一种激光通信测距一体化方法、装置、系统及计算机设备制造方法及图纸

本申请属于通信测距技术领域，公开了一种激光通信测距一体化方法、装置、系统及计算机设备，该方法包括：将第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端；在将第一测距帧发出时，生成用于指示设于地面激光通信终端内的第一计数器开始计数的第一测距脉冲信号；从接收到的下行链路通信数据中捕获到第二测距帧且第二测距帧有效时，生成用于指示第一计数器停止计数的第二测距脉冲信号，以获取第一计数器的计数值；获取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差，并根据时钟相位差、第一计数器的计数值及第二测距帧，得到地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离。本申请可以达到降低设备成本的效果。本申请可以达到降低设备成本的效果。本申请可以达到降低设备成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种激光通信测距一体化方法、装置、系统及计算机设备


[0001]本申请涉及通信测距
，尤其涉及一种激光通信测距一体化方法、装置、系统及计算机设备。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和科技的进步，人们对空间资源的利用需求日益增加，许多国家和机构都拥有自己空间组网的卫星通信系统，并为了满足越来越高的数据和多媒体传输需求，将激光通信技术引入到空间应用中，以实现星地和星间的激光通信。同时，随着各种各样的卫星如光学遥感卫星、微波遥感卫星、气象卫星及通信卫星等在人们的生产生活中越来越广泛地得到应用，卫星测距系统也在不断地发展。然而，现有的星地通信和测距大多为两个独立的系统，需要使用两套相互独立的收发设备，由两套设备分别对通信信号和测距信号进行接收、发送和数据处理，导致设备成本高。可见，现有技术存在设备成本高的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种激光通信测距一体化方法、装置、系统及计算机设备，能够实现通信和测距一体化，从而降低设备成本。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种激光通信测距一体化方法，该方法应用于地面激光通信终端，该方法包括：
[0005]响应于测距指令，生成第一测距帧，并将第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端；
[0006]在将第一测距帧发出时，生成用于指示设于地面激光通信终端内的第一计数器开始计数的第一测距脉冲信号；
[0007]接收星载激光通信终端发送的下行链路通信数据，并在从接收到的下行链路通信数据中捕获到第二测距帧且第二测距帧有效时，生成用于指示第一计数器停止计数的第二测距脉冲信号，以获取第一计数器的计数值；
[0008]获取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差，并根据时钟相位差、第一计数器的计数值及第二测距帧，得到地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离；
[0009]星载激光通信终端用于接收上行链路通信数据，并在从接收到的上行链路通信数据中捕获到第一测距帧且第一测距帧有效时，生成用于指示设于星载激光通信终端内的第二计数器开始计数的同步脉冲信号；根据第一测距帧和第二计数器的计数值生成第二测距帧，并将第二测距帧插入下行链路通信数据中发送给地面激光通信终端。
[0010]在其中一个实施例中，获取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差，包括：
[0011]通过双混频时差法提取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差。
[0012]在其中一个实施例中，根据时钟相位差、第一计数器的计数值及第二测距帧，得到
地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离，包括：
[0013]从第二测距帧中提取第二计数器的计数值，根据第二计数器的计数值得到第一延迟时间；
[0014]根据预设的第二延迟时间和第一延迟时间，得到测距延迟时间；
[0015]根据第一计数器的计数值、时钟相位差和测距延迟时间，计算得到地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离。
[0016]在其中一个实施例中，将第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端，包括：
[0017]对接收到的原始数据进行串并转换处理，得到上行链路通信数据，每隔预设帧数向上行链路通信数据插入第一测距帧；
[0018]将插入第一测距帧后的上行链路通信数据通过异步FIFO缓存器输出给编码模块进行加扰操作，对经过加扰操作的包含第一测距帧的上行链路通信数据进行并串转换后发送给星载激光通信终端。
[0019]在其中一个实施例中，该方法还包括：
[0020]在每次上电或复位后，地面激光通信终端和星载激光通信终端互相发送预设数量的对齐数据，以创建双向激光通信链路并实现数据对齐。
[0021]在其中一个实施例中，星载激光通信终端还用于从接收到的上行链路通信数据中删除第一测距帧，得到第一通信数据，并将第一通信数据发送给星载数据接收装置；
[0022]该方法还包括：从接收到的下行链路通信数据中删除第二测距帧，得到第二通信数据，并将第二通信数据发送给地面数据接收装置。
[0023]在其中一个实施例中，星载激光通信终端还用于从接收到的上行链路通信数据中恢复得到地面激光通信终端的时钟，并将地面激光通信终端的时钟提供给星载激光通信终端的数据源作为参考时钟。
[0024]第二方面，本申请实施例提供了一种激光通信测距一体化装置，该装置包括：
[0025]测距帧生成模块，用于响应于测距指令，生成第一测距帧，并将第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端；
