空间对地观测系统指标体系研究

总结了空间对地观测系统指标体系的研究现状,遵循针对性、层次性、因果性3个原则,构建了由顶层指标和底层指标2层指标构成的效能指标体系。选择完备性、准确性、及时性和服务性这4个指标作为顶层效能指标,并依据空间对地观测系统的3个业务阶段划分;选取了15个底层效能指标,分析了顶层效能指标与底层效能指标间的因果关系,并给出了相应的算例予以说明。     

火星探测器对地激光通信相对运动研究与仿真

火星探测是深空探测的一部分,针对环火探测器对地的激光通信系统,为了确定激光链路的传输方向,本文探讨了一种火星探测器对地激光通信相对运动研究与仿真的初步方法,来确定环火探测器相对于地球的一些基本的位置参数。首先根据开普勒定律、卫星的动力学方程与坐标转换原理建立探测器对地的激光通信系统的数学模型,然后通过Matlab进行进一步的计算与仿真,得到了主要参数方位角以及俯仰角的变化范围。本文探讨了相关的坐标系,在此基础上进行了时空基准的转换,最终确定环火探测器对地球的指向角度变化,对环火探测器激光通信系统的设计提供了依据。     

空间激光通信光端机发展水平与发展趋势

激光通信技术和传统通信技术相比具有极大的优越性和广阔的应用前景,其中光端机是实现空间激光通信的核心系统.论述了近年来发达国家在光端机研发方面所取得的成果,讨论了光端机研发的发展趋势.在未来多型平台之间进行组网激光通信的背景下,对光端机上一对多通信光学天线的各种设计方案进行了梳理,从几个方面评价了各种设计方案的优缺点,并对网络化通信的光学天线关键技术提出了一些新的思考和分析.     

“风云二号”双星实现对地观测

我国“风云二号”D星已正式投入业务运行．与“风云二号”C星共同实现在轨对地同步立体观测，星载五通道扫描辐射计每半小时获取一幅图像，双星每日共获取图像96幅。     

空间激光通信APT系统误差信号的特性分析

针对空间激光通信的技术特点,分析说明了空间光束的捕获、对准、跟踪（APT）技术的重要性和必要性,论述了空间激光通信中APT伺服控制系统的工作流程以及四象限误差信号在控制中的作用。提出了空间激光通信APT系统中误差信号计算的数学模型,分析讨论了信号光斑大小、信号光斑相对于探测器探测面的不同位置情况以及光强分布对系统跟踪速度和精度的影响,其研究结果对科研项目的研究具有极其重要的指导意义。     

基于ADN2841的高速率空间激光通信调制电路的设计

空间激光通信具有传输容量大、保密性好、抗干扰能力强等优点,已经成为通信领域的研究热点,然而采用分立元件实现高速激光调制驱动电路极其困难,因此设计了采用激光器驱动芯片ADN2811实现的空间激光通信调制电路。首先介绍了空间激光通信的高速率调制方法和ADN2841的基本工作原理,分析了ADN2841的主要特点及在空间光通信高速率调制中的典型应用电路。提出针对14脚蝶形封装直调激光器的激光通信发射调制电路设计方案,并根据实验及调试,总结了ADN2841应用时的经验和需要注意的问题。     

激光对潜通信的PPM信号功率谱

对激光发射机平均功率受限的激光对潜通信链路，数字脉冲位置调制（ＰＰＭ）是传输信息的有效调制格式。本文推导了随机ＰＰＭ符号序列的功率谱，在该模型中考虑了激光强度变化、脉冲抖动和“静止时间”。结果表明该ＰＰＭ信号的功率谱（ＰＳＤ）由连续谱和离散谱组成。     

一对多激光通信技术在编队飞行星座中的应用

基于旋转抛物面基底的多反射镜拼接光学天线,提出一种一对二激光通信组网方案,并对系统工作过程进行了分析,对星间激光通信链路进行了功率裕量计算.分析结果表明:一对二激光通信距离达200km,通信速率为2.5Gbps.该方案可为编队飞行星座内通信组网提供了一种新的技术途径.     

