卫星光通信终端二维转台轴系误差分析及补偿方法研究

摘要

卫星光通信与微波通信相比具有通信容量大、终端体积小和保密性好等特点，将是未来卫星通信技术的重要发展方向。近年来，卫星光通信技术的研究受到了许多国家的重视，在美国、欧洲、日本和俄罗斯等国家和地区获得了发展。我国也已开始重视卫星光通信技术的研究，并取得了一定成果。在卫星间激光链路的建立和保持中，角度偏差检测被用来校正捕获和跟踪的误差。角度偏差检测系统的精度极大程度地影响着瞄准、捕获和跟踪的性能，对星间链路的建立起着至关重要的作用。由于激光光场光束窄，星间距离大，使得卫星光通信终端安装精度对PAT性能的影响增大。因此分析终端光学器件对PAT精度的影响有着重要的现实意义。
　　本文主要针对卫星光通信终端粗瞄装置轴系安装误差的影响效果和测角补偿方案，在以下几个方面进行了研究。
　　对国内外卫星光通信技术的研究状况和进展进行了综述。分析了在PAT过程中由于通信终端系统各光学器件安装误差所引起的光束矢量偏差，确定了终端光学路径中轴系误差的分类。
　　针对光束在终端内的传输过程进行了详细的理论分析，分析采用光学仪器矩阵传输理论建立了描述终端内各光学器件安装状态的矩阵模型，从而得出终端内光束指向的矢量形式，分析了二维转台的运动性质。
　　根据光束传输矢量模型，本文对二维转台轴系误差对系统在瞄准过程中的指向影响和在跟踪过程中的CCD测角影响进行了定量的分析，并进行了相应的仿真。
　　根据二维转台轴系误差对光束传输的影响，设计了更为精确的CCD测角算法和用于补偿安装误差的精瞄镜控制算法，仿真分析了各种补偿方法对轴系误差影响的补偿效果。
　　本论文的工作为卫星光通信终端安装误差影响分析提供了初步的理论模型和测试方法，为进一步研究和实验打下了一定的基础。

目录

卫星光通信终端二维转台轴系误差分析及补偿方法研究

ANALYSE OF AXIS-ERRORS AND COMPENSATING IN TERMINAL OF INTERSATELLITE OPTICAL COMMUNICATION

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究状况及进展

1.3 PAT系统工作原理和研究概况

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 卫星光通信系统结构及运动形式

2.1 卫星光通信终端系统机构及工作原理

2.2 PAT系统结构及工作原理

2.3 二维转台光束传输模型建立

2.4 二维转台的转动跟踪特性

2.5 二维转台机械安装误差

2.6 本章小结

第3章 二维转台轴系误差对系统工作的影响分析

3.1 粗瞄装置的轴系误差

3.2 二维转台轴系误差对系统瞄准的影响

3.3 二维转台轴系误差对跟踪的影响

3.4 本章小结

第4章 二维转台轴系误差的补偿方法研究

4.1 补偿方案比较

4.2 轴系误差在系统瞄准过程中的影响的补偿

4.3 轴系误差在系统跟踪过程中的影响的补偿

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