无线光通信GPS辅助定点捕获实验研究

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求,为减小系统链路建立时间,增加捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心,可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角,进而驱动二维转台完成初始捕获,据此进行了多次初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

空间光通信APT技术分析

在空间光通信系统中，空间光束的自动搜索、跟踪、瞄准，即APT(Acquisition，Pointing and Tacking)是一项非常关键、非常重要的技术。文中对APT的工作原理、关键技术等进行了分析。     

空间光通信ATP技术应用与研究进展

针对空间光通信（FSO）中的关键技术--捕获、跟踪和对准（ATP）技术,描述了ATP主要的系统结构和实现方案,以及国内外在这一领域内的研究现状、研究方向和应用,同时介绍了时域、空域接收技术和混合结构（HFR）在科研与商业领域中应用的最新技术进展.     

基于GPS的星地激光通信捕获对准研究

提出了基于GPS坐标解算实现星地激光通信捕获、跟踪和对准(ATP)初始捕获的方法。星地激光通信信标光跟踪系统通过对地面GPS坐标和卫星坐标的解算,得到地面光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据角度旋转对准信标光,从而将信标光引入粗跟踪CCD的视场。给出了GPS坐标解算算法和信标光方向角度随卫星坐标变化的仿真曲线。用二维电机进行了地面转台的捕获实验,对实验数据进行了捕获精度的分析,结果表明,通过GPS坐标解算能够快速地实现信标光的初始捕获。     

市内建筑间无线光通信GPS辅助单向捕获研究

为减小无线光通信链路建立时间及增加系统捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2812为控制核心,搭建了无线光通信定点单向捕获实验系统。系统采用用户界面统一控制,双方GPS坐标手工输入至用户界面,解算出需调整的方位及俯仰角后送于F2812,驱动二维转台完成初始捕获,据此选择多点进行了多次单向初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

空间光通信ATP技术应用与研究进展

针对空间光通信(FSO)中的关键技术——捕获、跟踪和对准(ATP)技术,描述了ATP主要的系统结构和实现方案,以及国内外在这一领域内的研究现状、研究方向和应用,同时介绍了时域、空域接收技术和混合结构(HFR)在科研与商业领域中应用的最新技术进展。     

星间光通信中快速捕获技术研究

针对卫星光通信系统的无信标光捕获中信号光束散角小、捕获难度大的问题,提出在光通信终端的捕获、跟踪和瞄准子系统中采用超前瞄准镜作为扫描执行机构进行扫描捕获.对捕获过程中的各个因素进行了理论建模,特别对步进扫描和连续扫描两种捕获模式分别进行了分析,并对不确定区域进行了优化设计以减小捕获时间.     

空间无线光通信系统及关键技术分析

利用大气信道进行的空间光通信技术,有其显著的优势。对于整个光通信系统包含了一系列的子系统,且涉及到了光、机、电等方面的系列关键技术。     

利用二维反射镜实现无线光通信快速对准

针对无线光通信存在光束对准耗时长的问题,提出一种发射端采用图像跟踪,接收端采用二维反射镜控制的光束快速对准方法。依据几何光学理论计算了激光经二维反射镜后出射的扫描轨迹,并在无线光通信强度调制/直接检测系统上开展实验。实验结果表明：当通信距离为1.3 km时,光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的12.5734 pixel²(5.1393 pixel²)降至跟踪后的2.2770 pixel²(1.3697 pixel²),探测器输出电信号的幅值为92.4 mV;当通信距离为10.3 km时,光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的18.8653 pixel²(10.5290 pixel²)降至跟踪后的14.4970 pixel²(8.0287 pixel²),探测器输出电信号的幅值为74.4 mV。所提方法无需将控制信号由接收端回传至发射端,在快速建立下行链路的同时即可实现上行链路的建立。     

基于空间成像的卫星光通信双向捕获技术

分析了目前卫星间光通信中应用较多的双向捕获扫描技术,根据光通信终端和卫星平台的性能情况,给出了基于空间成像的双向扫描捕获适用条件和实施方案。在一定的卫星平台性能条件和捕获概率要求下,当2个终端的单场扫描范围相等时,链路建立过程中捕获系统总的扫描范围最小。通过双向捕获的理论模型,分析了光通信终端和卫星平台参量对双向捕获的影响,建立了双向扫描捕获MonteCarlo计算机仿真实验模型。实验结果表明,采用该设计的捕获方案,当链路卫星平台的姿态控制误差小于0.2°(3σ)时,平均捕获时间小于3 min,捕获概率大于99.5%。     

