專利名稱：一種便攜式數(shù)字尋星儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及衛(wèi)星信號測量技術(shù)，尤指一種便攜式數(shù)字尋星儀。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的衛(wèi)星信號測量裝置沒有提供獨立的電源供電，在測量衛(wèi)星信號之前，必須串聯(lián)在衛(wèi)星天線與接收機之間，而且主要是通過測量模擬信號場強的強度值的大小作為尋找衛(wèi)星的依據(jù)，不能準確對衛(wèi)星進行定位?，F(xiàn)有的衛(wèi)星信號測量裝置必須將電源引至衛(wèi)星天線處，給用戶的使用與操作帶來了極大的不便。
當前，在衛(wèi)星信號傳輸中，絕大部分傳輸均采用數(shù)字信號，所以現(xiàn)有的通過測量模擬信號來尋找衛(wèi)星的衛(wèi)星信號測量裝置已經(jīng)不符合當前應(yīng)用的要求了。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種便攜式數(shù)字尋星儀，能夠準確對衛(wèi)星進行定位。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種便攜式數(shù)字尋星儀，該便攜式數(shù)字尋星儀包括信號獲取單元101，包括從CPU和鍵盤陣列J4，信號獲取單元101由從CPU控制，通過鍵盤陣列輸入需要尋找的衛(wèi)星標識，從CPU通過時鐘控制線和數(shù)據(jù)控制線與主控單元100的主CPU相連接，并通過數(shù)據(jù)控制線將獲得的衛(wèi)星標識發(fā)送給主控單元100的主CPU；接口單元104，從外部下載存有衛(wèi)星參數(shù)的衛(wèi)星頻帶表，并在主控單元100的控制下通過通信接口芯片的通信接口發(fā)送給主控單元100的主CPU，并通過主CPU的總線存儲到存儲單元103中；主控單元100，至少包括主CPU；接收來自信號獲取單元101的數(shù)據(jù)控制線的衛(wèi)星標識，并將該衛(wèi)星標識對應(yīng)的衛(wèi)星參數(shù)發(fā)送給衛(wèi)星信號接收單元102；衛(wèi)星信號接收單元102，接收并存儲來自主控單元100的衛(wèi)星參數(shù)；在主控單元100的控制下，接收來自衛(wèi)星的數(shù)字信號，并將接收到的來自衛(wèi)星的數(shù)字信號發(fā)送給顯示單元105顯示、或者繼續(xù)接收衛(wèi)星信號；顯示單元105，在主控單元100的LCD并行數(shù)據(jù)總線、背光控制線的控制下顯示所述來自衛(wèi)星的數(shù)字信號；供電單元106，包括高頻頭供電電路，以及系統(tǒng)供電電路；其中，高頻頭供電電路將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星信號接收單元102所需電壓；系統(tǒng)供電電路給便攜式數(shù)字尋星儀的剩余芯片供電。
所述信號獲取單元101進一步包括通過所述鍵盤陣列輸入數(shù)字尋星儀所在地的經(jīng)緯度，并通過所述數(shù)據(jù)控制線發(fā)送給主控單元100的主CPU。
主控單元100進一步包括接收來自信號獲取單元101的經(jīng)緯度信息，根據(jù)預(yù)設(shè)算法獲取衛(wèi)星天線參數(shù)，并將所述衛(wèi)星天線參數(shù)通過所述LCD并行數(shù)據(jù)總線發(fā)送給顯示單元105顯示。
