卫星电视抛物面天线控制系统的设计与开发

摘要

中星9号卫星的顺利升空，标志着我国的卫星直播电视已经进入了全面发展阶段。不难预见，国内将会有越来越多的人享受到高质量、方便和低价的卫星直播服务。卫星通信的迅速、灵活及丰富的信息资源能够给人们带来极大的方便，同时也对地面站卫星信号的接收提出了一定的要求。如何在保证信号质量的前提下，使天线迅速对准卫星，成为人们迫切需要解决的问题。 本文以解决小型卫星天线的自动寻星问题为出发点，将计算机技术和控制技术有效地结合起来，设计了卫星电视抛物面天线控制系统，开发了以计算机为核心的智能化控制系统。 采用云台作为天线的伺服系统，由GPS获取当地的经度和纬度，利用俯仰角传感器和方位角传感器获取天线的实时姿态信息，配以相应的接口电路，完成系统硬件部分的功能；基于VC++开发平台，开发了卫星电视抛物面天线控制系统的上位机操作软件，配合系统硬件，达到自动寻星的目的。 本系统结构完整，人机交互界面友好，只需进行简单的按钮点击操作即可快速、准确地完成天线的寻星过程，成功避免了人工调整天线费时费力的弊端，具有较高的使用和推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究的背景

1.2研究的意义

1.3卫星天线控制系统的发展情况及现状

1.4论文的研究工作

第二章 控制系统的相关理论基础

2.1卫星通信技术概论

2.1.1卫星通信

2.1.2卫星电视

2.2卫星天线

2.2.1卫星电视接收天线的作用与工作原理

2.2.2卫星和地面站终端之间的几何关系

2.2.3从地面站看向卫星的方位角和极化角

2.3单体多功能接收技术

2.4传统的人工调整卫星天线对星的基本工程

2.5计算机控制的理论及其方法

2.5.1 自动控制及其发展

2.5.2计算机自动控制系统

第三章 控制系统的整体设计方案

3.1自动寻星方案

3.2系统的基本原理与性能特点

3.2.1系统的基本原理

3.2.2系统的总体结构

3.2.3系统性能指标

3.2.4系统的特点

3.3系统的运行流程

第四章 抛物面控制系统的硬件设计

4.1系统的硬件组成

4.2云台

4.2.1云台概述

4.2.2雅安YP3060云台

4.2.3数据通信协议

4.2.4接线说明及安装

4.3 GPS

4.3.1 GPS测量原理

4.3.2 E531单频GPS接收机

4.3.3接口说明

4.3.4 NMEA0183协议

4.4倾角传感器

4.4.1倾角传感器原理

4.4.2 ZCT245AN-TTL双轴倾角传感器

4.4.3数据通信协议

4.4.4接口说明及安装

4.5电子罗盘

4.5.1电子罗盘的原理

4.5.2 ZCC210N-232电子罗盘

4.5.3数据通信协议

4.5.4接口说明及安装

4.6串口通信

4.6.1串行通信技术

4.6.2 RS-232串行接口标准

4.6.3 RS-422与RS-485串行接口标准

4.6.4 RS232-RS485电平转换电路

第五章抛物面控制系统的软件设计

5.1软件设计平台

5.1.1开发工具的选择

5.1.2面向对象

5.1.3消息机制和windows API

5.2软件总体设计

5.2.1需求分析

5.2.2功能模块

5.3模块设计

5.3.1通讯模块

5.3.2云台驱动模块

5.3.3姿态信息模块

5.3.4寻星模块

5.3.5功能演示

第六章 系统的使用与性能分析

6.1系统的使用

6.2系统性能分析

结论

工作总结

系统的不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