星间光通信链路复合跟踪稳定性研究

发布时间：2017-09-17 15:13

  本文关键词：星间光通信链路复合跟踪稳定性研究

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【摘要】：卫星激光通信与传统卫星微波通信相比,优势巨大,现已经成为各国争相发展的技术。随着卫星光通信技术的发展,对跟踪精度的要求越来越高,尤其是在光通信中采用光纤耦合等技术,使得传统光束跟踪理论对跟踪链路收敛条件的探讨不能满足当下的发展要求。这就要求通信链路不仅仅满足于跟踪误差角收敛的条件,还应满足一定的误差精度要求。本文对现阶段卫星光通信中普遍采用的复合轴跟踪方法的跟踪稳定性进行了研究。首先介绍了目前国外几个较为成功的星间光通信的实验。值得一提的是德国进行的NFIRE与Terra SAR-X链路实验中的光学终端不采用信标光,这使得终端的精度进一步提高,跟踪算法进一步优化。其次,本文对于现有光通信跟踪理论进行了简要介绍及分析,对现有文献中提出的跟踪误差角序列收敛约束条件进行了简要介绍及分析。发现了现有文献对于相关研究的不足之处,并加以改进,提出了新的收敛约束条件公式。本文提出了新的跟踪稳定性的定义,并分析了影响跟踪稳定性的各种因素,包括卫星平台角振动,粗、精跟踪噪声、卫星相对运动以及CCD测角误差等。提出了光通信稳定跟踪时间估算公式。本文通过Simulink建立仿真模型,对双向光通信过程进行了建模,得到的仿真结果与公式十分匹配。本文对于实验室现有“海洋2号”卫星光通信终端鉴定件进行了研究分析,利用该终端建立了地面的模拟跟踪链路。分析了该终端设备的光学结构,对实验结果进行了仿真建模,对于光斑中心点位置的变化,实验结果与仿真结果的趋势基本匹配;对于跟踪误差序列的方差变化,实验结果与仿真结果出现一定偏差,对这一现象进行了分析。
【关键词】：星间光通信 跟踪稳定性 跟踪稳定保持时间 跟踪误差角
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-17
• 1.2.1. 国外研究现状9-15
• 1.2.2. 国内研究现状15-16
• 1.2.3. 文献综述16-17
• 1.4 论文主要研究内容17-18
• 第2章 光通信跟踪理论18-28
• 2.1 跟踪基本理论18-23
• 2.1.1. 单向跟踪18-20
• 2.1.2. 双向跟踪20-23
• 2.1.3. 双向跟踪理论存在问题23
• 2.2 跟踪链路收敛约束条件23-27
• 2.2.1. 瞄准误差约束条件23-24
• 2.2.2. 约束条件理论存在问题及改进24-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 双向跟踪稳定性研究28-39
• 3.1 影响光束跟踪稳定性因素分析28-36
• 3.1.1. 卫星平台角振动28-33
• 3.1.2. 粗、精跟踪误差33-35
• 3.1.3. 卫星相对运动35
• 3.1.4. CCD测角误差35-36
• 3.2 稳定跟踪时间期望公式36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 双向跟踪仿真研究39-52
• 4.1 仿真模型介绍39-47
• 4.1.1. 模块介绍41-44
• 4.1.2. 坐标变换44-45
• 4.1.3. 非简化跟踪系统的讨论45-47
• 4.2 仿真结果分析47-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 跟踪链路实验52-61
• 5.1 实验方案52-53
• 5.2 实验数据处理53-56
• 5.3 实验结果仿真解释56-59
• 5.4 本章小结59-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士期间发表的学术论文66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 赵尚弘;吴继礼;李勇军;王翔;马丽华;韩仲祥;;卫星激光通信现状与发展趋势[J];激光与光电子学进展;2011年09期

2 郑阳;付跃刚;胡源;姜会林;;基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究[J];中国激光;2014年01期

3 姜会林;江伦;宋延嵩;孟立新;付强;胡源;张立中;于笑楠;;一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究[J];中国激光;2015年04期

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本文编号：870118