空间激光通信AOT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指导意义.     

四象限探测器定位精度的分析与仿真

为了研究影响四象限探测器(QD)在空间激光通信系统中的跟踪精度,以及光斑特性和外部环境对探测器的影响。首先理论推导了四象限探测器光斑检测的原理,然后对光斑半径、光斑位置、背景光、光斑能量分布、死区、系统信噪比等因素进行了仿真分析。研究结果表明,光斑半径的增加会降低四象限探测器的位置探测灵敏度。光斑能量分布、背景光和死区会对光斑位置检测精度产生影响,系统信噪比的提高可以提高位置检测精度。     

无线激光通信技术及相关问题探讨

无线激光通信是一种新兴的通信方式,本文对无线激光通信的技术特点及其应用作了介绍,并对一些相关问题,如光信号调制技术、APT系统技术、大气影响等作了讨论,最后给出了结论.     

基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信终端伺服技术研究

为了满足微纳卫星平台间的数传需求,实现伺服结构的小型化,设计了一套基于四象限探测器(QD)与MEMS振镜为伺服架构的微纳激光通信终端,完成光斑的检测跟踪.为了提高微纳通信终端跟踪精度,分析了光斑大小对四象限探测器检测精度的影响,使用Matlab进行仿真,并据此设计了一种当光斑直径小于四分之一探测器靶面直径时的捕获跟踪伺服系统算法,对系统组成及捕获跟踪算法进行了详细论述.搭建室内实验平台,进行了双向全光捕获跟踪实验,系统捕获时间2.2 s,跟踪误差84μrad.     

基于ADAMS和Matlab的一对多激光跟踪天线联合仿真

为了研究激光通信跟踪天线的跟踪性能、减小伺服传动误差、提高设计效率,采用ADAMS和Matlab对一对多激光通信跟踪天线的性能进行机－电联合仿真。利用ADAMS搭建动力学模型,Matlab搭建控制系统模型,然后利用控制系统模型和动力学模型组成联合仿真模型,对一对多激光通信跟踪天线进行联合仿真。由一对多激光通信跟踪天线的联合仿真结果可以得出：一对多激光通信跟踪天线具有良好的跟踪性能,系统稳定状态下,跟踪误差小于目标值的0.4%以下。结果表明：建立的联合仿真模型能够精确地反应跟踪天线的跟踪性能,极大地提高了设计效率,减小了伺服传动误差,为原理样机的研制提供了理论依据。     

空间光通信ATP技术及其进展

对自由空间激光通信光束自动捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的结构与系统主要技术指标进行了分析和讨论。通过对其中典型系统的介绍,进一步描述了ATP技术的最新进展,论证了空间激光通信的可行性。     

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。     

工装数字化测量安装技术研究

以基于激光跟踪仪的工装数字化测量安装技术为研究对象,以控制和减少工装制造安装中测量误差为目的,通过对激光跟踪仪测量系统工作原理分析,结合工装的结构特点,分析了激光跟踪仪测量系统的误差构成,找出了控制和减少测量误差的方法和途径;探索了一种光学测量点的数字化设置方法,定位面外轮廓向内偏置生成偏置内轮廓,并利用编程技术进行寻优计算,获得光学工具点的合理位置,以光学测量点和激光跟踪头之间连线检测激光光束是否受到阻挡,并基于CATIA二次开发技术,完成了测量点合理设置系统的开发。     

光学天线跟踪性能测试方法研究

一对多激光通信组网技术是一种基于光学天线结构的激光通信网络技术,光学天线是一种能够实现对多个目标同时进行捕获、跟踪,并实现一对多通信的关键结构。为了保证组网技术的可靠性,设计了测试光学天线跟踪性能的一整套系统。系统中包含两套目标模拟器结构,以激光信号为目标源提供给光学天线,从而测试光学天线的跟踪性能。根据测试效果及实验数据可判定此测试方法能够达到实用要求。     

光斑对激光点位精度的影响的探讨

三维激光扫描中受激光光斑的影响较大,所以需要分析光斑对激光点位精度造成的影响。本文给出了光斑中点位的误差分布特点,将光斑对光斑的影响投影到不同坐标轴上,从而得到光斑引起的不同方向的中误差,根据不同方向的中误差便可确定基于光斑影响的点位中误差,从而实现光斑对激光点位误差影响的分析。