摘 要： 伺服系统是遥感卫星地面接收系统的重要组成部分，可靠性和安全性要求高。采用单进程、多线程、并行多模块的结构，设计伺服系统监控软件，实现了天线控制、设备监视、信息显示、数据处理、通信及伺服性能指标自动化测试等功能，具有实时性强，自动化程度高，容错性、可靠性及扩展性好等特点。该设计已用于实际工程项目中，实际使用结果表明该设计是合理可行的。
关键词： 遥感卫星； 伺服系统； 软件结构； 监控软件
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）12?0051?04
Abstract： The sever system is an important component in the ground receiving system of the remote sensing satellite， and has high reliability and security. The structures of single process， multi?thread， and parallel multi?module are adopted to design the monitoring software for servo system. The functions of antenna control， equipment monitoring， information display， data processing， communications and automatic test of servo performance index were implemented. The software has the characteristics of good real?time performance， high automation level， good fault tolerance， excellent reliability and extensibility. This design was applied to the practical engineering projects. The practical use result shows that the design is reasonable and feasible.
Keywords： remote sensing satellite； servo system； software architecture； monitoring software
伺服系统是遥感卫星地面接收系统的重要组成部分，是实现天线各种功能控制的执行机构，其主要任务是根据指令及相应的信号采取各种控制策略控制天线的运动，快速、准确、稳定、可靠地对目标进行搜索、捕获、跟踪[1]。对用于接收低轨遥感卫星的俯仰/方位/倾斜三轴天线座架，伺服系统需驱动几十吨负载，且由于运动范围的限制，需求的角速度、角加速度大等原因，因此需确保各种传感器信息的接收、处理，各种条件下的控制和安全保护逻辑等准确无误，实现系统功能和性能，稳定、可靠的运行[2?3]。而这都与伺服系统监控软件有着直接的关系，在伺服控制系统中起到了越来越重要的作用。伺服控制软件涉及到人机界面开发、系统控制、处理、通信、底层驱动等各个部分，控制逻辑复杂，并且与硬件关联程度深[4]。伺服系统监控软件设计需充分考虑到上述特点，同时还需考虑系统调试、维护、功能的扩展。
1 伺服监控软件功能分析
伺服监控软件需具备数据及信息的自动采集处理、控制和调节算法来实现自动化运行、监控、报警及测试等功能，具有实时性强、自动化程度高、容错性、可靠性及扩展性好等特点[5]。伺服监控软件安装在天线监控单元的计算机内，该软件为整个伺服控制系统的逻辑控制中心，如图1所示，主要
（1） 天线操控功能：实现ACU本/远控两种运行模式切换；实现天线的各种工作方式管理，包括待机、手速、置位、程序跟踪、自动捕获/跟踪、收藏、锁定/解锁、叠加扫描等工作方式的手动和自动切换。
（2） 控制和调节算法：完成环路调节器计算和天线控制策略选择及实施，包括速度控制、位置控制、复合控制、误差随动控制功能等。
（3） 任务自动化运行管理：实现任务的自动化管理和运行，包括轨道点位数据的读入、有效性检查、轨道特征点分析与提取等，并生成程序跟踪所需的引导数据；按照任务开始及结束时间，自动调用相关设备实现任务的自动化运行，包括读取任务参数、置位、下发设备参数、自动控制任务开始转程引、任务结束转待机、上报任务执行报告等。
（4） 数据通信功能：实现ACU与其他设备的数据交互，包括与站监控管理单元（SMCU）的通信、与各频段跟踪接收机（TRK）的数据接收和参数配置接口通信、与ADU的网络通信、与时码编码单元（PDU）的数据接收和零值修正以及中断电平采集接口通信、与极化控制单元（PCU）的串口通信。
（5） 人机交互功能：完成人机界面的主信息显示、参数配置、控制调度、辅助信息显示等。
（6） 数据存储记录功能：实现伺服系统测角数据、相关设备综合状态信息以及操控运行日志的记录存储。
（7） 自动校相功能：实现各频段对塔和对星自动校相控制，生成、维护参数列表，并具备参数提取、运算、配置、验证、存储等能力。
（8） 自动化测试功能：实现伺服系统性能、参数的自动化测试，包括运动范围测试、最大角速度测试、伺服带宽测试、指向精度测试、跟踪精度测试等。
（9） 故障综合功能：监视、汇总伺服系统中设备和运行状态信息，并进行初步的综合，给出状态结果。
2 伺服监控软件设计