本發(fā)明屬于光學(xué)通信設(shè)備，具體涉及一種可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

1、激光通信具有傳輸速率高、通信容量大、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕和低功耗等突出優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)激光通信終端的視軸指向問題也一直是空間激光通信領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。激光通信鏈路建立的前提是通信雙方快速捕獲、實(shí)現(xiàn)視軸對準(zhǔn)，而視軸初始指向作為捕獲系統(tǒng)中的第一步，決定了是否能夠成功捕獲、捕獲概率的大小以及捕獲時(shí)間的長短。所以，為了實(shí)現(xiàn)高精度的視軸指向，從而為捕獲、對準(zhǔn)和跟蹤提供保障，需要在保證視軸穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)通信雙方姿態(tài)、位置信息的實(shí)時(shí)精確解析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，通過解算衛(wèi)星定位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得出指向角度，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信雙方的視軸指向。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，包括以下步驟：

4、s1，進(jìn)行初始化；

5、s2，二維轉(zhuǎn)臺歸零；

6、s3，接收本地位置與姿態(tài)數(shù)據(jù)后，串口中斷；

7、s4，解析本地位置與姿態(tài)信息；

8、s5，計(jì)算指向角，得到二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度和內(nèi)環(huán)角度；

9、s6，根據(jù)二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度和內(nèi)環(huán)角度控制二維轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到對應(yīng)的指向角位置，通過目標(biāo)光在ccd光斑位置判斷是否指向目標(biāo)，如果是，則完成目標(biāo)的初始指向，如果否，則根據(jù)偏離位置計(jì)算結(jié)果繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)二維轉(zhuǎn)臺，完成目標(biāo)的初始指向。

10、優(yōu)選的，所述s3中，全球?qū)Ш较到y(tǒng)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合模塊通過全球?qū)Ш较到y(tǒng)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)引起的漂移進(jìn)行修正，當(dāng)全球?qū)Ш较到y(tǒng)無法工作時(shí)，由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)接替全球?qū)Ш较到y(tǒng)進(jìn)行工作。

11、優(yōu)選的，所述s4的具體步驟為：通過本地位置、姿態(tài)信息，目標(biāo)星歷，獲得方位角和俯仰角。

12、優(yōu)選的，所述s5的具體步驟為：

13、s501，角度平移，得到角度平移后的方位角az'和角度平移后的俯仰角el'；

14、s502，根據(jù)s501，得到外環(huán)角度θo和內(nèi)環(huán)角度θi；

15、s503，對s502進(jìn)行水平修正，得到水平修正后的外環(huán)角度θ'o和水平修正后的內(nèi)環(huán)角度θ'i；

16、s504，對s503進(jìn)行零位修正，得到二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度θ”o和二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)角度θ”i。

17、優(yōu)選的，所述s501中，計(jì)算角度平移后的方位角az'和角度平移后的俯仰角el'的具體公式為：

18、

19、el'＝el

20、其中，az為東北天坐標(biāo)系下的方位角，el為東北天坐標(biāo)系下的俯仰角，α為xgps與xt的角度，β為xgps與yd的角度，xgps為站上gps天線坐標(biāo)系下由主天線指向副天線的矢量方向，xt為車載站坐標(biāo)系下指向外框中心的減速器側(cè)，yd為東北天坐標(biāo)系下正北。

21、優(yōu)選的，所述s502中，計(jì)算外環(huán)角度θo和內(nèi)環(huán)角度θi的具體公式為：

22、

23、其中，az'為角度平移后的方位角，el'為角度平移后的俯仰角，x、y、z是衛(wèi)星與可移動(dòng)地面激光通信終端之間矢量的三維坐標(biāo)。

24、優(yōu)選的，所述s503中，計(jì)算水平修正后的外環(huán)角度θ'o和水平修正后的內(nèi)環(huán)角度θ'i的具體公式為：

25、

26、其中，θo為外環(huán)角度，θi為內(nèi)環(huán)角度，γy為水平儀測量yt方位的角度，γx為水平儀測量xt方位的角度，xt為車載站坐標(biāo)系下指向外框中心的減速器側(cè)，yt為車載站坐標(biāo)系下指向內(nèi)框中心的減速電機(jī)側(cè)。

27、優(yōu)選的，所述s504中，計(jì)算二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度θ”o和二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)角度θ”i的具體公式為：

28、

29、其中，為外環(huán)在終端基準(zhǔn)狀態(tài)下的碼盤值，為內(nèi)環(huán)在終端基準(zhǔn)狀態(tài)下的碼盤值，θ'o為水平修正后的外環(huán)角度，θ'i為水平修正后的內(nèi)環(huán)角度。

30、本發(fā)明的有益效果在于：通過解算衛(wèi)星定位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得出指向角度，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信雙方的視軸指向。

技術(shù)特征：

1.一種可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s3中，全球?qū)Ш较到y(tǒng)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合模塊通過全球?qū)Ш较到y(tǒng)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)引起的漂移進(jìn)行修正，當(dāng)全球?qū)Ш较到y(tǒng)無法工作時(shí)，由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)接替全球?qū)Ш较到y(tǒng)進(jìn)行工作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s4的具體步驟為：通過本地位置、姿態(tài)信息，目標(biāo)星歷，獲得方位角和俯仰角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s5的具體步驟為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s501中，計(jì)算角度平移后的方位角az'和角度平移后的俯仰角el'的具體公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s502中，計(jì)算外環(huán)角度θo和內(nèi)環(huán)角度θi的具體公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s503中，計(jì)算水平修正后的外環(huán)角度θ'o和水平修正后的內(nèi)環(huán)角度θ'i的具體公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，其特征在于，所述s504中，計(jì)算二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度θ”o和二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)角度θ”i的具體公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種可移動(dòng)地面激光通信終端的初始指向?qū)崿F(xiàn)方法，包括以下步驟：進(jìn)行初始化；二維轉(zhuǎn)臺歸零；接收本地位置與姿態(tài)數(shù)據(jù)后，串口中斷；解析本地位置與姿態(tài)信息；計(jì)算指向角，得到二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度和內(nèi)環(huán)角度；根據(jù)二維轉(zhuǎn)臺需要轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)角度和內(nèi)環(huán)角度控制二維轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到對應(yīng)的指向角位置，通過目標(biāo)光在CCD光斑位置判斷是否指向目標(biāo)，如果是，則完成目標(biāo)的初始指向，如果否，則根據(jù)偏離位置計(jì)算結(jié)果繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)二維轉(zhuǎn)臺，完成目標(biāo)的初始指向。通過解算衛(wèi)星定位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得出指向角度，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信雙方的視軸指向。

技術(shù)研發(fā)人員：劉哲,李釗,張晨曄,馮雙平,烏海軒,張?zhí)忑R,張寬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西航天技術(shù)應(yīng)用研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22