所述顯示單元106進一步包括通過指示條的長度顯示所述接收到的衛(wèi)星信號場強強度的強弱，指示條越長，所述衛(wèi)星信號場強強度越高，誤碼率越??；所述衛(wèi)星信號接收單元102進一步包括根據(jù)所述接收到的衛(wèi)星的數(shù)字信號的比特誤碼率的數(shù)值大小，判斷當前接收到的衛(wèi)星的數(shù)字信號的精確度，若誤碼率的數(shù)值越小，則信號場強強度越大，衛(wèi)星信號越好；否則，需要進一步對衛(wèi)星天線進行微調(diào)，以獲取更好的誤碼率。
所述便攜式數(shù)字尋星儀還包括音頻單元，由音頻芯片U6及電阻和電容組成，在所述主控單元100的控制下，主控單元100的主CPU的管腳40、管腳41分別與U6的管腳1、電容C18與電阻R41的連接點相連接，并在主控單元100的控制下提供各種聲音。
所述衛(wèi)星信號接收單元102為數(shù)字廣播衛(wèi)星通信高頻頭。
由上述技術(shù)方案可見，本實用新型為便攜式尋星儀，且自身帶有供電單元，為用戶的使用與操作帶來了極大的方便。
本實用新型的數(shù)字尋星儀預(yù)設(shè)了大量的衛(wèi)星頻道表供用戶來使用，用戶只要選擇衛(wèi)星名稱就可以進入對衛(wèi)星信號的測量，免去了很多查找衛(wèi)星頻道表的前期工作。
本實用新型的數(shù)字尋星儀提供根據(jù)本地經(jīng)緯度獲取衛(wèi)星天線參數(shù)如仰角、方位角、極化角等，使用戶很方便地實現(xiàn)了對衛(wèi)星天線位置的初步定位，提高了尋星速度。


圖1是本實用新型數(shù)字尋星儀的組成框圖；圖2是本實用新型主控單元與顯示單元的電路圖；圖3是本實用新型信號獲取單元的電路圖；圖4是本實用新型存儲單元電路圖；圖5是本實用新型接口單元電路圖；圖6a是本實用新型高頻頭DC13V、DC18V供電電路；圖6b是本實用新型系統(tǒng)供電電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
圖1是本實用新型數(shù)字尋星儀的組成框圖，如圖1所示，包括信號獲取單元101，用于從外部獲取需要尋找的衛(wèi)星標識，并將該衛(wèi)星標識發(fā)送給主控單元100。所述衛(wèi)星標識可以是通過外設(shè)鍵盤輸入的字母或數(shù)字符號等，如衛(wèi)星名稱；或者從外部獲取數(shù)字尋星儀所在地的經(jīng)緯度，比如通過外設(shè)鍵盤輸入；主控單元100，用于對數(shù)字尋星儀中各組成單元進行控制，協(xié)調(diào)各單元之間的工作。主控單元100接收來自信號獲取單元101的衛(wèi)星標識，根據(jù)該衛(wèi)星標識查找存儲在存儲單元103中的衛(wèi)星頻道表，獲取與該衛(wèi)星標識對應(yīng)的衛(wèi)星參數(shù)如尋星頻率、下行頻率、符碼率、高頻頭供電的電壓、衛(wèi)星方位經(jīng)度等，并將獲得的衛(wèi)星參數(shù)發(fā)送給衛(wèi)星信號接收單元102；接收來自信號獲取單元101的經(jīng)緯度信息，根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出衛(wèi)星天線的三個重要參數(shù)，即方位角、仰角和極化角，并將衛(wèi)星天線參數(shù)通過顯示單元105顯示。
這里，通過經(jīng)緯度計算衛(wèi)星天線參數(shù)的方法屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，這里不再贅述，這里強調(diào)的是，本實用新型在尋星前，不用再通過額外的設(shè)備計算衛(wèi)星參數(shù)，方便地對衛(wèi)星天線位置的初步定位，提高了尋星速度。
