巧、便携；♦逆变器技术保证高品质的电源输出；♦独特的风冷结构已获得专利权；♦双频率、双电压输出令机组应用更广泛.详细介绍：♦额定频率〔Hz〕：50 60♦额定电压〔V〕：230 120/240♦♦额定转速〔r/min〕：4500♦♦♦♦相数：单相♦结构型式：手提♦♦♦噪声水平〔dBA/7m〕〔空载〜全载〕54—59♦外形尺寸〔长X宽X高〕〔mm〕520X300X425♦净重〔Kg〕22♦启动方式：反冲启动2.5设备配置表2.6空间卫星资源下表给出138度亚太V号卫星的相关信息.表3-12 138度亚太V号卫星信息表亚太V号卫星的ERIP覆盖图如下所示.19便携式卫星通信系统图3-14亚太V号卫星覆盖图20。
嵌入式系统在航空航天中的应用研究
嵌入式系统在航空航天中的应用研究一、引言嵌入式系统是指在一个独立的计算系统中集成了计算机硬件和软件，并被嵌入到更大系统的设计中。
它可以执行从简单的控制任务到复杂的数据处理和通信任务，因此被广泛应用于不同领域。
其中，在航空航天领域，嵌入式系统的应用尤为重要。
本文将围绕着嵌入式系统在航空航天中的应用进行探讨。
二、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，主要作用是控制物理进程，并在系统内执行特定的功能，例如控制器、机器人、医疗设备等。
与计算机不同，嵌入式系统接受外部输入并对其作出响应，其电路很小，计算能力有限，但却能够执行各种使命。
在嵌入式系统中，硬件和软件都是紧密集成的，而且其设计方案要遵循可靠性、实时性、安全性等要求。
三、嵌入式系统在航空航天中的应用1.航空自动控制系统航空自动控制系统是嵌入式系统在航空领域中的重要应用。
飞机需要在巨大的重力、气流和风切变中稳定地飞行，并精确地实现目标位置的控制。
这个过程对于航空飞行员来说需要良好的经验和技巧，因此，现代的航空自动控制系统就派上了用场。
在飞行过程中，通过嵌入式计算机对飞机进行实时控制，包括飞行高度、飞行角度、速度等。
此外，嵌入式系统还能够监视陀螺仪、大气压力计、罗盘等仪器，并及时调整控制参数，确保飞机的稳定性和安全。
2.卫星控制系统在卫星的运行和通讯过程中，嵌入式系统也起到了关键作用。
卫星通常携带丰富的传感器和通信设备，为地球上的观察者提供有用的信息。
为了保持卫星的稳定性和准确性，卫星需要高度的自动控制。
卫星控制系统通过使用嵌入式计算机来优化控制算法，并及时处理卫星的位置和姿态等数据。
此外，嵌入式控制系统还能够自动化地进行能源管理、电路保护和故障检测等工作，以保证卫星的稳定和安全性。
3.航天器控制系统嵌入式系统在航天器的设计和控制中也扮演着重要角色，因为航天器运行的环境和条件非常苛刻。
在太空中受到的温度、空气和辐射等的影响都会极大地影响航天器的运行情况和性能。
基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计
态 的初 始 化 、卫 星信 号 的搜 Ｆｉ ｇ ． ５ Ｔｈｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 索 、卫 星 信 号 的 跟 踪 。Ｄ Ｓ Ｐ
和 天 线 姿 态 初 始 化 两 个 模 块 为 系 统 寻 星 做 准 备 ，在 进 入
卫 星 信 号 搜 索 和 跟 踪 阶 段 后 ， 系 统 要 不 断 地 完 成 与 Ｈ ＭＲ３ ３ ０ ０、Ｇ Ｐ Ｓ的 通 信 和 采 样 信 标 接 收 机 Ａ Ｇ Ｃ电平 ， 并 将 这些 信 息 通 过 Ｌ Ｃ Ｄ 显示 或 和 通 过 无线 模 块 传 输 给 上位 机 实时监 控 。其 中天 线姿 态 的初 始化 和卫 星信 号 的
