衛(wèi)星光通信數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計(jì)及掃描捕獲方法研究.pdf

1、衛(wèi)星光通信以其高帶寬、高碼率、高保密性及抗干擾等優(yōu)點(diǎn)成為空間通信發(fā)展的新方向。捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤(APT)技術(shù)是衛(wèi)星光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)光束快速、穩(wěn)定的捕獲，是建立衛(wèi)星光通信鏈路的前提。本文在概述了 APT系統(tǒng)的概念、組成、工作流程的基礎(chǔ)上，對(duì)APT系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理單元的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以及掃描捕獲方法進(jìn)行了研究，同時(shí)還對(duì)提高系統(tǒng)可靠性的工程方法進(jìn)行了總結(jié)。
　　本文主要研究的數(shù)據(jù)處理單元是衛(wèi)星光通信APT系統(tǒng)中的連接計(jì)算模塊，A

2、PT系統(tǒng)采用何種掃描方式是由數(shù)據(jù)處理單元決定的。數(shù)據(jù)處理單元以SM320LF2407A為核心處理器，本文根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元的功能需求，設(shè)計(jì)了與主控單元通信的串行通信接口、與電機(jī)控制單元通信的并行通信接口、為衛(wèi)星平臺(tái)提供遙測(cè)信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換電路及A/D采樣電路。在硬件電路正常工作的前提下，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了軟件編寫與調(diào)試，并按照APT系統(tǒng)的工作流程，將各模塊程序組合起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理單元的功能。編寫的程序通過LDRA TestBed軟件測(cè)試

3、，符合航天型號(hào)軟件開發(fā)規(guī)范要求。
　　本文總結(jié)了項(xiàng)目中使用的對(duì)低等級(jí)芯片進(jìn)行篩選、對(duì)單粒子效應(yīng)進(jìn)行防護(hù)等提高系統(tǒng)可靠性的工程方法，并根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目可靠性設(shè)計(jì)需求，對(duì)SM320F2812的外部引導(dǎo)加載技術(shù)進(jìn)行了探索，成功實(shí)現(xiàn)了SM320F2812的外部引導(dǎo)加載。
　　掃描捕獲方法決定著APT系統(tǒng)的性能，本文給出了捕獲概率和捕獲時(shí)間模型，提出了在掃描過程中增加重疊因子的方法消除外部擾動(dòng)對(duì)捕獲概率的影響，給出了重疊因子與指向偏差的數(shù)