衛(wèi)星信號接收單元102，用于完成接收衛(wèi)星天線信號，鎖頻和解碼。具體包括接收并存儲來自主控單元100的衛(wèi)星參數(shù)；在主控單元100的控制下，接收來自衛(wèi)星的數(shù)字信號，解碼后判斷接收到的來自衛(wèi)星的數(shù)字信號是否與存儲的當前需要尋找的衛(wèi)星的衛(wèi)星參數(shù)一致，若一致，則鎖定該衛(wèi)星的數(shù)字信號，并在主控單元100的控制下，將接收到的來自衛(wèi)星的數(shù)字信號發(fā)送給顯示單元105顯示；若不一致，則調(diào)整接收衛(wèi)星天線，衛(wèi)星信號接收單元102繼續(xù)接收衛(wèi)星信號。所述衛(wèi)星信號接收單元102可以通過數(shù)字廣播衛(wèi)星通信高頻頭來實現(xiàn)，比如BS2F7VZ019型號的高頻頭等。
進一步地，在鎖定衛(wèi)星的數(shù)字信號后，衛(wèi)星信號接收單元102還可以通過對衛(wèi)星的數(shù)字信號中的誤碼率(BER，Bit Error Rate)的大小，判斷當前接收到的衛(wèi)星的數(shù)字信號精確度，若誤碼率的數(shù)值越小，則信號場強強度越大，衛(wèi)星信號越好；否則，需要進一步對衛(wèi)星天線進行微調(diào)比如改變數(shù)字尋星儀的天線的方向等，以獲取更好的誤碼率。為了獲得誤碼率，可以通過顯示如指示條的長度來判斷衛(wèi)星信號場強強度最大的位置，在使用人員改變數(shù)字尋星儀的天線的方向時，觀察指示條，若指示條越長，表明衛(wèi)星信號場強強度越高。進一步地，可以增加音頻單元，用于表示衛(wèi)星信號場強強度的強弱，若頻率越高，表明衛(wèi)星信號場強強度越高。比如揚聲器的頻率越高，表明衛(wèi)星信號場強強度越高。這樣，使用人員可以非常方便、形象地獲得衛(wèi)星信號場強強度最好的衛(wèi)星天線位置。
顯示單元105，在主控單元100的控制下顯示衛(wèi)星天線參數(shù)、來自衛(wèi)星的數(shù)字信號等。
通過顯示的衛(wèi)星天線參數(shù)，數(shù)字尋星儀的使用人員可以非常容易地完成對衛(wèi)星天線位置的初步定位，提高尋星速度。
供電單元106，用于完成對數(shù)字尋星儀的開關(guān)機以及各組成單元的穩(wěn)壓供電，特別地，提供衛(wèi)星天線所需工作電壓如13V、18V直流電壓，以及22KHz控制信號等。
接口單元104，用于從外部下載用于存儲衛(wèi)星參數(shù)的衛(wèi)星頻帶表，并在主控單元100的控制下存儲到存儲單元103中。接口單元104可以通過USB接口、串口等實現(xiàn)，這里不作限制，強調(diào)的是提供一接口從PC機等外部設(shè)備中獲取衛(wèi)星頻道表，以保證數(shù)字衛(wèi)星尋星儀存儲的數(shù)據(jù)和衛(wèi)星頻道參數(shù)數(shù)據(jù)一致。
圖2是本實用新型主控單元與顯示單元的電路圖，主控單元100由主CPU(U1)控制，U1可以采用TI公司的MSP430系列單片機，通過LCD并行數(shù)據(jù)總線LCD_D0～LCD_D7(管腳12～19)，設(shè)置顯示內(nèi)容；通過LCD背光LCD_LIGHT(管腳24)控制線控制顯示器的背光。主控單元100通過時鐘KEY_CLK(管腳28)以及數(shù)據(jù)KEY_DATA(管腳29)控制線，與信號獲取單元101相連。
圖3是本實用新型信號獲取單元101電路圖，用于從外部獲取需要尋找的衛(wèi)星標識，并將該衛(wèi)星標識發(fā)送給主控單元100。信號獲取單元101由從CPU(U3)控制，其中U3可以采用51系列單片機，U3的管腳3和管腳6分別與主CPU的時鐘KEY_CLK以及數(shù)據(jù)KEY DATA控制線相連接，通過時鐘KEY_CLK控制線，與主CPU保持時鐘同步，通過數(shù)據(jù)KEY_DATA控制線與主CPU交互信息。所述衛(wèi)星標識可以是通過外設(shè)鍵盤輸入的字母或數(shù)字符號等，如衛(wèi)星名稱。J4為一鍵盤陣列，通過該鍵盤陣列可實現(xiàn)外部信號的輸入。