如 图 ４所 示
５为 闭 环 步 进 跟 踪 的 转 动 控
制算 法 。
３ 系统 控 制 软 件 设计
天 线 控 制 系 统 软 件 的 任
务 就 是 设 计 实现 系统 的 各模
Ｏ — Ａ 阶 段 ： 此 时
块 功能 ，本 系统 的软 件 设 计
分 为 三 大 块 ：Ｄ Ｓ Ｐ与 天 线 姿
控 制 系统 通信 ，通 过数 据 和图形 方式 显示 下 位机 发送 过 来 的 天线 的理 论 方 位 、俯 仰 角 以 及 当 前 方 位 、俯 仰 指
２ ． ２ 天线 跟踪算 法
经 过粗 对 准完 成卫 星信 号 的搜索 ，天线 进入 能 收到 信 号 的范 围 ，但 是 收 到的信 号 强度 较弱 ，距 离信 号最 强 指 向还 有 一定 的角 度偏 差 。为 了使信 号接 收 效果 达到 最 佳 ，需 进入 跟 踪 状 态 ，即进 一 步 做 天线 指 向的精 对 准 。 在这 一 阶段 ．需 在 利用 信 标 接 收 机 的 输 出 电平 Ａ Ｇ Ｃ的 大小变 化进行 步进跟踪 ，最终找 到信号最强 （ Ａ Ｇ Ｃ电平值
嵌入式系统在航空航天领域的应用
嵌入式系统在航空航天领域的应用嵌入式系统（Embedded System）是指内部包含在其他设备或系统中的专用计算机系统，通常用于控制、监测或执行特定任务。
在航空航天领域，嵌入式系统的应用具有重要的意义，它们在飞行控制、通信、导航、安全等方面发挥着关键作用。
本文将从不同的角度介绍嵌入式系统在航空航天领域的应用。
一、飞行控制系统嵌入式系统在飞行控制系统中起着至关重要的作用。
它们负责实时监测飞机的状态信息，控制飞行器姿态和航向，并对引擎进行自动控制。
嵌入式系统通过高性能的处理器和精确的传感器，实现对飞机的稳定控制和精确导航。
同时，它们还能处理各类传感器数据、监测设备状态，并进行故障检测和纠正。
嵌入式系统的高度可靠性和实时性，保证了飞行控制的安全与可靠。
二、通信系统航空航天领域需要高效可靠的通信系统，而嵌入式系统在此方面起到了重要的作用。
它们通过数据链路实现飞机与地面控制中心之间的通信，传输飞机的状态、导航和性能信息，以及接收控制中心的指令。
嵌入式系统通过实时数据传输和应用层协议的支持，保证了通信的稳定和安全。
同时，嵌入式系统还能与其他飞机进行通信，实现空中交通的协调与管理。
三、导航与定位系统嵌入式系统在航空航天领域的导航与定位系统中扮演着关键的角色。
它们通过接收和处理全球卫星导航系统（GNSS）信号，实现对飞机位置、方向和速度的准确测量。
嵌入式系统还能处理惯性导航装置（ING）的数据，进行姿态估计和环境感知。
通过导航与定位系统的支持，飞机能够精确导航、自主定位，并保持飞行的稳定性和安全性。
四、安全与监测系统航空航天领域对安全性要求极高，而嵌入式系统在安全与监测系统中发挥着重要作用。
它们能够实时监测飞机各个系统的状态，包括发动机、起落架、燃油系统等，及时检测故障并进行处理。
通过预测性维护技术，嵌入式系统还能提前检测潜在的故障，并进行预警和修复。
同时，嵌入式系统还能支持安全监控系统，通过视频监控、人员识别等手段，保障航空航天活动的安全与顺利进行。
基于CAN总线的车载静中通卫星天线系统设计
售 后服务、维修 、备份带来很 多不便 。 光 电角编码器技术
２ 控制 单元 ． ４ 作为整个卫星天线系统的核心 ， 控制单元接收来 自 通信单
