卫星便携站天线自动对星系统的设计与实现

4．2 粗略对星程序设计

对星需要两个重要参数：方位和俯仰。对星参数理论值的计算需要根据便携站天线当前地理位置信息(经度、纬度)进行计算，计算公式如下：

设方位角为γ(方位角正南为0°)，正角度为南偏西的度数，负角度为南偏东的度数；俯仰角为δ；ψ为卫星的经度；α为卫星便携站当前的经度；θ为卫星便携站当前的纬度。

由于根据公式计算得到的方位角理论值是以真北为标准的，而方位角传感器的采集值是以磁北为标准的，因此采集值和理论值之间存在一个差值，即磁偏角。计算出的对星参数理论值需要根据磁偏角进行修正。根据IGRF2005地磁场模型，利用NOAA的NG-DC提供的磁偏角计算程序，用磁偏角对方位角进行修正。

便携站天线当前的方位角和俯仰角可以通过传感器直接采集到，然后将采集到的数据与修正过的理论值进行比较，决定步进电机的转动方向和大小，当步进电机按程序转动完成后，再次采集数据，重复上述步骤，直到采集值等于修正后的理论值为止。步进电机控制流程如图5所示。

4．3 精确对星程序设计

卫星信号强度采集需要单片机与卫星信号强度采集模块之间首先交互握手信息，然后发送信号强度指令采集卫星信号强度，并保存采集到的卫星信号强度信息与前一次卫星信号强度进行比较，先控制方位步进电机调整方位角，再控制俯仰步进电机调整俯仰角，实现精确对星。精确对星流程如图6所示。

5 结论

经过使用证明：平均对星时间由原来不确定减少到2 min以内，对星时间明显缩短；对星精度较传统手工对星方式提高2～10 dB，对星精度明显提高。

卫星便携站自动对星系统是在实装设备上添加的一个自动对星工具，系统不改变实装设备的结构，只要在实装设备上添加该系统，就能够做到实装设备的快速、自动、准确对星。系统采用模块化的设计思想，只要更换机械部件，就可以应用于不同类型的卫星便携站，应用范围较大，实用性较强。