圖4是本實用新型存儲單元電路圖，主控單元100通過I2C總線與存儲單元103進行通信，存儲單元103中存儲系統(tǒng)參數(shù)，衛(wèi)星參數(shù)，測量結(jié)果等。
圖5是本實用新型接口單元電路圖，接口單元104可以包括U7，U7為通信接口芯片，用于連接本實用新型數(shù)字尋星儀與計算機，作為衛(wèi)星參數(shù)更新的接口。U7可以是RS232、RS422等接口芯片，具體實現(xiàn)屬于現(xiàn)有技術(shù)。接口單元104還可以包括音頻單元U6，U6可以是現(xiàn)有MC34119芯片，主控單元100中U1的管腳40、管腳41分別與U6的管腳1、電容C18與電阻R41的連接點相連接，并在主控單元100的控制下提供各種聲音。
圖6a是本實用新型高頻頭直流13伏特(DC13V)、DC18V供電電路，不同的高頻頭如KU波段和C波段需要不同的供電電壓，U9為電壓轉(zhuǎn)換芯片，可以采用現(xiàn)有LNBP10芯片。U9的輸入(管腳1和管腳2)為DC24V，在管腳4、5、7、9的控制下，輸出DC13V、或者DC18V電壓，具體控制可參見芯片資料，這里不再贅述。主控單元100的管腳36、37、38、39分別與U9的管腳4、5、7、9相連接，調(diào)整高頻頭供電單元提供DC13V、或者DC18V電壓，以為KU波段或C波段供電。
圖6b是本實用新型系統(tǒng)供電電路圖，外接DC9V，通過LM1085可以得到5V，通過AP1117可以得到3.3V，為系統(tǒng)提供+5V，如圖中的VCC，和+3.3V如圖中的3V3。
在完成尋找衛(wèi)星后，使用人員可以通過顯示的來自衛(wèi)星的數(shù)字信號決定是否需要存儲當前尋找到的衛(wèi)星信號。
除此之外，本實用新型數(shù)字尋星儀電池電量很大，待機時間長，體積較小。
本實用新型數(shù)字尋星儀提供圖形化用戶界面，易操作性強，用戶還可以利用數(shù)字尋星儀配套軟件輕松更改已存儲的衛(wèi)星頻道表數(shù)據(jù)，以及用戶所在地的經(jīng)緯度。
在數(shù)字尋星儀所存儲的衛(wèi)星頻道表中，若不存在當所需尋找的衛(wèi)星名稱、或存儲的衛(wèi)星參數(shù)發(fā)生變化時，用戶可使用數(shù)字尋星儀配套軟件，手工輸入所要尋找衛(wèi)星的其中一個頻道的參數(shù)，如本振頻率，下行頻率，符碼率，高頻頭供電電壓，衛(wèi)星方位經(jīng)度等等。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，該便攜式數(shù)字尋星儀包括信號獲取單元(101)，包括從CPU和鍵盤陣列J4，信號獲取單元(101)由從CPU控制，通過鍵盤陣列輸入需要尋找的衛(wèi)星標識，從CPU通過時鐘控制線和數(shù)據(jù)控制線與主控單元(100)的主CPU相連接，并通過數(shù)據(jù)控制線將獲得的衛(wèi)星標識發(fā)送給主控單元(100)的主CPU；接口單元(104)，從外部下載存有衛(wèi)星參數(shù)的衛(wèi)星頻帶表，并在主控單元(100)的控制下通過通信接口芯片的通信接口發(fā)送給主控單元(100)的主CPU，并通過主CPU的總線存儲到存儲單元(103)中；主控單元(100)，至少包括主CPU；接收來自信號獲取單元(101)的數(shù)據(jù)控制線的衛(wèi)星標識，并將該衛(wèi)星標識對應(yīng)的衛(wèi)星參數(shù)發(fā)送給衛(wèi)星信號接收單元(102)；衛(wèi)星信號接收單元(102)，接收并存儲來自主控單元(100)的衛(wèi)星參數(shù)；在主控單元(100)的控制下，接收來自衛(wèi)星的數(shù)字信號，并將接收到的來自衛(wèi)星的數(shù)字信號發(fā)送給顯示單元(105)顯示、或者繼續(