0 引 言
大中型衛(wèi)星站均具有相應(yīng)的、完善的天線跟蹤伺服系統(tǒng)，天線伺服跟蹤系統(tǒng)依據(jù)信標(biāo)信號強(qiáng)弱，決定天線轉(zhuǎn)向，驅(qū)動天線旋轉(zhuǎn)，達(dá)到準(zhǔn)確對星。隨著通信技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，小型衛(wèi)星站如車載站、便攜站受機(jī)動性能和便攜性能的局限，不可能采用大中型衛(wèi)星站才能使用的伺服跟蹤系統(tǒng)，采用不同原理，開發(fā)適用于小型衛(wèi)星站天線的對星裝置，具有現(xiàn)實(shí)意義。
1 系統(tǒng)概述
該裝置通過GPS采集地理信息、電子羅盤采集姿態(tài)信息，根據(jù)GPS采集的地理信息，結(jié)合通信衛(wèi)星位置，計算出對星所需要的標(biāo)準(zhǔn)方位、俯仰、極化參數(shù)，同時計算出當(dāng)?shù)?、?dāng)年磁偏角數(shù)據(jù)；通過采集電子羅盤數(shù)據(jù)，得到初步方位、俯仰、極化數(shù)據(jù)，其中俯仰和極化均為天線實(shí)際指向值，但是方位值是以磁北為標(biāo)準(zhǔn)測量值；通過GPS得到的磁偏角數(shù)據(jù)，對從電子羅盤得到的以磁北為標(biāo)準(zhǔn)的方位值進(jìn)行修正，得到比較準(zhǔn)確的、以真北為標(biāo)準(zhǔn)的真實(shí)方位數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中基于EVC4平臺的多線程應(yīng)用程序流程結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2 硬件設(shè)計
本裝置在設(shè)計上，選擇S3C2440作為主控制器構(gòu)成硬件平臺，利用其豐富的外部接口和高速處理能力，達(dá)到實(shí)時采集數(shù)據(jù)、及時處理數(shù)據(jù)、快速傳輸數(shù)據(jù)、不附加額外接口設(shè)備的目的。由于該裝置需要測量的參數(shù)多，GPS、電子羅盤統(tǒng)一采用RS 232接口，保證了測量數(shù)據(jù)精度和接口一致性。供電統(tǒng)一采用+5 V鋰電池電源供電。
3 軟件設(shè)計
本裝置采用ARM9作為主控制器，以Windows CE．net操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)平臺，使用EVC4開發(fā)環(huán)境作為開發(fā)工具，軟件采用多線程結(jié)構(gòu)，MFC和API編程技術(shù)，實(shí)時采集傳感器數(shù)據(jù)，計算修正方位值，達(dá)到準(zhǔn)確對星的目的。
3．1 總體程序設(shè)計
本裝置程序采用多線程結(jié)構(gòu)，在主線程(用戶接口線程)的基礎(chǔ)上，增加兩個輔助線程(工作者線程)，輔助線程負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)采集，主線程負(fù)責(zé)界面響應(yīng)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)顯示。線程處理采用API，而不采用MFC編程，增加了程序的通用性。程序中還使用Suspend-Thread掛起線程、ResumeThread恢復(fù)線程、Exit-Thread退出線程。
線程同步采用臨界區(qū)域(也稱關(guān)鍵區(qū)域，即CRITI-CAL SECTION)措施，首先用CRITICAL_SEC-TION申明一個全局變量，再調(diào)用InitializeCriticalSec-tion初始化，使用EnterCriticalSection進(jìn)入關(guān)鍵區(qū)域，使用LeaveCriticalSection離開關(guān)鍵區(qū)域，使用Delete-CriticalSection函數(shù)刪除關(guān)鍵區(qū)域。其關(guān)鍵部分代碼如下：
3．2 HMR3000程序設(shè)計
電子羅盤數(shù)據(jù)輸出格式滿足NMEA0183通信協(xié)議規(guī)范，根據(jù)需求選用$PTNTHPR語句，每秒更新30次，基本滿足實(shí)時測量的要求。$PTNTHPR語句的數(shù)據(jù)格式為：
$PTNTHPR，
3．3 GPS模塊程序設(shè)計
GPS模塊數(shù)據(jù)輸出格式也滿足NMEA0183通信協(xié)議規(guī)范，根據(jù)需求選用$GPRMC語句，默認(rèn)更新速率。$GPRMC語句的數(shù)據(jù)格式為：
