空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置

摘要

本发明提供的空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置，属于空间激光通信技术领域。该标校装置借助GPS系统得到的高精位置坐标实现标校；同时标校装置对环境要求较低，只要保证光源与粗跟踪视轴相距大于15公里以上，并保证通视便能实现标校，使标校机动性大大提高，实现空间激光通信系统粗跟踪视轴标校。

说明书

技术领域

本发明涉及空间激光通信系统中粗跟踪视轴标校装置，属于空间激光通信技术领域。

背景技术

由于自由空间激光通信具有通信容量大、传输速率高，隐蔽性好、抗干扰能力强等优点，因而具有广泛的应用前景。APT子系统是空间激光通信系统的一个重要组成部分，其通常由粗跟踪和精跟踪两个部分构成。由于激光通信系统是点对点进行动态通信的，因此对粗跟踪系统和精跟踪系统的跟踪精度有很高的要求，例如在星间激光通信系统中粗跟踪系统跟踪精度一般为90μrad，精跟踪系统跟踪精度一般为2μrad。如此高的跟踪精度，对系统视轴初始标校提出了很高的要求。对粗跟视轴标校是指通过调整粗跟踪视轴转台，将粗跟踪视轴所在坐标系统的三个坐标轴与基准坐标系统三个坐标轴指向完全相同。目前对完成粗跟踪视轴标校的装置还没有报道。

发明内容

为实现空间激光通信系统粗跟踪视轴标校。本发明的目的在于提供空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置。

本发明提供的空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置的构成如下：

如图1所示，该装置由第一GPS天线1、第二GPS天线2、第一陀螺3、第三GPS天线4、粗跟踪视轴及光学成像系统5、第一俯仰转台6、第一方位转台7、平台8、第四GPS天线9、光源10、第二俯仰转台11、第二方位转台12和第二陀螺13构成。

第二俯仰转台11固联在第二方位转台12上；平台8固联在第二俯仰转台11上；第一GPS天线1、第二GPS天线2、第一陀螺3、第一方位转台7顺次固联在平台8上；第一俯仰转台6固联在第一方位转台7上；粗跟踪视轴及光学成像系统5固联在第一俯仰转台6上；第二陀螺13、第三GPS天线4顺次固联在粗跟踪视轴及光学成像系统5上。

光源10安放在与粗跟踪视轴及光学成像系统5相距15公里远处，并保证光源10与粗跟踪视轴及光学成像系统5之间通视；第四GPS天线9固联在光源10上。

本发明提供的空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置的测量步骤如下。

(1)通过第一陀螺3提供的方角和俯仰角信息，调整第二方位转台12和第二俯仰转台11相应角度，将平台8调整为水平状态。

(2)光源10开启。

(3)调整第一俯仰转台6和第一方位转台7相应角度，使粗跟踪视轴及光学成像系统5对准光源10，并保证光源10的像成在粗跟踪视轴及光学成像系统5的光学系统中心位置处。

(4)通过第三GPS天线4得到该点位置坐标，通过第四GPS天线9得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线，应用两点位置坐标，可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。

(5)通过第一GPS天线1得到该点位置坐标，通过第二GPS天线2得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线，应用两点位置坐标，可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。

(6)将(4)得到的方位角值和(5)得到的方位角值作差得到一个方位角度差值，转动第一方位转台7使其旋转方位角度差值；将(4)得到的俯仰角值和(5)得到的俯仰角值作差得到一个俯仰角度差值，转动第一俯仰转台6使其旋转俯仰角度差值。

通过以上步骤完成粗跟踪视轴标校。

本发明提出的空间激光通信系统粗跟踪视轴标校装置，能完成空间激光通信系统粗跟踪视轴标校。此标校装置借助GPS系统得到的高精位置坐标实现标校。同时标校装置对环境要求较低，只要保证光源与粗跟踪视轴相距大于15公里以上，并保证通视便能实现标校。从而使标校精度与标校机动性大大提高。

附图说明

图1为图1发明装置组成示意图。此图也是说明书摘要附图。其中，1为第一GPS天线、2为第二GPS天线、3为第一陀螺，4为第三GPS天线，5为粗跟踪视轴及光学成像系统，6为第一俯仰转台，7为第一方位转台，8为平台，9为第四GPS天线，10为光源，11为第二俯仰转台，12为第二方位转台，13为第二陀螺。

具体实施方式

GPS选用Superstar Ⅱ型GPS OEM；光源选用普通光源，保证其光谱特性与粗跟踪成像系统的光斑一致即可；陀螺选用VG941-3AM角速率光纤陀螺；转台选用角度精度高于0.05度。

实施例1

(1)通过第一陀螺3提供的方角和俯仰角信息，调整第二方位转台12和第二俯仰转台11相应角度，将平台8调整为水平状态。

(2)光源10开启。

(3)调整第一俯仰转台6和第一方位转台7相应角度，使粗跟踪视轴及光学成像系统5对准光源10，并保证光源10的像成在粗跟踪视轴及光学成像系统5的光学系统中心位置处。

(4)通过第三GPS天线4得到该点位置坐标，通过第四GPS天线9得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线，应用两点位置坐标，可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。

(5)通过第一GPS天线1得到该点位置坐标，通过第二GPS天线2得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线，应用两点位置坐标，可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。

(6)将(4)得到的方位角值和(5)得到的方位角值作差得到一个方位角度差值，转动第一方位转台7使其旋转方位角度差值；将(4)得到的俯仰角值和(5)得到的俯仰角值作差得到一个俯仰角度差值，转动第一俯仰转台6使其旋转俯仰角度差值。

通过以上步骤完成粗跟踪视轴标校。