[發明專利]一種聲光復合定位的無掃描空間激光通信裝置及捕獲方法

有效

• 申請號: 202111492406.2
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114157351B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 王琛;孫暉;蔣蔚;裘曉磊;衛斌
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50;H04B11/00;G01S5/18;G01S5/20
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

1.一種聲光復合定位的無掃描空間激光通信裝置，其特征在于，包括設置在不同位置處的可移動天線終端A和固定天線終端B，其中：

可移動天線終端A設有兩軸轉臺，兩軸轉臺的底座的中心部區域設有呈圓柱狀的支柱，支柱朝上的一端可轉動連接可移動天線終端A的可二維轉動的轉動架，轉動架內設有轉動承載殼體，轉動承載殼體內設有依次連接的信號光源、第一分光鏡、準直鏡、合束鏡、信號光發射鏡和順序連接的信號光接收鏡、第二分光鏡、第一感光靶面、第一處理器，支柱的外部設有固定承載殼體，固定承載殼體內設有順序連接的第二處理器、第二感光靶面、全景鏡頭及第一信標、第二信標、第三信標，第一信標、第二信標、第三信標均勻設置在支柱的外壁上，另外在承載殼體同一水平位置的外壁上按60°一個均勻分布設有6個聲波發射器，6個聲波發射器保證360°范圍內發送聲波；

固定天線終端B的結構除了沒有6個聲波發射器外，其余均與可移動天線終端A的結構完全一致，固定天線終端B與定位系統采用通訊方式連接。

2.根據權利要求1所述的聲光復合定位的無掃描空間激光通信裝置，其特征在于，所述全景鏡頭依據折反射全景成像原理采用折反射全景成像系統，折反射全景成像系統設有攝像頭和反射拋物鏡面，攝像頭對準反射拋物鏡面形成360°折反成像系統，成像系統對攝像頭側邊水平360°和垂直120°視場范圍成像。

3.一種聲光復合定位的無掃描空間激光通信捕獲方法，其特征在于，包括權利要求1-2任意一項所述的聲光復合定位的無掃描空間激光通信裝置，所述方法為：天線終端A/B發射的信標光被天線終端B/A的全景鏡頭捕獲后，天線終端A/B通過第二感光靶面成像，交給第二處理器解算出角度，與此同時，天線終端A的6個聲波發射器和第一信標、第二信標和第三信標同時工作，6個聲波發射器發射的聲波被三個定位基點檢測到，三個定位基點將三個定位基點到天線終端A的距離數據交給天線終端B端的第二處理器，第二處理器依據三邊測距原理計算出終端A的位置坐標，天線終端B的第二處理器通過將聲波定位坐標與信標定位得到的角度進行融合，確定對準方向無誤，再根據信標光斑坐標角度控制兩軸轉臺指向天線終端A的區域，天線終端A跟隨天線終端B捕獲到對端信標光，同時會接收到B端的信號光，此時兩端信號光接收鏡頭可以接收到對端發射的信號光，同時天線終端B/A的第二處理器將兩軸轉臺的控制權交給天線終端B/A的第一處理器，天線終端B/A的信號光源產生信號光通過第一分光鏡和準直鏡后形成兩束光，其中一束作為通信數據發散角不變，另一束增大發散角用作跟蹤對準，天線終端A/B接收的信號光通過第二分光鏡將一部分光用于通信，另一部分經第一感光靶面后給第一處理器用于目標精確跟蹤對準，其中，所述三邊測距原理為，假設在三維平面XYZ中，聲波定位系統分別放置在同一高度的不同位置，C₁(x₁,y₁,z₁)、C₂(x₂,y₂,z₂)、C₃(x₃,y₃,z₃)是聲波接收點也叫定位基點，R₁、R₂、R₃分別是定位基點在地面的投影點與可移動天線終端A之間的距離，以R₁、R₂、R₃為半徑作三個圓得出交點，即天線終端A的位置坐標(x,y)，

設測量得到的空中定位基點與可移動天線終端A之間的距離為l₁、l₂、l₃，l₁、l₂、l₃依據l＝(331.45+0.607T)t計算得到，其中，T為溫度，t為時間，設已知空中定位基點的高度相同，都為H，也就是z₁＝z₂＝z₃，那么由得：