Ｓ 本系统采用绝对编码器作 为 ３ 轴运 动的测量传感设备 ， 绝 元 、陀螺仪 单元、ＧＰ 单元 的即时数据 ，并且通 过计算后发 Ａ 对 编码器直接输 出数字量 。 其工作原理是在 圆形玻璃 或树 脂码 送 Ｃ Ｎ 指令控制 各轴运动 至指 定的绝对 角编码 器线位 位置 ，
的帧格式 ，实时的通过 Ｃ Ｎ 总线提交至控制单元 。 Ａ ２２ 驱 动单元 ． 驱动单元主要 由嵌入 式处 理器 、 角编码器和伺服 电机系 统 组成。嵌入式处理器接收控制 单元 的通 过 Ｃ Ｎ总线发送 的绝 Ａ 对 角编码器 的目标线位值 ，通 过程 序判断后经 Ｐ ＷＭ （ 脉宽调
源及其支撑遮挡 最小，并且 有较大的焦距直径 比 ｆ Ｄ，从而使 传送至 Ｌ Ｃ １９处理器 。处理器通 过分 析信 号强度的变化 及 Ｐ ２ １
天线 的纵 向尺寸变大 ， 短径 降低 ， 能降低天线旁瓣 电平和改 比对频谱特征库来判 断是 否捕星成 功， 还 并将结果按 照预 先制 定
善馈源 的极化辐射 电平 。 如果横 向安装在汽 车顶上有利用 降低 整体高度 ，折叠式设计可减 小阻力，便于汽车行驶 。由抛物面
４Ｇ Ｓ单元 ５控制单元 。 单元 由独 立的嵌入式处理器和相关 算 结果经 由 Ｃ ．Ｐ ． 各 ＡＮ总线发送至各 伺服 单元 ，来完成整个卫星通 设备构成 ，由具备 Ｃ Ｎ总线功 能的嵌入式处理器完成数据 的 Ａ
信系统 的对 星过 程。 ［ 作者简介］ 王立基 （ ９ ２） １８ ．，男 ，山东青 岛人 ，硕士研究 生 ，同济大 学，研究方 向：软件工程 。
便携式卫星通信控制系统的研究与设计
便携式卫星通信控制系统的研究与设计作者：封彬来源：《魅力中国》2016年第45期【摘要】便携式卫星通信地球站是一种复杂的机电一体化的产品，它集中体现了卫星通信的各类优点。
随着卫星通信的不断发展和国家对应急通信的高度重视，功能齐全、性能可靠、方便用户携带的便携式卫星通信地球站的设计己成为卫星通信领域的一大研究热点。
本文以小口径、便携式天线卫星通信地球站的研制为背景，进行了通信控制系统的研究和设计，实现了天线对目标卫星的自动搜索与跟踪，保证天线高精度指向卫星以实现卫星通信。
【关键词】便携式卫星通信；系统；设计1.背景与研究意义卫星通信，指的是设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造地球卫星作中继站转发或反射无线电波，在2个或多个地球站之间进行的通信。
与其他通信手段相比，静止卫星通信具有以下优点：卫星通信系统能以较低的成本提供较宽范围的无缝覆盖，服务范围宽且不受地理条件的限制；可利用频带宽；卫星通信系统与地面通信基础设施相对独立，网络路由简捷；网络建设速度快，成本低：通信质量高，且通信电路灵活性与普遍性好。
正是由于卫星通信具有上述优点，自它诞生之日起便得到了迅猛发展，不仅应用于传输话音、电报、数据等，还特别适用于广播电视节目的传送，成为当今通信领域中最为重要的一种通信方式。
2.便携式卫星通信系统总体设计2.1 天线座架设计天线座是支撑天线探测目标的装置，由天线控制器控制，使天线按照某种规律运或者跟随目标卫星运动，从而使天线对准指向目标。
为了保证天线的活动范围、有足够的转动速度、满足跟踪测量的精度要求，座架结构应有足够的刚度和强度，并在规定的环境条件下能安全、精确地工作，所以正确的选择天线座架结构对整个系统的性能起着重要的作用。
现有的天线座架结构是多种多样的，按转轴的数目，可以分为一轴、二轴、三轴、四轴和固定不动一轴天线座主要用于搜索、引導雷达，这种雷达因为通常都是扇形波束，只需一根方位轴转动天线即可覆盖所有空域，所以多采用一轴天线座；为了补偿船舶纵横摇摆、飞机升降等的影响，船载和机载的雷达多采用三轴或者四轴的天线座结构形式；而卫星通信地球站因采用天线波束窄的圆抛物面天线，为覆盖整个空域转轴，所以需采用两轴天线座。
