基于ARM9的快速對(duì)星裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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根據(jù)IGRF2005地磁場(chǎng)模型，利用NOAA的NG-DC提供的磁偏角計(jì)算程序，逐一計(jì)算覆蓋我國(guó)領(lǐng)土及周邊的磁偏角數(shù)據(jù)，其緯度為北緯10°～50°，經(jīng)度為東經(jīng)70°～140°，構(gòu)成41×71的二維數(shù)組，根據(jù)經(jīng)度、緯度數(shù)據(jù)提取磁偏角數(shù)據(jù)，與采集的羅盤(pán)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，修正羅盤(pán)方位值，從而得到代表物體指向的比較準(zhǔn)確的方位值。其部分代碼如下所示：本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/152287.htm
從電子羅盤(pán)得到的方位數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)磁偏角修正，形成以真北為標(biāo)準(zhǔn)的真實(shí)方位數(shù)據(jù)，從而具有與理論對(duì)星參數(shù)比對(duì)的基礎(chǔ)。
4 應(yīng)用及結(jié)果
該裝置巧妙利用GPS模塊和電子羅盤(pán)模塊，在分別采集模塊數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用地理信息進(jìn)行查表運(yùn)算，得出當(dāng)?shù)卮牌牵么牌切拚轿?，得到較為準(zhǔn)確的方位指向數(shù)據(jù)。此裝置采用S3C2440ARM9芯片作為主CPU，Windows CE．Net為操作系統(tǒng)平臺(tái)；電子羅盤(pán)選用Honeywell HMR3000，GPS選用GARMINGPS25LVS，蘑菇頭天線(xiàn)，單一+5 V供電，輸出接口均為RS 232。該系統(tǒng)精度高、實(shí)時(shí)性好、界面直觀(guān)，具有廣泛的應(yīng)用前景。某型衛(wèi)星通信裝備，天線(xiàn)口徑1 m，工作于Ku波段，其半功率波瓣寬度近似計(jì)算公式為：θ=70λ／D，得到半功率波瓣寬度θ=1．75°；通過(guò)磁偏角修正后的電子羅盤(pán)角度指示誤差為ψ＝±0．5°，θ≥ψ，滿(mǎn)足應(yīng)用需求。2009年烏魯木齊的磁偏角為－2．93°，如果不加磁偏角修正，其誤差總和為2．93°+0．5°=3．43°，超過(guò)半功率波束寬度，無(wú)法完成對(duì)星任務(wù)。程序運(yùn)行后界面如圖3所示。
5 結(jié) 語(yǔ)
經(jīng)過(guò)使甩證明：該裝置經(jīng)過(guò)磁偏角修正后，可以使用于方位精度要求±0．5°、傾角和橫滾經(jīng)度要求土0．1°的物體位置和姿態(tài)測(cè)量。經(jīng)過(guò)在昆明、喀什、北京等地實(shí)際使用測(cè)量，效果良好，平均對(duì)星時(shí)間由原來(lái)不確定減少到2 min以?xún)?nèi)(實(shí)際測(cè)量平均時(shí)間為1．4 min)，改善效果明顯。使用中注意事項(xiàng)：由于此裝置采用的電子羅盤(pán)，利用地磁場(chǎng)根據(jù)磁阻傳感信息計(jì)算方位的原理，因此，此裝置在使用中要求盡量遠(yuǎn)離框架式建筑物、鐵礦廠(chǎng)、鐵柵欄、鐵門(mén)鐵窗等大型硬鐵物質(zhì)，避免因硬鐵物質(zhì)對(duì)磁力線(xiàn)的影響，導(dǎo)致測(cè)量誤差大的情況出現(xiàn)。
評(píng)論