空间激光通信中光斑高精度定位技术研究

发布时间：2020-10-13 23:47

　　 空间激光通信是以光作为载波进行信息传输的一种通信方式,传输速率高、保密性好等优点使其成为当今信息传输技术热点。在激光通信系统中,瞄准、捕获、跟踪是激光通信的前提条件,是通信链路搭建的保证。光斑高精度检测定位是瞄准、捕获、跟踪的基础。提高光斑定位精度一直是激光通信中重要的研究问题。本文阐述了国内外空间激光通信系统的研究现状,并对光斑定位技术进行全面深入了解。详细诠释了空间激光通信系统的基本组成及工作原理,分析了大气信道的复杂环境对通信终端光斑定位的影响因素。同时针对大气散射衰减、湍流闪烁、大气湍流散斑三种大气情况开展对光斑定位精度的影响分析,并针对复杂多变的因素,设计了相应的算法并进行仿真:在大气散射衰减的条件下,采用拟合重心的算法定位光斑;在湍流闪烁的条件下,采用改进的形心算法和边缘检测相结合的方法提高光斑定位精度;在大气湍流散斑的条件下,采用Canny算法检测光斑边缘,通过Hough变换定位光斑中心。最后搭建实验测试系统,模拟大气影响,用传统定位方法和本文的方法进行比较验证。通过统计计算脱靶量数据得出:利用传统的质心算法对光斑进行定位的精度的均方值为σ_1=0.39;利用本文研究的三种算法对光斑进行定位的精度的均方值依次为σ_2=0.30、σ_3=0.32、σ_4=0.29。实验结果表明,在受到大气影响下,本文设计的算法对光斑的定位精度较传统算法有所提高,有助于激光通信链路的实现,提高通信效率,具有一定的实际应用价值。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：

图 1.1 SILEX 系统实现星际激光通信单向演示验证图 1.2 ESA 光学地面站 OGS 实物图通信技术的研究领域中始终不甘落后，主要研究机构实验室、麻省理工学院等。在星间光通信的研究主要

2图 1.2 ESA 光学地面站 OGS 实物图通信技术的研究领域中始终不甘落后，主要研究机构实验室、麻省理工学院等。在星间光通信的研究主要间光通信的技术相关的工作一直由坐落于麻省理工学验室成功搭建了通信速率能够达到 1Gb/s 的相干光通大器与波长为 1.55μm 的激光器，地-地间光通信在林如图 1.3 所示。通信速率 2.7Gb/s 的情况下，通信距离

地－地间光通信实验
【参考文献】

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本文编号：2839869