The invention discloses a satellite quantum communication link direction tracking system, aiming at the application background of quantum communication satellite to high-precision beacon tracking, provide a system for acquiring hardware image processing and information extraction of FPGA CMOS or CCD detector, real-time high precision high bandwidth beacon detection and information based on the integrated design method. And put forward the beacon image processing; shaping method and position extraction spot combination, restrain the interference between satellite and ground atmospheric turbulence channel on the beacon, improve the capturing and tracking system tracking accuracy, bandwidth and stability. In the presence of atmospheric turbulence conditions, the detection accuracy of the laser beacon system is better than 0.5 rad, the detection bandwidth is greater than 2.5kHz, meet the quantum communication satellite to capture tracking system especially satellite terminal demand.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于量子通信
,具体是指一种应用于星地量子通信中的, 通信链路方向提取与跟踪的系统。
技术介绍
量子通信比常规的自由空间激光通信有更高的通信链路指向精度要求。星地量子通信的捕获跟踪瞄准(ATP)系统用于建立量子通信终端间的量子通信 链路,必须具有非常高的跟瞄精度、带宽和稳定性。捕获跟踪系统的通信链路 方向提取与跟踪子模块必须具有更高的性能。目前公知的应用于星地间量子通信的采用CCD或CMOS图像传感器作为 探测器的通信链路方向提取与跟踪系统存在以下缺点而难以满足星地量子通 信的需求-1. 系统的探测器驱动、光斑图像处理、跟踪控制器等功能由多个电路模块 或者多个处理单元分别实现。各个功能模块内部运算延时加上模块间的 数据传输延时造成系统闭环的总信号延时较大,达到3ms甚至更长时 间,限制了捕获跟踪系统的跟瞄抑制带宽。2. 并未采取抑制大气湍流对星地间量子通信链路干扰作用的措施,或者采取的抑制措施效果十分有限,即使在较好的大气条件下最优的探测精度 约为1~2//^左右。3. 系统的构成复杂,体积和重量大,不适合作为星载量子通信设备。
技术实现思路
本专利技术针对星地量子通信高精度信标跟踪的应用背景,为了解决上述现有技术的不足,提供一种基于CMOS或CCD探测器、FPGA硬件图像处理与信息提取的实时高精度高带宽的星地通信链路方向提取与跟踪系统。本专利技术主要由图像传感器、FPGA、数模转换接口、数据/指令差分接口构成,它们的连接关系如图1所示。其中,图像传感器根据量子通信的应用需求可以选用可见光波段、红外波段的CCD传感器或CMOS传感器;FP ...
【技术保护点】
一种星地量子通信链路方向跟踪系统,它由图像传感器、FPGA、数模转换接口、数据/指令差分接口构成,其特征在于: 系统采用FPGA器件通过Verilog或VHDL硬件描述语言实现探测器驱动、光斑图像处理、跟踪控制器与数据/指令接口功能; 所述的光斑图像处理采用硬件卷积方式的图像处理方法,具体是指FPGA对从CMOS/CCD探测器输出的图像数据逐点即时处理的方法,包括:固定模式噪声校正、图像滤波预处理、自适应阈值处理、光斑修剪整形和光斑位置提取。
【技术特征摘要】
1.一种星地量子通信链路方向跟踪系统,它由图像传感器、FPGA、数模转换接口、数据/指令差分接口构成,其特征在于系统采用FPGA器件通过Verilog或VHDL硬件描述语言实现探测器驱动、光斑图像处理、跟踪控制器与数据/指令接口功能;所述的光斑图像处理采用硬件卷积方式的图像处理方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:王建宇,林均仰,舒嵘,贾建军,
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:31[]
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