【技术实现步骤摘要】
一种应用于大气激光通信的浮标及控制方法
本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种应用于大气激光通信的浮标，以及一种控制方法。
技术介绍
大气激光通信是指不使用光纤等有线传输介质，而是以激光作为载体，以大气作为激光光束传播介质，将信息通过一定的调制方式调制在光波上，利用光的直线传播原理，携带有信息的激光束在大气中传播，实现语音、数据、代码等信号的传送。激光具有扩散小、相干性和方向性好、光束功率密度大等优点，与无线电通信相比，激光通信的保密性更好，带宽更宽。与有线通信相比，采用大气激光通信无需铺设光纤、组网快速，通信传输协议也更为透明。由于大气的吸收、散射、湍流等影响，大气激光通信中的激光束会发生衰减、抖动、偏移、扩散以及强度和相位起伏等，从而降低通信质量。尤其是应用于海上通信时，由于海洋环境复杂，作为中继节点的海上浮标可能在波浪干扰下发生不规则晃动导致通信链路数据传输不稳定，甚至出现通信中断的问题，导致岸站和浮标之间无法正常通信。本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括...
【技术保护点】
1.一种应用于大气激光通信的浮标，包括浮标本体和激光通信模块；/n其特征在于，还包括：/n云台，所述云台转动连接所述浮标本体；和/n校准组件，所述校准组件包括：/n基座，所述基座固定连接所述云台，具有至少一个基准立面，所述基准立面沿竖直方向延伸；/n静平台，所述静平台固定连接于所述基座；和/n动平台，所述动平台通过若干可伸缩铰接元件连接于所述静平台，可伸缩铰接元件可驱动所述动平台相对于所述静平台倾斜；所述激光通信模块设置在所述动平台上。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种应用于大气激光通信的浮标，包括浮标本体和激光通信模块；
其特征在于，还包括：
云台，所述云台转动连接所述浮标本体；和
校准组件，所述校准组件包括：
基座，所述基座固定连接所述云台，具有至少一个基准立面，所述基准立面沿竖直方向延伸；
静平台，所述静平台固定连接于所述基座；和
动平台，所述动平台通过若干可伸缩铰接元件连接于所述静平台，可伸缩铰接元件可驱动所述动平台相对于所述静平台倾斜；所述激光通信模块设置在所述动平台上。
2.根据权利要求1所述的应用于大气激光通信的浮标，其特征在于，所述校准组件还包括：
GPS定位模块，所述GPS定位模块用于获取浮标的当前坐标点；
第一角度传感器，所述第一角度传感器用于检测所述动平台偏离初始位置的偏移角度；和
处理器，所述处理器配置为根据目标通信坐标点生成所述动平台的目标姿态；根据所述偏移角度生成当前姿态；根据所述当前姿态和目标姿态生成姿态角偏差；基于所述姿态角偏差驱动一个或多个可伸缩铰接元件动作以使得所述动平台工作并保持在目标姿态；其中，当所述动平台处于目标姿态时，所述激光通信模块处于目标通信位置。
3.根据权利要求2所述的应用于大气激光通信的浮标，其特征在于，
所述动平台和静平台均为圆形；其中
所述处理器配置为执行以下步骤以驱动一个或多个可伸缩铰接元件动作，保持所述动平台工作在目标姿态：
建立动平台坐标系Om-XmYmZm，动平台坐标系Om-XmYmZm的原点位于所述动平台的圆心处；
基于所述姿态角偏差，绕所述动平台坐标系的Zm旋转角ψ，其中ψ为姿态角偏差的横滚自由度；转动后，动平台坐标系Om-XmYmZm的轴Xm转动为Xm′，动平台坐标系Om-XmYmZm的轴Ym转动为Ym′，
基于所述姿态角偏差，绕Ym′旋转角θ，其中θ为姿态角偏差的俯仰自由度，转动后，Xm′轴转动为Xm″，Zm′轴转动为Zm″，
绕Xm″转动为其中为姿态角偏差的偏航自由度，
得到旋转转换矩阵：
动平台中的任意一点的目标姿态在动平台坐标系中通过选择向量表示
可伸缩铰接元件的动平台绞点在动平台坐标系中的矢量表达式为：
其中，为动平台绞点在动平台的位置坐标，t为动平台绞点相对于初始位置的偏移量；
建立静平台坐标系Os-XsYsZs，静平台坐标系Os-XsYsZs的原点位于所述静平台的圆心处；
可伸缩铰接元件的静平台绞点指向动平台绞点的矢径为可伸缩铰接元件的目标长度矢量，其中ai′为静平台绞点相对于动平台的坐标位置；
可伸缩铰接元件的目标长度为
可伸缩铰接元件的目标伸缩量为ΔLi＝Li-L0i，L0i为可伸缩铰接元件的初始长度。
4.根据权利要求3所述的应用于大气激光通信的浮标，其特征在于，
所述可伸缩铰接元件还设置有力矩电机；
所述校准组件还包括：
力矩传感器，所述力矩传感器用于检测可伸缩铰接元件的实时力矩；
技术研发人员：刘海林，胡一帆，陈露，孙玉娇，张照文，万俊贺，吕斌，陈杰，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37
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