一种天线阵列远程控制软件设计方法、系统及控制方法技术方案

本申请提出了一种天线阵列远程控制软件设计方法、系统及控制方法，涉及无线电领域，尤其涉及以下环节和技术，程序间通信、数据的发送与接收、数据输出与显示、天线跟踪特定天体。本申请的突出特点是观测者只需坐在电脑旁就可以实现对天线的可靠控制，也能随时了解天线的姿态情况，减少维护人员到现场的次数提高了望远镜的使用效率、时间利用率和方便程度，系统具有一定的稳定性、可靠性和可行性。其优点是程序可在Windows和Linux系统下控制阵列正确执行观测任务，交互界面简洁友好，具有较强的可移植性和扩展性。的可移植性和扩展性。的可移植性和扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种天线阵列远程控制软件设计方法、系统及控制方法


[0001]本申请涉及无线电领域，具体而言，涉及一种天线阵列远程控制软件设计方法、系统及控制方法。

技术介绍

[0002]射电望远镜是探测宇宙中无线电波的重要设备，为避免射电望远镜观测性能受电磁环境干扰的影响，射电望远镜台址通常选择在偏远山区，这给天文观测者以及维修人员带来诸多不便。同时，为进一步提高射电望远镜的空间分辨率和灵敏度，单口径射电望远镜逐渐向综合孔径射电望远镜发展，而射电望远镜阵列的部署具有较大的分散性，采用传统的本地集中控制方式来控制射电望远镜阵列具有很大的局限性。
[0003]随着互联网以及计算机技术的日益发展，为提高先进电子技术和计算机技术在望远镜设计制造中的应用，面向望远镜无人值守的自主观测和自主控制，采用模块化设计方式，研制射电望远镜阵列远程自动控制系统及人机交互界面。以增强望远镜的观测能力和提高灵敏度，减少维护人员到现场的次数，提高望远镜的使用效率、时间利用率和方便程度。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种天线阵列远程控制软件设计方法，其能够实现对天线的可靠控制，随时了解天线的姿态情况。
[0005]本申请的另一目的在于提供一种天线阵列远程控制软件设计系统，其能够运行一种天线阵列远程控制软件设计方法。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种天线阵列远程控制软件设计方法，其包括建立由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，用于完成天线综合控制功能、数据的远程通信及天线位置测量；建立由射电源观测模块、通信模块、天线控制模块及显示模块构成的软件的总体架构，用于实时跟踪射电源运动轨迹、对控制方式及控制对象进行划分、对阵列状态的远程监视及控制。
[0008]在本申请的一些实施例中，上述建立由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，用于完成天线综合控制功能、数据的远程通信及天线位置测量包括：监控计算机与天线控制单元共同完成天线综合控制功能，管理者通过监控计算机了解设备运行状况，从而进行远程指挥调度；监控计算机与天线控制单元通过串口联网服务器进行数据传输，通过以太网与监控计算机连接，并通过RS422串行接口与控制单元连接，实现数据的远程通信；集控制单元ACU和驱动单元ADU为一体的天线驱控一体控制器，ACU在远程控制下接收监控计算机的指令，驱动ADU进行射电源跟踪，精确地实现天文观测及射电源跟踪；旋转编码器，天线共有方位旋转和俯仰旋转两个自由度，通过方位码盘和俯仰码盘进行天线位置测量。
[0009]在本申请的一些实施例中，上述建立由射电源观测模块、通信模块、天线控制模块及显示模块构成的软件的总体架构，用于实时跟踪射电源运动轨迹、对控制方式及控制对象进行划分、对阵列状态的远程监视及控制包括：射电源观测模块，根据观测时长预判射电源运动轨迹，控制天线对其进行实时跟踪，根据观测时长，将射电源坐标转换成天线在不同时刻对应的方位角和俯仰角，绘制出射电源的运动轨迹。
[0010]在本申请的一些实施例中，上述还包括：通信模块，建立安全防护措施，当ACU接收到的指令不符合协议规范时，判定该指令格式错误，相应的控制功能被忽略，并将ACU当前的工作状态发送给监控计算机；当ACU收到的设备地址与监控计算机的地址码不相符，ACU则直接忽略本次通信中接收到的指令。
[0011]在本申请的一些实施例中，上述还包括：天线控制模块，天线控制模块按照控制方式划分为手动控制和自动控制，按照控制对象划分为单天线控制和阵列控制。