嵌入式北斗定位便携终端的设计与实现
161足的情况下，也能通过无障碍模式轻松的了解网页所提供的资讯和服务。
打开无障碍版网页后，可以享受辅助浏览、语音导航等功能，语音导航中有着指读功能，即是自然语言理解的表现，这也是人工智能在计算机网络技术网站中得到了应用的体现。
而上文提到的物流百事通，这个应用其实也是人工智能文字理解的体现，人工智能解读了人们文字提出的问题，并匹配出了最合适的解决方案。
2.3 智能数据库智能数据库就是人工智能和数据库技术融合后的产物，也就是说数据库可被认为是人工智能系统，而智能数据库就是强化数据表达及推理和查询能力以后的人工智能系统。
智能数据库的主要功能有对数据的定义、操纵以及数据的保护和维护，同时还能有效提高效率，比如缩短用户的快速查询以及优化查询时间。
3 大数据时代人工智能在计算机网络技术中的应用对策3.1 跟上人工智能时代发展的脚步确切的说，当前计算机网络技术正面临着人工智能时代到来的冲击，仅仅通过数据化已经无法满足社会发展的需求，人工智能技术的发展将对当下传统的计算机网络技术体系产生巨大的影响。
然而，这种冲击的到来过于迅猛，无论是从思想上还是行动上，计算机网络技术体系都还没有做好防范。
计算机网络技术错误判断了人工智能技术的发展速度，认为人工智能时代尚未到来，然而人工智能技术早已开始影响整个人类社会，因此，作为监管社会并提供服务的计算机网络技术，要高度重视人工智能技术的发展，提前预见人工智能时代的步伐，并根据发展制定相应的计划，利用人工智能优化计算机网络技术管理模式。
3.2 完善物流数据信息并优化行政流程尽管人工智能时代的发展要求传统计算机网络技术进行改革，并使得计算机网络技术迎来了巨大的体系冲击，但这种改革要求并不是希望计算机网络技术的改革可以一蹴而就，反而是在提醒计算机网络技术顺应时代发展，按照现有的发展速度稳定的进行转变，就能够跟上时代步伐，更新和优化计算机网络技术管理模式，提高计算机网络技术管理工作效率。
《基于北斗和嵌入式的定位监控系统的设计与实现》范文
《基于北斗和嵌入式的定位监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的飞速发展，定位监控系统在各个领域的应用越来越广泛。
本文将介绍一种基于北斗和嵌入式的定位监控系统的设计与实现。
该系统结合了北斗卫星定位技术和嵌入式技术，实现了对目标的高精度、实时定位和监控。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括嵌入式主控板、北斗定位模块、通信模块等。
嵌入式主控板负责整个系统的控制与数据处理，北斗定位模块用于获取目标的位置信息，通信模块则负责将数据传输至服务器端。
(1) 嵌入式主控板：采用高性能的微处理器，负责系统的控制与数据处理。
同时，主控板应具有丰富的接口，以便于与其他模块进行连接。
(2) 北斗定位模块：选用高精度的北斗定位芯片，实现目标的快速、高精度定位。
(3) 通信模块：采用无线通信技术，将目标的位置信息实时传输至服务器端。
2. 软件设计本系统软件部分主要包括嵌入式操作系统、定位算法、数据处理等。
(1) 嵌入式操作系统：选用稳定的嵌入式操作系统，以保障系统的稳定运行。
(2) 定位算法：采用北斗卫星定位算法，实现对目标的快速、高精度定位。
同时，根据实际需求，可进行定位算法的优化与改进。
(3) 数据处理：对获取的位置信息进行数据处理与存储，以便于后续的数据分析与处理。