卫星激光通信端机跟瞄精度测试技术研究

卫星激光通信的核心技术是PAT技术,即瞄准、捕获、跟踪技术,而实现微弧度量级的跟瞄技术是其中的关键点和难点。通信端机研制完成后,需要对其各种胜能指标进行测试,跟瞄精度是其中的一项重要指标。按照一般测试原则,跟瞄精度测试装置的精度应达到亚微弧度,并达到几百赫兹的带宽。基于点光源、长焦距透镜、PZT器件、平面反射镜及4QD光电器件等,设计并研制了一套能完成通信端机跟瞄精度测试的装置。给出了测试的基本原理、测试方法、测试装置的结构以及元件参数设计,并推导了椭圆光斑时光斑质心定位算法。实验数据表明,所研制的测试装置可以达到3σ=0．37urad（100mm孔径）的测试精度以及优于250Hz的带宽。     

深空激光通信系统方案设计和视轴对准技术研究

在深空探测中利用激光进行科学数据的回传是一种极具潜力的方式,美国已经着手开展这方面的研究工作,在国内尚未有任何报道,针对这种情况,以火星对地球深空激光通信为研究对象,在对外部约束条件进行了分析的基础上,提出了通信分系统和捕获、跟踪、瞄准(APT)分系统两大分系统的设计原则,并对系统关键参数进行了详细设计,在此基础上提出了一种基于自然天体成像的捕获和对准概念,作为国内对深空激光通信整体方案的首次初探。     

GPS信号快速捕获技术研究及仿真

为提高GPS信号的捕获速度,研究了基于快速傅里叶变换的并行码相位快速捕获技术,在原算法的基础上进行了二级处理,对频率细化从而减小了相关值衰减,使其更适用于工程应用。采用该技术在频域计算输入信号与本地信号的相关值,并得到相关峰值所对应的载波频率和码相位。Matlab仿真结果表明,该技术可以成功的捕获GPS卫星的C/A码信号并减少运算量,乘法和加法的运算次数是传统顺序搜索算法的0.112 3%和0.215 7%,有效的缩短了信号捕获时间。     

深空微波激光通信一体化技术现状及关键技术

深空飞行平台促进了深空微波激光通信一体化技术的快速发展,但受空间搭载条件的限制,深空飞行平台对通信载荷的集成化和综合化的需求愈加明显。综述了国内外深空微波激光通信一体化技术的发展现状,分析了深空微波激光通信一体化技术涉及的主要关键问题,指出了微波激光通信一体化技术的发展趋势。     

猎人机器人光通信跟瞄理论和系统研究

首次提出眼孔波通信框架,建立通信跟瞄模型,开辟了短距离光通信的新阶段.进行了信标光捕获方法研究,计算了捕获时间;计算机模拟了二维瞄准误差正态、瑞利分布,模拟了目标瞄准抖动Rician分布,推算模拟了接收透镜光阑探测衰减损失公式;提出三维瞄准误差正态、瑞利分布,提出三维瑞利叠式抖动分布,并计算出仿真结果.仿真结果表明,眼孔波通信的概念已首次建立,跟瞄抖动二维、三维理论模型及衰减模型已建立或提出.     

自由空间光通信终端机中ATP系统设计

自由空间光通信将成为未来通信一种可行且非常具有吸引力的通信手段。光束的捕获、跟踪和对准是自由空间光通信中必须解决的关键技术之一。本文介绍了自由空间光通信终端机中ATP系统的工作原理 ,详细论述了实现ATP系统功能的硬件和软件的设计 ,并给出了该系统性能测试的结果。     

空间光通信系统的初始捕获对准研究及实验

文章提出采用GPS(全球定位系统)坐标解算和蜂窝螺旋扫描来实现空间光通信ATP(捕获、跟踪和对准)系统初始捕获的方法。首先由通信两端的GPS坐标计算出光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据计算的角度值大致对准信标光的方向,从而缩小了信标光捕获的不确定区域。然后在不确定区域内执行蜂窝螺旋扫描,从而将信标光引入粗跟踪CCD(电荷耦合元件)的视场内,实现初始捕获。通过地面捕获实验验证了上述方法的有效性。     

GPS/INS技术在静态激光通信初始捕获中的应用

为了实现水平远距离大气无线激光通信链路快速建立,并快速获得捕获不确定区域的大小,采用了GPS/INS组合导航系统来完成静态水平链路无线激光通信初始捕获的对准定位,同时对该系统的对准算法进行了研究并优化。首先,分析了GPS/INS工作原理,根据捕获过程,提出针对该过程的捕获模型,并且分析了该模型的可行性。接着,针对该模型提出相应的静态初始对准算法。然后,通过该算法进行了外场实验。最后,根据实验结果校正捕获模型与其算法,经实验获得了捕获不确定区域的大小为27 mrad。基本满足10 km水平链路大气无线激光通信初始捕获的基本要求,其特点为捕获速度较快,其捕获速度优于10 s,基本不受天气影响。