随着科技的进步,移动卫星通信得到了飞速的发展。移动卫星通信,即移动用户之间或移动用户与固定用户之间,利用通信卫星作为中继站而进行的通信。这项技术目前广泛运用在汽车、火车、飞机和舰船等各类移动载体上,在未来还有着更加广泛的应用前景。而其中的关键技术就是在载体移动的情况下保持系统的稳定以及对目标卫星的追踪,这种技术可以简称为“动中通”(以下均用简称)。“动中通”的关键就是需要在卫星和其对应的地面站之间建立充分的联系,在地面站实现对卫星的自动跟踪。这种系统就称为天线稳定跟踪系统,也是本文要重点探讨和研究的内容。本文主要针对天线跟踪的方式和平台的稳定方式进行讨论。首先简述了关于该技术的基本原理,并对这一技术的总体框架结构进行了说明,具体包含了天线稳定跟踪系统的组成,天线稳定的基本原理和天线跟踪的基本原理。然后,详细地对整个天线系统稳定的算法进行了分析和研究。其中包括分析了“三轴稳定”的控制策略,选择了一种基于PID的系统控制方法、一种基于卡尔曼滤波的数据融合算法进行姿态角的测量,并进行了仿真。接着对天线的跟踪技术进行了讨论。从坐标系入手,介绍了常用的初始对准技术以及跟踪技术,并总结了他们的优缺点;介绍了 SDP4/SGP4模型,并分析了将其应用在系统中的可能性;结合常用的跟踪方式,提出了一种基于梯度的跟踪方法并进行了仿真实验。最后,在以上理论研究的基础上,以ARM9为核心板,在嵌入式平台上搭建了一套卫星天线跟踪系统。本文提出的梯度跟踪算法将以往复杂的接收装置变的简单,且对比步进跟踪有着更快的速度和更高的精度。使用的SDP4/SGP4模型使得天线在对准方面速度和精度都大大提升。在硬件的设计上还加入了专门控制电机的下位机,降低了电机速度变化产生的噪声,完成了系统性能的优化。