三、系统实现1. 系统集成将硬件与软件部分进行集成，实现整个定位监控系统的构建。
在集成过程中，应注重系统的稳定性、可扩展性以及易用性。
2. 测试与调试对系统进行测试与调试，确保系统的各项功能正常运行。
测试内容包括定位精度、实时性、稳定性等。
同时，根据测试结果进行系统的优化与改进。
四、系统应用本系统可广泛应用于物流、安防、车辆管理等领域。
在物流领域，可通过本系统实现对货物的实时定位与监控；在安防领域，可对重要区域进行实时监控与预警；在车辆管理领域，可实现对车辆的远程管理与调度等。
五、结论本文介绍了一种基于北斗和嵌入式的定位监控系统的设计与实现。
嵌入式系统在卫星通信设备中的运用分析
通信网络技术 2023年7月25日第40卷第14期· 157 ·能够很好地解决数据处理问题。
（2）嵌入式系统在卫星通信设备中的应用可以减少系统的成本。
嵌入式系统的应用可以帮助实现高速、精准的卫星通信，也可以实现在卫星上进行数据处理、网络连接和管理。
嵌入式系统在卫星通信设备中的应用可以帮助企业实现高效的卫星通信，提高企业的效率和竞争力。
（3）嵌入式系统能够满足数字卫星通信设备对信息处理速度、响应速度等方面的需求[4]。
目前，数字卫星通信设备对信息处理速度和响应时间要求很高，而嵌入式系统具有很强的运算能力和控制能力，能够满足数字卫星通信的需求[5]。
5 嵌入式系统在卫星通信中发展随着嵌入式技术的迅速发展，其应用领域也越来越广泛。
尤其是在工业控制领域，嵌入式系统在实际应用中具有许多传统计算机系统无法比拟的优点，如可靠性高、实时性强、智能化程度高、可扩展性强、系统集成度高以及功耗低等。
嵌入式系统以其良好的实时性和可靠性，正逐步取代传统的通用计算机系统。
随着互联网技术的发展，嵌入式系统将更加广泛地应用于各种行业，成为其重要的组成部分。
芯片是嵌入式系统最基本的组成部分，目前我国自主研发的芯片还很少。
为了实现我国自主研发的嵌入式系统与国际接轨，需要从芯片入手。
在软件方面，国内嵌入式软件发展与国际相比差距较大。
在硬件方面，我国许多硬件开发平台不够完善，如国产处理器、可编程逻辑器件等都存在很大差距。
因此，应该充分利用我国已有的技术优势，积极研发国产嵌入式系统软件平台和开发工具。
除此之外，目前市场上各种嵌入式系统软件开发工具很多，但开发人员却不多。
要想使我国自主研发的嵌入式系统软件在市场上占有一席之地，就必须要培养大量优秀的嵌入式系统开发人员。
6 结 论嵌入式系统在卫星通信设备中的应用，使得卫星通信设备具有较强的灵活性和可靠性，为数字卫星通信系统的发展提供了有利条件。
随着卫星通信技术的发展，未来对卫星通信设备的要求将越来越高，因此必须不断提高嵌入式系统的性能。
基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计
基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计
孙钟阜;郭健;范利娟
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2013(026)001
【摘要】针对方位一俯仰两轴运动的便携式卫星通信系统,研究并设计了基于嵌入式控制器的高性能天线控制系统.设计了基于GPS、电子罗盘和卫星信标的天线控制系统的总体方案.为实现天线的快速、高精度对星指向控制,研究了基于粗对准与精对准相结合的天线控制方法,并设计了基于分区PID的控制策略.采用模块化设计方法,分别开发了控制系统硬件和软件.为有效实现对便携式卫星通信地球站的监控,设计并开发了基于无线监控的远程监控程序,实验表明控制效果较好.