[0026]计数开始模块，用于在将第一测距帧发出时，生成用于指示设于地面激光通信终端内的第一计数器开始计数的第一测距脉冲信号；
[0027]计数结束模块，用于接收星载激光通信终端发送的下行链路通信数据，并在从接收到的下行链路通信数据中捕获到第二测距帧且第二测距帧有效时，生成用于指示第一计数器停止计数的第二测距脉冲信号，以获取第一计数器的计数值；
[0028]距离计算模块，用于获取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差，并根据时钟相位差、第一计数器的计数值及第二测距帧，得到地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离；
[0029]星载激光通信终端用于接收上行链路通信数据，并在从接收到的上行链路通信数据中捕获到第一测距帧且第一测距帧有效时，生成用于指示设于星载激光通信终端内的第二计数器开始计数的同步脉冲信号；根据第一测距帧和第二计数器的计数值生成第二测距帧，并将第二测距帧插入下行链路通信数据中发送给地面激光通信终端。
[0030]第三方面，本申请实施例提供了一种激光通信测距一体化系统，该系统包括上位
机、地面激光通信终端及星载激光通信终端；
[0031]地面激光通信终端连接上位机，地面激光通信终端还与星载激光通信终端通信连接；
[0032]地面激光通信终端用于响应于上位机下达的测距指令，生成第一测距帧，并将第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端；在将第一测距帧发出时，生成用于指示设于地面激光通信终端内的第一计数器开始计数的第一测距脉冲信号；接收星载激光通信终端发送的下行链路通信数据，并在从接收到的下行链路通信数据中捕获到第二测距帧且第二测距帧有效时，生成用于指示第一计数器停止计数的第二测距脉冲信号，以获取第一计数器的计数值；获取第一测距脉冲信号与第二测距脉冲信号的时钟相位差，并根据时钟相位差、第一计数器的计数值及第二测距帧，得到地面激光通信终端与星载激光通信终端之间的距离；
[0033]星载激光通信终端用于接收上行链路通信数据，并在从接收到的上行链路通信数据中捕获到第一测距帧且第一测距帧有效时，生成用于指示设于星载激光通信终端内的第二计数器开始计数的同步脉冲信号；根据第一测距帧和第二计数器的计数值生成第二测距帧，并将第二测距帧插入下行链路通信数据中发送给地面激光通信终端。
[0034]第四方面，本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光通信测距一体化方法，其特征在于，所述方法应用于地面激光通信终端，所述方法包括：响应于测距指令，生成第一测距帧，并将所述第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给星载激光通信终端；在将所述第一测距帧发出时，生成用于指示设于所述地面激光通信终端内的第一计数器开始计数的第一测距脉冲信号；接收所述星载激光通信终端发送的下行链路通信数据，并在从接收到的所述下行链路通信数据中捕获到第二测距帧且所述第二测距帧有效时，生成用于指示所述第一计数器停止计数的第二测距脉冲信号，以获取所述第一计数器的计数值；获取所述第一测距脉冲信号与所述第二测距脉冲信号的时钟相位差，并根据所述时钟相位差、所述第一计数器的计数值及所述第二测距帧，得到所述地面激光通信终端与所述星载激光通信终端之间的距离；所述星载激光通信终端用于接收所述上行链路通信数据，并在从接收到的所述上行链路通信数据中捕获到所述第一测距帧且所述第一测距帧有效时，生成用于指示设于所述星载激光通信终端内的第二计数器开始计数的同步脉冲信号；根据所述第一测距帧和所述第二计数器的计数值生成所述第二测距帧，并将所述第二测距帧插入所述下行链路通信数据中发送给所述地面激光通信终端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一测距脉冲信号与所述第二测距脉冲信号的时钟相位差，包括：通过双混频时差法提取所述第一测距脉冲信号与所述第二测距脉冲信号的时钟相位差。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述时钟相位差、所述第一计数器的计数值及所述第二测距帧，得到所述地面激光通信终端与所述星载激光通信终端之间的距离，包括：从所述第二测距帧中提取所述第二计数器的计数值，根据所述第二计数器的计数值得到第一延迟时间；根据预设的第二延迟时间和所述第一延迟时间，得到测距延迟时间；根据所述第一计数器的计数值、所述时钟相位差和所述测距延迟时间，计算得到所述地面激光通信终端与所述星载激光通信终端之间的距离。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一测距帧插入上行链路通信数据中发送给所述星载激光通信终端，包括：对接收到的原始数据进行串并转换处理，得到上行链路通信数据，每隔预设帧数向所述上行链路通信数据插入第一测距帧；将插入所述第一测距帧后的上行链路通信数据通过异步FIFO缓存器输出给编码模块进行加扰操作，对经过加扰操作的包含所述第一测距帧的上行链路通信数据进行并串转换后发送给所述星载激光通信终端。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在每次上电或复位后，所述地面激光通信终端和所述星载激光通信终端互相发送预设数量的对齐数据，以创建双向激光通信链路并实现数据对齐。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星载激光通信终端还用于从接收到的
所述上行链路通信数据中删除所述第一测距帧，得到第一通信数据，并将所述第一通信数据发送给星载数据接收装置；所述方法还包括：从接收到的所述下行链路通信数据中删除所述第二测距帧，得到第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给地面数据接收装置。7.根据权利要求1至6任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟刚，郭富林，邹进，杨军红，刘浩，陈振安，张宇驰，
申请(专利权)人：西安中科天塔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：