目前（qián），在衛星便攜站（zhàn）對（duì）星方麵，通常根據公式計算方（fāng）位角和俯仰角（jiǎo）的理論值，使用機械磁羅盤顯示便攜站天線的實際方（fāng）位角和俯仰角，手動調整便攜（xié）站天線實（shí）現對星。陝西亚洲AV无码蜜桃通信設備工程有限公司分析這種傳統對星（xīng）方式存在以下三個缺點：

(1)由於方位角和俯仰角理論值公式是基於真北進行計算的，而機械磁羅盤顯示的是磁北方向，存在一定的磁偏角，磁偏（piān）角隨經緯度的（de）不同，其值也不同，並且（qiě）每年都發（fā）生變化，因此根（gēn）據公式計算的方位角和俯仰角的理論值與實際**對星值之間存在一定的偏差；

(2)讀取機械磁羅盤的時候，不同的操作人員會產生不同讀取誤差，通常會出現±1°～±3°的讀取誤差；

(3)采用手動調整便攜（xié）站（zhàn）天線對星（xīng）的方式，對（duì）方位角（jiǎo）和俯仰角的調整幅度不能（néng）做到**控製，這一點對窄波束便攜站天線對星的影（yǐng）響尤為明顯。

以（yǐ）上原因導致傳統對星方（fāng）式存在找星難度大、對星耗時多、對星精度差的問題，這一問（wèn）題在陌生地域表現尤為突出，嚴重影響了衛星便攜站的通信效能。

針對傳統對星方式存在的（de）問（wèn）題，本文提（tí）出了衛星便（biàn）攜站自動對星係統，該係統（tǒng）是一（yī）個附加在實裝設備上的自動對星工具，以PIC單片機為核心，通過采集和處理GPS數（shù）據、方位俯（fǔ）仰傳感器數據和衛星信號強（qiáng）度數據，控製（zhì）高精度步進電機自動調整便攜站（zhàn）天（tiān）線方位角和俯仰角，從而實現快速、自動、**對星。

1 相關研究

在衛星便攜站對星方麵，文獻提（tí）出了采用GPS采集（jí）便攜站地理位置信息，通過公式計算當前便攜站方位角和俯仰角理論值（zhí），采用傳感器采集便攜站方位（wèi）角和俯仰角（jiǎo）的實際值，手動調整便（biàn）攜站方位角和俯仰角，通過對比理論值和實際值實現（xiàn）輔助（zhù）對星。

這些輔助對（duì）星方式的優點（diǎn）有兩個：采用GPS模塊采（cǎi）集地理位置（zhì）信息，根據公式計算便攜站方位角和俯仰角的理論值，提高了效（xiào）率；采用（yòng）傳感器模塊代替了機械磁羅盤，消除了對星過程中的讀取誤差。但是，也存在兩個（gè）缺點：因為（wéi）磁偏角的存在（zài），導致計算出的理論（lùn）值並不是（shì）實際**對（duì）星值（zhí）；仍然采用手動對星方式，對星精度不高，不能真（zhēn）正（zhèng）達到完全自動對星。

針對傳統對星方式和輔助對星方式的不足，本文提出了衛星便攜站自動（dòng）對（duì）星係（xì）統的設（shè）計方案，設計實現了衛星便攜站自動對星（xīng）係統。

2 總體設計

衛（wèi）星（xīng）便攜站自動對星係統是一個附加在實裝設備上的自動對星工具，以（yǐ）PIC單片機為核心，通過采（cǎi）集和處理GPS數據、方位俯仰傳感器數據和（hé）衛星信（xìn）號強度數據，控製高精度步進電機自動調整便攜站天（tiān）線方（fāng）位角和俯仰（yǎng）角，從而實現快速（sù）、自動、**對星。係統結構框圖如圖1所示。

3 硬件設（shè）計

係統硬件由單片（piàn）機硬件和機械部件兩部（bù）分組成。

3.1 單片機硬件設計

在單片機硬件設計上，選（xuǎn）擇Microchip公司生產的PIC18F97J60單片機作為主控製器構成硬件平台，利用其豐富的外部接（jiē）口高速處理能（néng）力，達到實時采集數據、及時處理數據、快速傳輸數據的目的；GPS、方位俯仰傳感器、衛星（xīng）信號強度采集等模塊均采用RS 232接口，**了測（cè）量（liàng）數據精度和接口一致性；步進電機驅動器根據單（dān）片機傳來的PWM信號分（fèn）別控製方位步進電機和（hé）俯仰步（bù）進電機的轉動大小、轉動方向、脫機和鎖定（dìng），步進電機帶動機械部分運動，調整便（biàn）攜站天線的（de）方位角和俯仰角，本設計采用（yòng）ZD-6560-V4型步進電機驅動器，具有三個調整細分數撥動開關，電機驅動器（qì）細分數越多，步進電機精度（dù）越高。單（dān）片機硬件（jiàn）部分連接框圖如圖2所示。

