运动平台相控阵卫星跟踪系统是一种高速运动目标实时跟踪系统,在军事与民用领域都扮演着越来越重要的角色。本文运动平台主要指车、船、飞机和导弹等高速运动目标载体平台。但由于卫星通信系统中载体平台的不规则运动,因此很容易导致收发阵列波束偏离卫星,从而影响通信的稳定性。如何保证跟踪系统的稳定通信是一个关键问题。自跟踪系统的关键技术是角度测量和跟踪滤波算法,精准快速的角度测量和跟踪滤波算法有利于目标稳定自动跟踪。按照项目要求,本文以运动平台相控阵卫星跟踪系统角度测量和跟踪实现为课题,重点研究了自跟踪系统的角度测量算法和跟踪滤波算法并进行仿真,并基于TMS320C6748实现了这两种算法。具体研究内容为以下几点:(1)对自跟踪系统的总体方案进行设计,给出了系统硬件框图、系统工作流程和时序设计,简要阐述了跟踪过程的方案设计,然后描述了TMS320C6748的结构和特点以及自跟踪系统选择这一款浮点功能处理器的优势。(2)定义了接收阵列天线坐标形式,给出了两种角度测量算法的推导,在理想情况下和非理想情况下仿真分析了两种测角算法的性能,验证了算法的有效性。然后对系统测角精度进行了分析,给出了精度提高的方法。最后给出了角度测量算法在DSP中各部分的实现细节。(3)介绍了三种基本跟踪滤波算法的原理,给出了坐标变换和运动模型的定义,仿真对比了α-β滤波和自适应α-β滤波算法的性能。详细介绍了如何在目前基于TMS320C6748的自跟踪基带单元数字板上实现跟踪滤波算法。主要介绍了用于DSP与FPGA的通信接口、角度预估在DSP中的计算方法、DSP程序的加载流程和程序优化细节。(4)基于整个运动平台相控阵卫星跟踪系统,本文对上述每个功能模块进行了系统测试。首先测试了FPGA与DSP之间的通信接口,验证了通信模块的正确性。然后对角度测量算法进行了硬件实验,通过对比理论值与测量值,分析角度测量算法的可行性和稳定性。最后通过构建闭环模拟测试系统对自跟踪基带单元板进行了测试。测试结果表明跟踪系统在载体高速运动时能够自动实时跟踪目标。