一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统技术方案

本技术公开了一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其包括第一摄像设备和第二摄像设备，第一和第二摄像设备分别设置在XY坐标系的第一和第二方向上，量子卫星地面站设在XY坐标系的原点0上，第一和第二方向选自由0X正方向、0X负方向、0Y正方向和0Y负方向构成的组，且彼此不同。借助本技术，允许通过观测摄像设备拍摄的信标光和天体的图像，方便地调整使望远镜瞄准天体，获得地面站方位轴和俯仰轴等参数，从而允许全自动地制作量子卫星地面站指向模型。同时，通过选用合适的摄像设备，允许量子卫星地面站使用包括不可见光在内的任何波段的信标光。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及量子通信领域，特别涉及一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统。

技术介绍

1、量子卫星地面站(下简称“地面站”)是能够实现精确捕获跟瞄量子卫星，实现对卫星发射的量子信号进行高效耦合，并协商生成量子密钥的装置。

2、量子卫星地面站主要包括光机分系统、光机控制分系统与量子通信分系统。其中，光机分系统负责光学信号的耦合和偏振测量功能，以及对卫星的高精度的指向和跟瞄，并具备两级跟瞄所需的相机和信标光；光机控制分系统主要负责对光机分系统进行高精度的控制；量子通信分系统进行单光子探测和时间文件记录，实现接收端量子密钥数据的收集和处理，实现密钥输出。

3、天球上的天体广泛分布在全天区，且其位置可以准确计算，是望远镜指向误差修正的理想标准源。通过不同天体的位置可以建立望远镜的指向模型，将地面站设备坐标系和地固坐标系有效关联起来，从而满足望远镜高精度对准空间目标的需求。

4、目前的量子卫星地面站主要依靠肉眼观察的方式建立指向模型，其主要步骤如下：1.选择一颗亮星(例如牛郎星、织女星等)；2.打开地面站信标光打开；3.控制地面站望远镜指向，通过肉眼观察信标光末端位置，将信标光末端转动至亮星附近；4.观察地面站相机是否出现亮星的成像。若未出现亮星光斑，则粗调地面站方位轴和俯仰轴，肉眼观察信标光末端位置和亮星重合；若出现亮星光斑，则精调地面站方位轴和俯仰轴使得光斑到达相机中心；5.记录地面站方位轴和俯仰轴；6.新选择数颗亮星，重复1-5步；7.将不同天体对应的地面站方位轴和俯仰轴输入指向模型算法，计算得到地面站的指向模型。然而，这种方案存在以下缺点：信标光需要是可见光，否则通过肉眼无法调整信标光末端位置和天体重合；肉眼误差较大，需要花费较多时间使得天体光斑到达相机中心；并且需要选取多颗星，整个过程耗时较长。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本技术公开了一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其通过在以量子卫星地面站所在位置为原点的xy坐标系的ox和oy轴四个方向上设置多个摄像设备，使得能够通过观测摄像设备拍摄的信标光和天体图像，方便地调整地面站中的望远镜瞄准天体，获得相应的地面站方位轴和俯仰轴等参数，从而允许全自动地制作量子卫星地面站指向模型。同时，通过选用合适的摄像设备，允许量子卫星地面站使用包括不可见光在内的任何波段的信标光。

2、根据本技术的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统可以包括第一摄像设备和第二摄像设备；

3、所述第一摄像设备设置在xy坐标系的第一方向上；

4、所述第二摄像设备设置在所述xy坐标系的第二方向上；

5、其中，量子卫星地面站设置在所述xy坐标系的原点o上，所述第一方向和第二方向选自由ox正方向、ox负方向、oy正方向和oy负方向构成的组，且所述第一方向不同于第二方向。

6、进一步地，根据本技术的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统还包括第三摄像设备；

7、所述第三摄像设备设置在所述xy坐标系的第三方向上；

8、所述第三方向选自由ox正方向、ox负方向、oy正方向和oy负方向构成的组，且不同于所述第一方向和第二方向。

9、进一步地，根据本技术的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统还包括第四摄像设备；

10、所述第四摄像设备设置在所述xy坐标系的第四方向上；

11、所述第四方向选自由ox正方向、ox负方向、oy正方向和oy负方向构成的组，且不同于所述第一方向、第二方向和第三方向。

12、进一步地，所述摄像设备被设置用于拍摄信标光图像和所瞄准的天体图像。

13、进一步地，所述量子卫星地面站中的望远镜被设置成使至少两个摄像设备中的信标光图像和天体图像同时重合。

14、进一步地，所述量子卫星地面站包括光机分系统、光机控制分系统和量子通信分系统。

15、可选地，所述信标光为可见光或者不可见光。

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【技术保护点】

1.一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于包括第一摄像设备和第二摄像设备；

2.如权利要求1所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于还包括第三摄像设备；

3.如权利要求2所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于还包括第四摄像设备；

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于，所述摄像设备被设置用于拍摄信标光图像和所瞄准的天体图像。

5.如权利要求4所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于，所述量子卫星地面站中的望远镜被设置成使至少两个摄像设备中的信标光图像和天体图像同时重合。

6.如权利要求1所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于，所述量子卫星地面站包括光机分系统、光机控制分系统和量子通信分系统。

7.如权利要求4所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于，所述信标光为可见光或者不可见光。

【技术特征摘要】

1.一种用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于包括第一摄像设备和第二摄像设备；

2.如权利要求1所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于还包括第三摄像设备；

3.如权利要求2所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于还包括第四摄像设备；

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于制作量子卫星地面站指向模型的系统，其特征在于，所述摄像设备被设置用于拍摄信标光图像和所瞄准的天体图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：国科量子通信网络有限公司，
类型：新型
国别省市：