[發(fā)明專利]空間光通信終端跟蹤性能動態(tài)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710072361.7
• 申請日: 2007-06-15
• 公開（公告）號: CN101072071A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬晶;譚立英;于思源;劉劍峰;韓琦琦
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;H04B10/105
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 徐愛萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空間光通信終端的檢測方法。

背景技術(shù)

空間光通信中存在著兩個通信終端間的相對運動，從而面臨著將發(fā)射端的光束保持在接收端探測器表面區(qū)域上的問題。為了確?？臻g光通信的成功，要求衛(wèi)星發(fā)射之前對空間光通信終端的跟蹤性能進(jìn)行檢測。該項技術(shù)對于光通信終端的設(shè)計、研制和工作模式的確定具有重要意義。

在現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)中，給出了一些跟蹤性能的檢測方法。上述方法存在的問題是：(1)只能在小角度變化范圍內(nèi)進(jìn)行跟蹤精度測量，與實際的光通信相差較大；(2)只能對粗瞄或精瞄單元器件的靜態(tài)控制性能進(jìn)行檢測，無法對終端的動態(tài)跟瞄特性進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有檢測方法中只能在小角度變化范圍內(nèi)進(jìn)行跟蹤精度測量和只能對粗瞄或精瞄單元器件做靜態(tài)控制性能檢測的問題，而提出了一種空間光通信終端跟蹤性能動態(tài)檢測方法。

本發(fā)明的步驟如下：

步驟一：設(shè)定需要鏈路的衛(wèi)星A和衛(wèi)星B的軌道和姿態(tài)；

步驟二：根據(jù)衛(wèi)星A和衛(wèi)星B的軌道和姿態(tài)的實時變化數(shù)據(jù)通過計算機求出鏈路過程中被測終端粗瞄角度隨時間的變化量R_i；

步驟三：將被測終端的粗瞄裝置控制器的轉(zhuǎn)動軸與測量裝置碼盤固定連接，當(dāng)被測終端進(jìn)行粗瞄跟蹤時，轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)一定角度，碼盤也隨之轉(zhuǎn)動一定角度，并讀取與被測終端位移相同角度數(shù)據(jù)，通過角度數(shù)據(jù)來判斷跟蹤的方位；

步驟四：通過計算機將粗瞄角度隨時間的變化量R_i輸入到被測終端的粗瞄裝置控制器中，被測終端的粗瞄裝置控制器根據(jù)粗瞄角度隨時間的變化量R_i進(jìn)行跟蹤運動，同時碼盤將讀取的動態(tài)實時角度反饋數(shù)據(jù)T_i輸入到計算機中；即粗瞄角度隨時間的變化量R_i為期望瞄準(zhǔn)角度值；動態(tài)實時角度反饋數(shù)據(jù)T_i為粗瞄反饋角度數(shù)據(jù)，也就是每次采樣所得到的測量值；

步驟五：通過粗瞄角度隨時間的變化量R_i與動態(tài)實時角度反饋數(shù)據(jù)T_i做差計算出粗瞄誤差D；

步驟六：再通過由激光光源1、CCD探測器2和平行光管3組成的測量設(shè)備4來測量被測終端，首先調(diào)整測量設(shè)備4的光路，使測量設(shè)備4中CCD探測器2的視場和平行光管3共軸，激光光源1、CCD探測器2的視場和平行光管3位于同一平面內(nèi)；然后設(shè)定被測終端與測量設(shè)備4之間初始位；即根據(jù)被測終端與測量設(shè)備之間的坐標(biāo)位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，計算出被測終端對準(zhǔn)測量設(shè)備的所需的角度變化量；調(diào)整被測終端的粗瞄裝置進(jìn)行CCD探測器2與被測終端探測器成像瞄準(zhǔn)；監(jiān)測CCD探測器2與被測終端探測器的輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)入射光斑均位于CCD探測器2與被測終端探測器中心時，即認(rèn)為初始化調(diào)整完成；

步驟七：將被測終端的粗瞄誤差D通過計算機輸入到粗瞄裝置控制器中，通過粗瞄裝置來模擬跟蹤過程中粗瞄跟蹤后的角度偏差狀態(tài)；

步驟八：在存在有粗瞄跟蹤后的角度偏差狀態(tài)的環(huán)境中，被測終端的精瞄探測器通過平行光管3探測激光光源1與被測終端的精瞄探測器之間的誤差角度的測量值，并控制精瞄裝置進(jìn)行補償；

步驟九：補償?shù)男Чㄟ^CCD探測器2進(jìn)行動態(tài)實時測量；

步驟十：通過精瞄跟蹤過程中CCD探測器2探測到的最終入射光斑的誤差數(shù)據(jù)E，計算出被測終端的最終平均跟蹤誤差E和最終誤差的均方差σ_E，來評價動態(tài)跟蹤的性能。

本發(fā)明針對衛(wèi)星光通信終端的應(yīng)用背景，根據(jù)衛(wèi)星平臺設(shè)定軌道和姿態(tài)的全周期變化數(shù)據(jù)，進(jìn)行大范圍的粗瞄跟蹤測量，通過控制被測終端進(jìn)行粗瞄跟蹤檢測和精瞄跟蹤檢測兩個部分動態(tài)跟蹤進(jìn)行整體跟蹤性能評定，從而達(dá)到被測終端的跟蹤性能的最終評價，評價的最終性能與實際應(yīng)用中的使用性能極為接近。本發(fā)明實現(xiàn)了全衛(wèi)星運行區(qū)域內(nèi)0.1角秒檢測精度的衛(wèi)星光通信終端跟蹤性能檢測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明步驟六中的測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式步驟如下：

步驟一：設(shè)定需要鏈路的衛(wèi)星A和衛(wèi)星B的軌道和姿態(tài)；

步驟二：根據(jù)衛(wèi)星A和衛(wèi)星B的軌道和姿態(tài)的實時變化數(shù)據(jù)量，通過計算機求出鏈路過程中被測終端的粗瞄角度隨時間的變化量R_i；

步驟三：將被測終端的粗瞄裝置控制器的轉(zhuǎn)動軸與碼盤固定連接，當(dāng)被測終端進(jìn)行粗瞄跟蹤時，轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)一定角度，碼盤也隨之轉(zhuǎn)動一定角度，并讀取與被測終端位移相同角度數(shù)據(jù)；