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微小卫星技术的快速发展,对星载测控应答机提出了低功耗、重量轻、体积小、灵活性高的要求。为了配合微小卫星的特点,地面测试设备也在向软件化和集成化方向发展。本文以浙江大学皮卫星研究项目为背景,围绕测控应答机的软件设计和基于LabVIEW虚拟仪器技术的地面站遥测数据解调器的设计展开。本文从测控应答机软件和地面站遥测数据解调器的核心数字处理部分,调制解调算法开始,重点研究了解调的算法模型,给出了一种改进的副载波恢复环和位同步环,以及一种自动增益控制(AGC)算法模型,从理论上推导了算法的可行性,并利用Matlab仿真结果分析了副载波恢复环、位同步环和AGC算法的性能。结果表明在信噪比大于6dB时,副载波恢复环和位同步环都具有良好的性能。在对调制解调算法进行分析的基础上,本文对测控应答机软件的功能和软件设计方法进行了详细的介绍。在保证测控基本通信任务的软件设计基础上,本文提出的软件设计可以实现测控应答机独立工作的特点,即星上只要能源系统供电正常,测控应答机硬件正常,皮卫星即可建立星地通信链路,并实现一定的遥测、遥控功能。为了提高测控应答机软件在空间环境中的适应性,本文提出了一种对软件进行了可靠性加固设计的方案,以减少单粒子翻转效应对测控应答机软件功能实现的影响,同时使星地通信链路和与星务计算机通信的链路得到了保障。皮卫星地面站遥测数据解调器的设计采用了LabVIEW技术,设计中利用LabVIEW控制数据的采集、显示和存储,VC软件实现解调,并在LabVIEW中调用VC程序实现地面站遥测信号的解调。本文提出的解调器可以发挥LabVIEW便于数据显示、多线程设计和数据存储的特点,又发挥了VC软件设计灵活的优势,设计出的解调器可以在解调的同时,存储解调结果,显示接收调制信号的质量。本文提出的星载测控应答机软件和地面站遥测数据解调器软件设计方案均已实现,并通过了功能和性能指标的测试,测试结果表明了设计的有效性,达到了皮卫星测控通信系统的设计需求。