自动化毕业设计卫星地面接收站天线跟踪系统设计-.doc

毕 业 设 计 中 文 摘 要 毕 业 设 计 外 文 摘 要  目 录 1 绪论 ……………………………………………………………………… 1 1.1 本课题的背景意义 …………………………………………………… 1 1.2 国内外的发展现状 …………………………………………………… 2 1.3 未来的展望 …………………………………………………………… 3 1.4 本课题主要研究的内容 ……………………………………………… 3 2 系统的总体方案 ………………………………………………………… 4 2.1 本次设计稳定平台方案 ……………………………………………… 5 2.2 自动寻星方案 ………………………………………………………… 5 2.3 系统的总体方案设计 ………………………………………………… 6 3 系统硬件的设计 ………………………………………………………… 8 3.1 微处理器模块 ………………………………………………………… 8 3.2 执行装置 ……………………………………………………………… 10 3.3 陀螺 …………………………………………………………………… 12 3.4 数字罗盘 ……………………………………………………………… 14 3.5 光电传感器及限位器 ………………………………………………… 16 3.6 卫星信号接收模块 …………………………………………………… 17 3.7 电源模块 ……………………………………………………………… 18 3.8 本章小结 ……………………………………………………………… 19 4 系统稳定与跟踪算法 …………………………………………………… 20 4.1 系统坐标选择与方位俯仰角的计算 ………………………………… 20 4.2 自动寻星算法 ………………………………………………………… 21 4.3 稳定算法 ……………………………………………………………… 23 4.4 PID及bang-bang 控制 ……………………………………………… 26 4.5 系统算法 ……………………………………………………………… 27 4.5 本章小结 ……………………………………………………………… 28 5 软件的设计 ……………………………………………………………… 29 5.1 系统软件的组成 ……………………………………………………… 29 5.2 系统初始化软件设计 ………………………………………………… 30 5.3 天线自动寻星软件的设计 …………………………………………… 30 5.4 天线稳定伺服软件的设计 …………………………………………… 31 6 系统仿真 ………………………………………………………………… 33 结论 …………………………………………………………………………… 34 致谢 …………………………………………………………………………… 35 参考文献 ……………………………………………………………………… 36 附录 A 软件程序 …………………………………………………………… 38 附录 B 硬件电路图 ………………………………………………………… 38 1 绪论 1.1 本课题的背景意义 近年来，随着信息技术的快速发展，卫星在广播、通信、气象服务、环境监测、技术侦查、导航定位等方面有很重要的价值。卫星通信在科技发展的今天已经成为一种重要的通信手段。在人类生活的各个方面都得到了应用。卫星的通信有很多的优点，能传递各种类型的业务，通信容量很大，性能稳定，不受地理条件的限制，灵活机动。卫星通信技术从二十世纪九十年代以来得到了快速的发展，全球系统和区域性系统都投入了运行，并且在地质条件的勘探、抢险救灾方面发挥了重大的作用。卫星移动通信一般是指通过固定的地球站和移动站或是移动站和移动站之间进行通讯[1]。 卫星地面站天线跟踪系统能够在地面或是汽车、船和飞机等移动载体上接收卫星信号或进行接收、发射双向通讯。卫星地面站天线跟踪系统采用遥控天线、激光制导、控制技术等技术，能够自动搜寻卫星。通过卫星在移动过程中不断的进行通讯，数据的双向传播，对电视转播、直播，语音通讯以及视频会议的远程调度都发挥了作用。同时对汽车、火车、轮船、飞机等多数移动载体都需要建立了很好的调度管理体系。但是长途汽车和火车上仍然没有普及应用移动卫星的接收系统，所以一些小型的卫星接收装置将会有很大的市场需求。 这种抗干扰能力强、接收信号能力强、必威体育官网网址效果好的系统的关键技术在于天线有稳定跟踪手段，同时需要保证底座的牢固。这样可以在极端