一种低轮廓车载“动中通”卫星通信地球站系统研究与应用

论文摘要

在当前移动通信市场,车载“动中通”卫星地球站系统以其独到的优势迅速得到了人们的亲睐。但是由于这种系统涉及到的技术领域较广,包括机械结构设计、天线面设计、通信系统设计、硬件电路设计、软件编程以及自动控制方面知识等,研发难度较大,在市场上也基本是国外产品占据统治地位,这对于我国的经济与国家安全都是非常不利的。因此,研发出这样一款移动通信系统便显得刻不容缓。本文以实际参与该系统的研发经验为基础,结合对以往文献资料的参考,对作者所在实验室研发的车载“动中通”卫星地球站系统从天线设计、硬件电路设计、软件算法实现及各种关键疑难技术分析与解决四个角度进行了细致全面的介绍。其中,天线设计包括机械结构和工作方式选择两部分,软硬件部分以功能进行模块化划分,关键疑难技术则包括圆锥扫描及PID控制两种。目前,该系统已经基本完成,能够实现快速准确的对星,在三维运动模拟器上也能够保持通信质量的稳定,现正进行最后的测试完善阶段,预计很快便能交付合作单位。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 系统总体介绍
• 2.1 系统组成
• 2.1.1 监控分系统
• 2.1.2 伺服分系统
• 2.1.3 天馈分系统
• 2.1.4 收发分系统
• 2.2 天线机械结构设计
• 2.2.1 天线机械结构总体介绍
• 2.2.2 两轴天线结构形式
• 2.2.3 两轴天线结构优缺点
• 2.2.4 系统天线结构选择
• 2.3 天线工作方式介绍
• 2.3.1 天线跟踪方式
• 2.3.2 天线稳定策略
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统软硬件设计
• 3.1 系统硬件设计
• 3.1.1 处理器模块
• 3.1.2 电源模块
• 3.1.3 串口通信模块
• 3.1.4 存储模块
• 3.1.5 传感器模块
• 3.1.6 模数转换模块
• 3.1.7 电机选型及驱动模块
• 3.1.8 卫星信号采集模块
• 3.2 系统软件设计
• 3.2.1 软件开发要求及环境介绍
• 3.2.2 软件模块分类介绍
• 3.2.3 主程序模块
• 3.2.4 定时器模块
• 3.2.5 天线初始化模块
• 3.2.6 天线搜索模块
• 3.2.7 天线跟踪模块
• 3.2.8 串口通信模块
• 3.2.9 外部中断模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统关键技术研究与实现
• 4.1 圆锥扫描性能研究
• 4.1.1 圆锥扫描原理
• 4.1.2 圆锥扫描算法具体实现
• 4.2 伺服系统算法研究
• 4.2.1 经典PID算法原理
• 4.2.2 经典PID算法缺点及改进
• 4.2.3 PID算法参数整定
• 4.2.4 本系统改进型伺服算法具体实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统实现难点分析与克服
• 5.1 陀螺漂移解决方案
• 5.2 数据处理方案
• 5.2.1 滑动平均滤波
• 5.2.2 卡尔曼滤波
• 5.2.3 滤波效果分析
• 5.3 误差分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士期间发表论文及科研实践