xù)接收衛(wèi)星信號；顯示單元(105)，在主控單元(100)的LCD并行數(shù)據(jù)總線、背光控制線的控制下顯示所述來自衛(wèi)星的數(shù)字信號；供電單元(106)，包括高頻頭供電電路，以及系統(tǒng)供電電路；其中，高頻頭供電電路將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星信號接收單元(102)所需電壓；系統(tǒng)供電電路給便攜式數(shù)字尋星儀的剩余芯片供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，所述信號獲取單元(101)進一步包括通過所述鍵盤陣列輸入數(shù)字尋星儀所在地的經(jīng)緯度，并通過所述數(shù)據(jù)控制線發(fā)送給主控單元(100)的主CPU。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，主控單元(100)進一步包括接收來自信號獲取單元(101)的經(jīng)緯度信息，根據(jù)預(yù)設(shè)算法獲取衛(wèi)星天線參數(shù)，并將所述衛(wèi)星天線參數(shù)通過所述LCD并行數(shù)據(jù)總線發(fā)送給顯示單元(105)顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，所述顯示單元(106)進一步包括通過指示條的長度顯示所述接收到的衛(wèi)星信號場強強度的強弱，指示條越長，所述衛(wèi)星信號場強強度越高，誤碼率越小；所述衛(wèi)星信號接收單元(102)進一步包括根據(jù)所述接收到的衛(wèi)星的數(shù)字信號的比特誤碼率的數(shù)值大小，判斷當前接收到的衛(wèi)星的數(shù)字信號的精確度，若誤碼率的數(shù)值越小，則信號場強強度越大，衛(wèi)星信號越好；否則，需要進一步對衛(wèi)星天線進行微調(diào)，以獲取更好的誤碼率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，所述便攜式數(shù)字尋星儀還包括音頻單元，由音頻芯片U6及電阻和電容組成，在所述主控單元(100)的控制下，主控單元(100)的主CPU的管腳40、管腳41分別與U6的管腳1、電容C(18)與電阻R(41)的連接點相連接，并在主控單元(100)的控制下提供各種聲音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)字尋星儀，其特征在于，所述衛(wèi)星信號接收單元(102)為數(shù)字廣播衛(wèi)星通信高頻頭。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式數(shù)字尋星儀，本實用新型為便攜式尋星儀，且自身帶有供電單元，為用戶的使用與操作帶來了極大的方便。本實用新型的數(shù)字尋星儀預(yù)設(shè)了大量的衛(wèi)星頻道表供用戶來使用，用戶只要選擇衛(wèi)星名稱就可以進入對衛(wèi)星信號的測量，免去了很多查找衛(wèi)星頻道表的前期工作。本實用新型的數(shù)字尋星儀還提供根據(jù)本地經(jīng)緯度獲取衛(wèi)星天線參數(shù)，使用戶很方便地實現(xiàn)了對衛(wèi)星天線位置的初步定位，提高了尋星速度，并可以隨時從儀器網(wǎng)站下載最新的衛(wèi)星頻道數(shù)據(jù)，以保證儀器存儲數(shù)據(jù)和衛(wèi)星頻道參數(shù)數(shù)據(jù)一致。
文檔編號G01S1/02GK2914108SQ20062011822
公開日2007年6月20日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者呂海龍 申請人:呂海龍