星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法技术

本发明专利技术公开了星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法，包括如下步骤:初始指向、跳步‑扫描捕获、捕获完成时刻光轴偏差计算、坐标变换、捕获完成时刻相对光轴偏差计算、实际捕获不确定区域中心计算、光轴瞄准偏差校正量及捕获不确定区域计算。本发明专利技术的在轨测量及校正方法基于瞄准偏差的产生机理，通过在轨多次捕获测量、坐标变换及数据统计处理得到实际捕获不确定区域中心，从而得到瞄准偏差校正量及校正后捕获不确定区域大小；能有效的减小卫星发射过程中的振动、冲击及在轨运行过程中的热真空环境对激光通信载荷光轴瞄准偏差的影响，消除系统误差，从而提升星间激光通信载荷的工作性能及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法
本专利技术属于空间激光通信
，具体涉及一种星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法。
技术介绍
星载平台激光通信一直是国外激光通信研究的热点。美国、欧洲、日本等国已进行了多次星地、星间等链路的演示验证实验，技术较为成熟，并已逐渐转为实用阶段，后续主要以提高通信系统可靠性、构建空间信息网络为主要发展方向，促进激光通信实用化，且各国均制定了相关发展计划。美国计划开发“卫星—地面全球混合全光网络通信技术”，在中地球轨道(MEO)创建12颗通信卫星组成的星座，构建基于激光的全光学通信网；2016年1月30日，EDRS(欧洲数据中继系统)首个激光通信中继载荷EDRS-A发射成功，迈出构建卫星激光通信业务化运行系统的重要一步，后续拟发射EDRS-C，为GEO卫星、无人机和地面之间提供用户数据中继服务；日本计划发射“激光数据中继卫星”，构建小型化、轻量化、通信大容量化的新一代光数据中继卫星系统，通信速率为2.5Gbps。利用该中继卫星与高分辨率超低侦查卫星一起，构建日本独立的空间侦查信息网；国内天地一体化信息网络重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法，其特征在于包括以下步骤：/nS1、初始指向/n双端即A端和B端激光通信载荷根据卫星位置和姿态信息，计算指向角并控制伺服机构转动，实现双端激光通信载荷初始指向对准；/nS2、捕获/n在步骤S1的基础上，设定捕获不确定区域大小，A端激光通信载荷对B端激光通信载荷的光信号进行捕获，直至A端激光通信载荷捕获到B端激光通信载荷的光信号；/nS3、捕获完成时刻光轴偏差计算/nA端激光通信载荷一旦捕获到B端激光通信载荷发来的光信号，记录捕获完成时刻伺服机构转动矢量及位置探测单元光轴偏差矢量；/nS4、坐标变换/n将步骤S3确定的位置探测单元光轴偏差矢量转换至伺服机...

【技术特征摘要】
1.星间激光通信瞄准偏差在轨测量及校正方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、初始指向
双端即A端和B端激光通信载荷根据卫星位置和姿态信息，计算指向角并控制伺服机构转动，实现双端激光通信载荷初始指向对准；
S2、捕获
在步骤S1的基础上，设定捕获不确定区域大小，A端激光通信载荷对B端激光通信载荷的光信号进行捕获，直至A端激光通信载荷捕获到B端激光通信载荷的光信号；
S3、捕获完成时刻光轴偏差计算
A端激光通信载荷一旦捕获到B端激光通信载荷发来的光信号，记录捕获完成时刻伺服机构转动矢量及位置探测单元光轴偏差矢量；
S4、坐标变换
将步骤S3确定的位置探测单元光轴偏差矢量转换至伺服机构坐标系；
S5、捕获完成时刻相对光轴偏差计算
在步骤S4的基础上得到捕获完成时刻入射光相对于初始指向光轴之间的偏差矢量；
S6、实际捕获不确定区域中心计算
重复步骤S1～步骤S5n次(n≥5)，取平均值，得到相对于初始指向光轴的实际捕获不确定区域中心矢量；
S7、光轴瞄准偏差校正量及捕获不确定区域计算
根据步骤S6确定的实际捕获不确定区域中心矢量得到初始光轴瞄准偏差校正量及校正后的捕获不确定区域大小。


2.根据权利要求1所述的在轨测量及校正方法，其特征在于所述的步骤S2中的捕获方式采用跳步-扫描捕获方式，将捕获不确定区域增大为2(a/2+b)，a为原捕获不确定区域大小，b为卫星变形量引起的光轴指向偏差预估值，并根据扫描策略使A端激光通信载荷工作于跳步方式，B端激光通信载荷工作于扫描方式，具体工作流程为：根据增大后的捕获不确定区域大小与A端激光通信载荷的视场大小之比将A端捕获不确定区域划分为k*k个子区域，A端激光通信载荷在某一子区域内保持当前视轴不变，B端激光通信载荷在2(a/2+b)区域内完成一次完整扫描；B端激光通信载荷扫描结束并又回到捕获不确定区域中心后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于创利，史要涛，于翠萍，于临昕，顾健，杨宇飞，陈天阳，包春慧，程小浩，
申请(专利权)人：武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42