【总页数】4页(P124-126,92)
【作者】孙钟阜;郭健;范利娟
【作者单位】海军驻上海地区水声导航系统,上海201108;南京理工大学自动化学院,江苏南京210094;南京理工大学自动化学院,江苏南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TP23
【相关文献】
1.便携式卫星通信地球站结构及其控制系统设计 [J], 胡正飞;谢继东
2.基于嵌入式控制器的自动控制系统设计 [J], 高超;单伟
3.基于嵌入式控制器的便携式制动性能测试仪 [J], 吴广顺; 孙权; 王昊
4.基于嵌入式控制器的造纸机控制系统设计 [J], 曹龙
5.基于嵌入式控制器的造纸机控制系统设计 [J], 曹龙
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便携式卫星通信地球站结构及其控制系统设计
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散热冷却设计
便携式卫星通信系统地球站密闭的箱体内存在电
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执行器
便携式卫星通信地球站控制系统的执行器包括：用
源、 +,-、接收机、控制机等大量的发热源，这些热量 必须及时从箱体内散发出去，否则系统就无法正常工 作。经验证明依靠自然冷却的方式是不能满足散热要求 的，应采用强制通风冷却方式。为了达到最好的冷却效 果，系统采用了 # 只风扇一吸一吹，在箱体内设置导流 板形成循环风的方式强制冷却。 此外，便携式卫星通信地球站结构设计时还必须考 虑密封、人机交互、电磁兼容等问题。
$3& 曹锦 2 小口径天线卫星通信技术 $;&2 江苏电机工程， 7((7<=2
北京邮电 $7& 陈振国 < 杨鸿文 < 郭文彬 2 卫星通信系统与 技 术 $>&2 北 京 ： 大学出版社， 7((=2
星通信地球站 伺服控制系统 采用了开环搜
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图 ! 便携式卫星通信系统地球站系统结构 "#$%! &’( )*+,-*,+( ./ 0.+*123( (1+*’ )*1*#.4
$ 操作不够方便。近年来，数字信号处理、可编程逻辑
电路、微波集成电路技术和超小口径天线技术的发展使 便携式卫星通信设备的研发成为可能
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。Hale Waihona Puke 针对市场需求和已有设备缺点，我们设计了一种设 备体积小、重量轻，使用简单，展开和收藏快速，自动 对星并且跟踪、集成在一个包装箱内的可以手提或背负 携带的，适用于野外工作环境的超小口径便携式卫星通 信地球站。工作时采用 “一键通”模式，操作人员只需 打 开 系 统 电 源 ，即 可 根 据 预 设 卫 星 参 数 、 读 取 的 $%&、 倾斜仪等信息自动完成对星，实现通信。
基于嵌入式 Linux 的卫星气象控制与管理系统设计
基于嵌入式 Linux 的卫星气象控制与管理系统设计王若珏;陈苏婷【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2016(033)005【摘要】针对目前气象控制及管理平台的特点，设计基于嵌入式 Linux 平台的气象控制与管理系统。
该系统依托北斗卫星通信实现了对各区域中各功能模块的控制操作，并采用基于 Linux 平台下的 Qt 图形用户界面开发工具设计一套操作界面，实现了对多个区域气象数据的实时采集、显示、存储等处理。
通过 LZW 算法和固定位长算法混合编码实现自动气象站数据的无损压缩，进一步提高了对自动气象站远程管理能力和气象中心的便携性、灵活性，为建立移动气象中心提供一种思路。
%Aiming at the characteristics of current meteorological control and management platform,we designed an embedded Linux platform-based meteorological control and management system.Relying on the Plough satellite communication,the system realises the control and operation on each functional module in every area,we also used the Linux platform-based Qt graphical user interface development tools to design a set of operation interfaces which implemented the processing of real-time collection,display and storage on meteorological data in multiple areas.In it,the system efficiently realises the lossless compression of automatic meteorological station data through the mixed code using LZW coding algorithm and fixed bit length packing coding algorithm.In this way we further improved the portability and flexibility of the remote managementcapability on automatic meteorological stations,and this provided a new thought for the construction of mobile meteorological centres.