衛(wèi)星便攜站天線自動對星系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
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3 硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件由單片機(jī)硬件和機(jī)械部件兩部分組成。
3．1 單片機(jī)硬件設(shè)計
在單片機(jī)硬件設(shè)計上，選擇Microchip公司生產(chǎn)的PIC18F97J60單片機(jī)作為主控制器構(gòu)成硬件平臺，利用其豐富的外部接口高速處理能力，達(dá)到實時采集數(shù)據(jù)、及時處理數(shù)據(jù)、快速傳輸數(shù)據(jù)的目的；GPS、方位俯仰傳感器、衛(wèi)星信號強(qiáng)度采集等模塊均采用RS 232接口，保證了測量數(shù)據(jù)精度和接口一致性；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)單片機(jī)傳來的PWM信號分別控制方位步進(jìn)電機(jī)和俯仰步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動大小、轉(zhuǎn)動方向、脫機(jī)和鎖定，步進(jìn)電機(jī)帶動機(jī)械部分運(yùn)動，調(diào)整便攜站天線的方位角和俯仰角，本設(shè)計采用ZD-6560-V4型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，具有三個調(diào)整細(xì)分?jǐn)?shù)撥動開關(guān)，電機(jī)驅(qū)動器細(xì)分?jǐn)?shù)越多，步進(jìn)電機(jī)精度越高。單片機(jī)硬件部分連接框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/154444.htm
3．2 機(jī)械部件設(shè)計
在機(jī)械部件設(shè)計上，采用齒輪、絲杠等機(jī)械部件將步進(jìn)電機(jī)與便攜站天線連接起來，從而實現(xiàn)了用步進(jìn)電機(jī)控制便攜站天線方位角和俯仰角調(diào)整的目的。機(jī)械部件設(shè)計模型如圖3所示。
4 軟件設(shè)計
衛(wèi)星便攜站自動對星系統(tǒng)軟件是整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)采集輸入信號、對輸入信號進(jìn)行分析處理、輸出信號控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)衛(wèi)星便攜站天線自動、快速、精確對星。
4．1 總體程序設(shè)計
衛(wèi)星便攜站自動對星系統(tǒng)軟件對GPS信息采集模塊、方位俯仰傳感模塊、衛(wèi)星信號強(qiáng)度采集模塊傳來的信息進(jìn)行實時處理，并控制高精度步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，以帶動便攜站天線運(yùn)動，實現(xiàn)自動對星。具體流程如下：首先根據(jù)GPS信息采集模塊采集到的地理位置信息，根據(jù)公式計算便攜站天線方位角和俯仰角的理論值，并用磁偏角對方位角進(jìn)行修正；然后將經(jīng)過修正理論值與方位俯仰傳感模塊采集的便攜站天線當(dāng)前的方位角和俯仰角進(jìn)行比較，控制高精度步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)粗略對星過程；當(dāng)粗略對星過程完成后，再在一個較小的區(qū)域內(nèi)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行掃描，并實時監(jiān)測衛(wèi)星信號強(qiáng)度采集模塊采集到的衛(wèi)星信號強(qiáng)度，當(dāng)衛(wèi)星信號強(qiáng)度達(dá)到最大的時候，實現(xiàn)精確對星。軟件總體流程框圖如圖4所示。
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