[0012]在本申请的一些实施例中，上述还包括：显示模块，用户通过显示模块实现对阵列状态的远程监视及控制，直观清晰地知道天线位置、射电源运动趋势、执行进度。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种天线阵列远程控制软件控制方法，其包括通过应用由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，在保证跟踪精度的前提下根据天线的设计理论，以1秒等间隔实时中断处理输出，实现天线阵列自动跟踪；当目标源位于转动范围外时，对天线进行等效位置转换，同时设计天线限位判断。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种天线阵列远程控制软件设计系统，其包括天线控制硬件子系统，用于建立由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，用于完成天线综合控制功能、数据的远程通信及天线位置测量；
[0015]软件总架构子系统，用于建立由射电源观测模块、通信模块、天线控制模块及显示模块构成的软件的总体架构，用于实时跟踪射电源运动轨迹、对控制方式及控制对象进行划分、对阵列状态的远程监视及控制。
[0016]在本申请的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：天线控制硬件子系统及软件总架构子系统。
[0017]第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如一种天线阵列远程控制软件设计方法中任一项的方法。
[0018]相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0019]观测者只需坐在电脑旁就可以实现对天线的可靠控制，也能随时了解天线的姿态情况，减少维护人员到现场的次数提高了望远镜的使用效率、时间利用率和方便程度，系统具有一定的稳定性、可靠性和可行性。其优点是程序可在Windows和Linux系统下控制阵列正确执行观测任务，交互界面简洁友好，具有较强的可移植性和扩展性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的一种天线阵列远程控制方法步骤示意图；
[0022]图2为本申请实施例提供的天线控制系统框图；
[0023]图3为本申请实施例提供的Nport与控制板的接线说明示意图；
[0024]图4为本申请实施例提供的控制板与码盘的接线方式示意图；
[0025]图5为本申请实施例提供的天线远程控制系统模块示意图；
[0026]图6为本申请实施例提供的天线控制模块流程示意图；
[0027]图7为本申请实施例提供的硬件限位示意图；
[0028]图8为本申请实施例提供的不同天线不被遮挡的最低俯仰值示意图；
[0029]图9为本申请实施例提供的一种天线阵列远程控制软件设计系统模块图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线阵列远程控制软件设计方法，其特征在于，包括：建立由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，用于完成天线综合控制功能、数据的远程通信及天线位置测量；建立由射电源观测模块、通信模块、天线控制模块及显示模块构成的软件的总体架构，用于实时跟踪射电源运动轨迹、对控制方式及控制对象进行划分、对阵列状态的远程监视及控制。2.如权利要求1所述的一种天线阵列远程控制软件设计方法，其特征在于，所述建立由监控计算机、天线控制单元、串口联网服务器、天线驱控一体控制器及旋转编码器构成的天线控制硬件系统，用于完成天线综合控制功能、数据的远程通信及天线位置测量包括：监控计算机与天线控制单元共同完成天线综合控制功能，管理者通过监控计算机了解设备运行状况，从而进行远程指挥调度；监控计算机与天线控制单元通过串口联网服务器进行数据传输，通过以太网与监控计算机连接，并通过RS422串行接口与控制单元连接，实现数据的远程通信；集控制单元ACU和驱动单元ADU为一体的天线驱控一体控制器，ACU在远程控制下接收监控计算机的指令，驱动ADU进行射电源跟踪，精确地实现天文观测及射电源跟踪；旋转编码器，天线共有方位旋转和俯仰旋转两个自由度，通过方位码盘和俯仰码盘进行天线位置测量。3.如权利要求1所述的一种天线阵列远程控制软件设计方法，其特征在于，所述建立由射电源观测模块、通信模块、天线控制模块及显示模块构成的软件的总体架构，用于实时跟踪射电源运动轨迹、对控制方式及控制对象进行划分、对阵列状态的远程监视及控制包括：射电源观测模块，根据观测时长预判射电源运动轨迹，控制天线对其进行实时跟踪，根据观测时长，将射电源坐标转换成天线在不同时刻对应的方位角和俯仰角，绘制出射电源的运动轨迹。4.如权利要求3所述的一种天线阵列远程控制软件设计方法，其特征在于，还包括：通信模块，建立安全防护措施，当ACU接收到的指令不符合协议规范时，判定该指令格式错误，相应的控制功能被忽略...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汝双，支启军，卫高峰，王彬兰，岳友岭，段然，楼康志，姜正活，刘建东，刘朔钰，刘志涌，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：