【总页数】4页(P218-221)【作者】王若珏;陈苏婷【作者单位】南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044;南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.基于ARM/Linux的嵌入式卫星定位平台设计及实现 [J], 陈建华;潘树国;才宇彤;任立冰2.基于Linux嵌入式卫星蜜收机及第三方条件接收系统的移植 [J], 刘继恩;魏腾雄3.基于Linux嵌入式卫星蜜收机及第三方条件接收系统的移植 [J], 刘继恩;魏腾雄4.基于嵌入式Linux的船舶气象仪数据采集软件系统开发 [J], 左海春5.基于嵌入式Linux的气象数据采集系统的设计 [J], 胡志坤;李建清;张中平;胡德胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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·测试与控制·图1俯仰-方位型天线座架实物图Fig.1The base of two-axisantenna修稿日期：2012－11－27基金项目：国家自然科学基金（61074023）；江苏省科技支撑计划资助项目（BE2009160）作者简介：孙钟阜（1965-），男，海军第二炮兵学院毕业，本科学历，高级工程师。
研究方向：水声对抗。
0引言我国幅员辽阔、地理复杂，地质灾害频繁发生且县、乡两级的通信保障非常薄弱，当发生重大灾难时，由于常规通信手段中断、交通不便等原因常常导致卫星应急通讯车无法到达灾害地点。
因此开发适用于应急通信、便于救灾人员随身带入灾区以快速进行远程数据通信和现场视频转播等业务的便携式卫星通信系统已成为重要需求[1,2]。
便携式卫星通信系统，通过与地球同步轨道卫星链路形成卫星通信网络，是实现远程数据传输、事故现场应急通信和现场视频转播等业务的良好手段。
被广泛应用于交通运输、抢险救灾、新闻采访、科考探险、公安、军事等应急和特殊通信领域[3～9]。
便携式卫星通信系统的关键技术主要集中于两方面：便携式卫星通信系统和高性能天线控制系统。
本文主要研究并设计天线控制系统。
1总体结构设计1.1机械结构本文设计的便携式卫星通信系统的机械结构采用立轴式俯仰-方位型天线座，如图1所示。
俯仰-方位型天线座由驱动装置和支撑转动装置构成，用方位轴支撑天线的方位部Design of Portable Satellite Communication Control System Based on Embedded ControllerSUN Zhong-Fu 1，GUO Jian 2，FAN Li-Juan 2(itary Representatives Office of Underwater Sound and Navigation System of Navy in Shanghai Area,Shanghai 201108,China ；2.Department of Automation,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing Jiangsu 210094,China)Abstract:According to the two -axis (azimuth -pitch)portable satellite communication system ,an antenna control system based on embedded controller was researched and designed ,and the overall program of which was designed based on GPS ,electronic compass and satellite beacon.To achieve rapidity and high-precision of the antenna pointing control,a method combing rough alignment and extractive alignment was presented,as well as a control policy based on intelligence divisional PID.By using modular design method,both hardware and software of the control system were designed.Remote monitoring program based on wireless monitoring was also designed for the effective realization of portable satellite communication earth station monitoring.The experiment shows the excellent results.Key words:portable ；satellite communications ；control system ；embedded system基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计孙钟阜1，郭健2，范利娟2（1.海军驻上海地区水声导航系统军事代表，上海201108；2.南京理工大学自动化学院，江苏南京210094）摘要：针对方位-俯仰两轴运动的便携式卫星通信系统，研究并设计了基于嵌入式控制器的高性能天线控制系统。