对地观测小卫星星座设计及区域覆盖性能分析

研究了对地观测任务的轨道选择与星座设计的基本方法,并根据特定的观测区域,建立了仿真模型,并使用了注册评估版STK卫星工具箱软件对该模型进行了仿真演示与计算,最后分析了设计的星座对目标区域的覆盖特性。结果表明,在使用少量的轨道平面和卫星数目的情况下,文中设计的星座对目标区域仍然具有良好的覆盖性能。     

临近空间激光通信光学系统气动光学仿真分析

临近空间飞行器高速运动引起的气动光学效应对空间激光通信光学系统性能将产生影响。本文在研究了气动光学理论的基础上,采用计算机仿真方法,针对飞行高度、速度与光学系统像模糊之间的关系进行分析,结果表明激光通信光端机搭载临近空间平台时,在高度较低和超高音速飞行时,不能忽略气动光学效应的影响,在总体设计中必须加以考虑。     

SOLACOS:德国空间光通信系统

综述了德国空间光通信系统SOLACOS计划的总体设计思想,发展计划与技术特点。SOLACOS计划着眼于满足未来不同用户对空间光通信系统的要求,立足于现有技术,建立计算机仿真模型和一个实验模拟系统,该系统可在室内模拟卫星间通信,通过实验及仿真系统的分析,确定并发展了该空间光通信系统的关键技术。     

激光空间通信中的天线研究

论述了中心遮挡高斯分布情形下卡塞格伦光学天线的增益理论。根据计算结果,绘出了设计曲线并讨论遮挡率和指向误差对增益的影响。分析表明,即使微弧量级的误差,也会对增益产生很大影响。此外,还讨论了卡塞格伦天线的设计问题。     

空间激光通信中ATP系统光斑检测方法研究

无线激光通信是利用激光作为载波,通过空间传播信息的一种形式。高精度、高自动化的ATP技术是关系到空间光通信链路能否成功建立以及通信质量好坏的关键技术之一。分析了四象限技术检测技术和面阵CCD检测技术,给出了具体光斑中心的算法,仿真结果表明,对于QD检测,为了抑制背景光可采用音频调制;对于面阵CCD检测,可采用空间滤波消除背景光影响,为光通信链路的建立奠定了基础。     

空间光通信ATP系统设计分析

空间光束捕获、跟踪、瞄准(ATP)技术在空间光通信中具有重要地位。文中讨论了空间光通信系统中的ATP伺服系统的结构,并对系统稳态设计和系统动态综合等关键问题进行了详细的分析和研究。     

空间光通信控制计算机接口设计

对空间光通信捕获、跟踪、瞄准伺服系统中信息处理控制计算机的接口设计进行了详细的分析,并讨论了各部分接口电路的具体结构组成、功能和器件选择。     

Application Research on Space Laser Communication in Bistatic Radar System

There exist three synchronizing problems in the bistatic radar system that some signals of the radar receiver nust be synchronized with those of the radar transmitter.Sevetal methods realizing data transmission,which are used to complete the synchronization existing in the bistatic radar system,are described.Then a new idea is brought forward that employs space laser communication in the bistatic radar system to realize its data transmission.The theoretic analysis of the idea‘‘s usability and its merits are discussed in details.Finally the latest development of space laser communication is introduced,and the utility of the idea is pointed out further.     

基于DSP的空间光通信的精跟踪数字伺服系统的设计

精跟踪伺服系统在自由空间激光通信中具有重要地位。为了实现精跟踪伺服系统的实时性和小型化,本文采用TI公司的TMS320x240x系列的DSP器件TMS320LF2407作为核心控制器,设计了基于DSP的精跟踪数字伺服系统。本系统主要由CCD光斑成像单元、脱靶量图像处理单元、DSP数字伺服单元和振镜伺服单元组成。其中DSP数字伺服单元主要完成光斑脱靶量的数据解算、控制补偿算法的实现、与脱靶量图像处理单元的串口通信以及对振镜伺服单元的控制。最后经过实验证明本系统达到了实时处理的能力,并实现了整个精跟踪伺服系统的小型化。     

激光通信组网用捕跟机构设计

针对激光通信组网对多目标捕获和跟踪的需求,提出了一种基于旋转抛物面的多反射镜拼接式新型捕跟机构。首先探讨了激光通信组网的工作原理和过程,完成了捕跟机构设计,建立了反射镜驱动机构扫描捕获和跟踪两个阶段的运动学模型,并对模型进行了仿真,在此基础上,构建了室内原理试验系统,对捕跟机构的跟踪精度和交接效果进行了测试。测试结果表明：系统最终跟踪精度为22.14μrad（1σ）,交接过程中通信无误码,因此,本捕跟机构能够实现方位角范围360°、俯仰角范围30°一点对多点同时激光通信的要求。