[發(fā)明專利]一種基于束散角調(diào)整的低軌衛(wèi)星跟瞄優(yōu)化策略及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910044496.5
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN109889261A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鑫;陳媛;李密;趙強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): H04B10/11
• 分類號(hào): H04B10/11;H04B10/118
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于束散角調(diào)整的低軌衛(wèi)星跟瞄優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括地面激光發(fā)射模塊、大氣估測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和星上模塊；地面激光發(fā)射模塊包括掃描的信標(biāo)激光器和測試路的脈沖激光器，掃描的信標(biāo)激光器連接到伺服系統(tǒng)，測試路脈沖激光器連接摻鉺光纖放大器；大氣估測模塊包括大氣探測器和計(jì)算機(jī)；星上終端包括星上探測器和計(jì)算機(jī)；地面激光發(fā)射端的信標(biāo)光以一定的束散角按一定角速度掃描低軌衛(wèi)星，由伺服系統(tǒng)控制信標(biāo)光的掃描角度和方向；當(dāng)星上探測器探測到信標(biāo)光，即向地面發(fā)射端反饋信號(hào)；測試路的脈沖激光器發(fā)射脈沖光，通過背向散射法計(jì)算大氣損耗后，由計(jì)算機(jī)處理，調(diào)整信標(biāo)光束散角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于束散角調(diào)整的低軌衛(wèi)星跟瞄優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述大氣探測器與星上探測器均為雪崩二極管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于束散角調(diào)整的低軌衛(wèi)星跟瞄優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述測試路的脈沖激光器的發(fā)射端設(shè)置EDFA進(jìn)行信號(hào)放大。

4.一種基于束散角調(diào)整的低軌衛(wèi)星跟瞄優(yōu)化策略，其特征在于，包括以下步驟：

S1、發(fā)射端連續(xù)激光器發(fā)射激光光束，經(jīng)過伺服系統(tǒng)后，以一定的束散角和角速度掃描特定軌道的低軌衛(wèi)星；當(dāng)星上探測器探測到掃描的信標(biāo)光后，星上終端則向地面發(fā)射激光，從而標(biāo)定地軌衛(wèi)星的位置；

S2、發(fā)射端的脈沖激光器發(fā)射周期性脈沖光，經(jīng)摻鉺光纖放大器進(jìn)行信號(hào)光放大后進(jìn)入大氣信道，產(chǎn)生周期性的背向散射光脈沖信號(hào)，其將會(huì)被大氣估測模塊的探測器所探測；

S3、由計(jì)算機(jī)繪制探測器探測到的背向散射的脈沖光信號(hào)功率衰減曲線；

S4、根據(jù)背向散射光的脈沖光信號(hào)功率衰減曲線通過公式：計(jì)算大氣對通信鏈路的損耗，其中，P_L為損耗，P₀為距離為0處的背向散射光功率，P為傳輸距離中的背向散射光功率；

然后計(jì)算背向散射光的衰減系數(shù)以及自由信道中的鏈路損耗；對于發(fā)射的激光信號(hào)，如果已知通信系統(tǒng)發(fā)射端的發(fā)射功率P₁，即可根據(jù)信道損耗計(jì)算出到達(dá)星上探測器的激光光束的功率P_t，計(jì)算公式為：其中，P_LO是到達(dá)大氣最外層的損耗；

S5、根據(jù)信標(biāo)光的束散角，計(jì)算到達(dá)星上探測器的光斑面積，并計(jì)算出平均接收光強(qiáng)，該值在星上探測器的探測靈敏度范圍內(nèi)；計(jì)算公式為：P_t為到達(dá)星上探測器的信標(biāo)光的總功率，為到達(dá)星上探測器的平均功率，R為到達(dá)衛(wèi)星的光斑半徑，L為鏈路長度，α為光束的束散角；

S6、通過計(jì)算機(jī)計(jì)算到達(dá)星上探測器的信標(biāo)光功率P_t，反饋給伺服系統(tǒng)，適當(dāng)增大掃描的信標(biāo)光的束散角α，從而縮短掃描到低軌衛(wèi)星的時(shí)間。