设计了基于GPS 、电子罗盘和卫星信标的天线控制系统的总体方案。
为实现天线的快速、高精度对星指向控制，研究了基于粗对准与精对准相结合的天线控制方法，并设计了基于分区PID 的控制策略。
采用模块化设计方法，分别开发了控制系统硬件和软件。
为有效实现对便携式卫星通信地球站的监控，设计并开发了基于无线监控的远程监控程序，实验表明控制效果较好。
关键词：便携式；卫星通信；控制系统；嵌入式中图分类号：TP23文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2013.01.049文章编号：1002－6673（2013）01－124－03机电产品开发与创新Development ＆Innovation of M achinery ＆E lectrical P roductsVol．26,No．1Jan ．,2013第26卷第1期2013年1月·测试与控制·分转动，俯仰轴支撑俯仰部分转动。
1.2控制结构便携式卫星通信控制系统整体结构如图2所示。
其中各模块主要设计和功能如下：（1）测量与信号调理模块用于测量天线姿态和位置。
本系统采用GPS、三轴电子罗盘HMR3300和信标机实现天线位置和姿态测量：GPS用于测量通信系统所在地的地理位置，HMR3300用于测量天线的方位、俯仰姿态信息，信标机则通过输出AGC电平检测天线的对星精度；GPS和HMR3300均通过串口输出数据，而信标机的AGC电平模拟信号经过信号调理模块进行滤波、放大。
（2）天线控制器模块和电机及驱动模块相结合，用于实现天线的卫星跟踪和指向对准。
对于控制器，考虑到系统实时性和快速性要求较高，选用了低功耗和高性能的TMS320F2812作为系统的主控芯片；为使系统结构紧凑，驱动电机采用MT57STH52-3008A混合步进电机。
（3）液晶显示模块用于实时显示天线的方位、俯仰指向和信标接收机输出的电平值等信息。
（4）无线监控模块用于实现用户对控制系统的实时监控，向控制系统发送指令，同时接收控制系统发送过来的数据并将其显示在上位机（如PC机）上，一方面便于用户掌握天线的实时状态信息，另一方面可切换为天线遥操作。
2控制系统工作原理控制系统所能实现的天线对星性能决定了系统通信质量。
为了实现高精度、快速对星，本系统采用粗精对准相结合的方法，实现卫星信号的快速搜索与高精度指向：系统的卫星信号搜索是一个粗对准的过程，通过程序跟踪的方法实现；天线的高精度指向是一个精对准的过程，通过步进跟踪的方法实现。
2.1天线搜索与控制卫星信号的搜索即粗对准采用程序跟踪的方法。
（1）方位角、俯仰角计算。
天线对星指向角的计算需同时知道地球站所在地的经度、纬度和静止卫星的在轨经度。
静止卫星S与地球站A之间的几何关系如图3所示。
图中，A表示地球站，S表示静止卫星，B为地球站A的经线与赤道的交点，O与S的连线在地球表面上的交点C称为星下点，地球表面上通过A点和C点的弧线AC称为方位线，AN为AC的切线，AM为AB的切线，面OAS为方位面，D为切线AM与赤道平面的交点，E为切线AN与赤道平面的交点。
地球站与静止卫星的连线称为直视线，直视线在地面上的投影，即地球站与星下点间的弧线称为地球站对静止卫星的方位线，方位线与直视线确定的平面称为方位面。
方位角是指地球站所在经线的正南方向按顺时针方向与方位面所构成的夹角，用∠MAN表示，俯仰角是指地球站的方位线与直视线的夹角。
设地球站A的经度和纬度分别为φ和θ1，静止卫星经度为φ2，经度差荭φ=φ1-φ2，以下具体给出地球站天线对准卫星所需的方位角φa和俯仰角φe的推导过程。
对于方位角，由图可得：AD=ODsinθ1（1）tanφa=DEAD（2）tan荭φ=DEOD（3）由以上三式可以得出天线方位角：tanφa=tan荭φsinθ1（4）由于利用上式求出的方位角是以正南方向为基准求得的，故实际的方位角可用下述方法求出：方法一：地面站位于北半球：一是卫星位于地面站东南方向：方位角=180°-φa；二是卫星位于地面站西南方向：方位角=180°+φa。
方法二：地面站位于南半球：一是卫星位于地面站东北方向：方位角=φa；二是卫星位于地面站西北方向：方位角=360°-φa。
如果计算出的方位角是正值，则天线向正南偏东转动，反之，则天线向正南偏西转动。
对于俯仰角，同样计算可得：φe=tan-1cosθ1cos荭φ-0.1511-（cosθ1cos荭φ）2姨姨姨（5）（2）基于分区PID的天线控制算法。
得到方位角和俯仰角度后，需要对电机进行控制，驱动其又快又好地到达期望的位置。
常规的PID控制器采用固定的控制参数，难以兼顾图6监控系统工作流程Fig.6Working process ofmonitoring and controlsystem快速性和平稳性的控制要求。
为实现天线快速、平稳控制，本系统设计了基于分区PID 的控制算法，即根据误差将系统分为若干区，不同的分区采用不同的PID 控制策略,引导系统又快又好地到达指令位置。
为简化控制器设计，对误差分区时采用对称分区。
具体原理和设计如图4所示。
O-A 阶段：此时偏差很大，系统远离期望位置，考虑采用控制器输出的最大值进行控制,即Bang -bang 控制；A -C 阶段:此时偏差较大，但为防止系统上升过快导致较大超调，考虑采用比例控制（P 控制）；C-D 阶段：此时偏差在一定范围内，为实现系统平稳控制，采用比例-微分控制（PD 控制）；D-E 阶段：此时偏差较小，为实现系统平稳、准确控制到位，采用PID 控制。
在天线的搜索过程中，俯仰系统、方位系统均采取分区PID 控制算法。
此外，天线转动的同时不断采集信标接收机输出的AGC 电平值，该值反馈至天线控制器，并与设定的搜索门限值进行比较、判断。
当AGC 电平值大于搜索门限后，结束搜索状态，进入跟踪状态，否则继续进行天线搜索。
2.2天线跟踪算法经过粗对准完成卫星信号的搜索，天线进入能收到信号的范围，但是收到的信号强度较弱，距离信号最强指向还有一定的角度偏差。