3.2 機械部件設計（jì）

在機械部件設計上（shàng），采用齒輪、絲杠等（děng）機械部件將步進電（diàn）機與便攜站天線連接起來（lái），從而實現了用步進電機控製便攜站天線方位角和俯仰角（jiǎo）調（diào）整的目的。機（jī）械部件設計模型如（rú）圖3所示。

4 軟件設計

衛（wèi）星便攜（xié）站自動對星係統軟件是整個係統（tǒng）的控製中心（xīn），負責采集（jí）輸入信號、對輸入信號進行分析處理、輸出信號控（kòng）製步進電機轉動，以實現（xiàn）衛星便攜站天線自動、快速、**對星。

4.1 總體（tǐ）程序設計

衛星便攜站自動（dòng）對星係統軟件對GPS信息采集模塊（kuài）、方位俯仰傳感模塊、衛星信號強度采集模（mó）塊傳（chuán）來的信息進行實時處理，並控製高精度步進電機轉動，以帶動便（biàn）攜站天線運動，實（shí）現自動對星。具體流程如下：首先根據GPS信息采集模塊（kuài）采集到的地理位置信息，根據公式計算便攜站天線方位角和俯仰角（jiǎo）的理論（lùn）值，並用磁偏角對方位角進（jìn）行修正；然後將經過修正理論值與（yǔ）方位俯仰傳感模（mó）塊采集（jí）的便攜站（zhàn）天線當前的方位角和俯仰角進（jìn）行比較，控製高精度步進電機轉（zhuǎn）動，從而實現（xiàn）粗略對星過程；當粗略對星過程（chéng）完成後，再在一個較小的區域內控製步進電機進行掃描，並實時監測衛星信號強（qiáng）度采（cǎi）集模塊采（cǎi）集到的衛星信（xìn）號強度，當衛（wèi）星信號強（qiáng）度達到.大的時（shí）候，實現**對星。軟件總體流程（chéng）框圖如圖4所示（shì）。

4.2 粗略對（duì）星程序設計

對星（xīng）需要兩個重要參數（shù）：方位和（hé）俯（fǔ）仰。對星參數理論值的計算需要根據便攜站天線當前地理位置信（xìn）息(經度、緯度)進行計算，計算公式如下：

設方位角為γ(方位角正南為0°)，正角度為南偏西的度數，負角度為南（nán）偏東（dōng）的度數；俯（fǔ）仰角為δ；ψ為衛星的經度；α為衛星便攜站當前的經度；θ為衛星便攜站當（dāng）前的緯度。

由於根據公式（shì）計算得到的方（fāng）位角理論值是以真北為（wéi）標準的，而方（fāng）位角傳（chuán）感器的采集值是以磁北為標準的，因此采（cǎi）集值和理論值之間存在一個差值，即磁偏角。計算出的對星參數理論（lùn）值需要根據磁偏角進（jìn）行修正。根據（jù）IGRF2005地磁（cí）場模型，利用NOAA的NG-DC提供的磁（cí）偏（piān）角計算程序，用磁偏角對方位角進（jìn）行修正。

便攜站天線當（dāng）前的方位（wèi）角和俯（fǔ）仰角（jiǎo）可以通過傳感器（qì）直接采集到，然後將采集到的數據與修正過的理論值進行比較，決定步進電機的（de）轉動方（fāng）向和大小，當（dāng）步（bù）進電機按程序轉動完成後，再次采集數據，重複上述步驟，直到采集值等於修正後的理論值為止。步進（jìn）電機控製流程如圖5所（suǒ）示。

4.3 **對星程序設計

衛星信號（hào）強度（dù）采集需要（yào）單（dān）片機與衛（wèi）星信號強度采集模塊之間（jiān）首先交互握手信息，然後發送信號（hào）強度指令采集衛星信號強度，並（bìng）保存采集到的衛星信號強度信息與前一次衛星信號強度進行比（bǐ）較，先控製方位步進電機調整方位角，再控製俯仰步進電機調整俯仰角，實現**對（duì）星。**對星流程如圖6所示。

5 結論

經過使用證明：平均對星時間由原（yuán）來不確定減少到2 min以內，對星時間明顯縮短；對星精度較（jiào）傳統手工對星方式提高2～10 dB，對星精度明顯提高。

衛星（xīng）便攜站自動對星係統是（shì）在（zài）實裝設備上添加的一個（gè）自動對星工具，係統不改變實裝（zhuāng）設備的結構，隻要在實裝設備上添加該係統，就能夠做到實裝設備的快速、自動、準確對星（xīng）。係統采用模塊化的（de）設（shè）計思想，隻（zhī）要更換機（jī）械部（bù）件，就可以應用於不同類型的（de）衛星（xīng）便攜站（zhàn），應用範圍較大，實用性較強。