機(jī)載激光通信的視軸指向技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載激光通信鏈路建立的前提是通信雙方快速捕獲、實(shí)現(xiàn)視軸對(duì)準(zhǔn)，但是由于機(jī)載平臺(tái)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、速度快、運(yùn)動(dòng)軌跡難以預(yù)測(cè)，所以機(jī)載激光通信的實(shí)現(xiàn)必須建立在捕獲、對(duì)準(zhǔn)、跟蹤(APT)的基礎(chǔ)之上。而視軸初始指向作為捕獲中的第一步，是能否成功捕獲、捕獲概率大小以及捕獲時(shí)間長(zhǎng)短的決定性因素。所以，為了實(shí)現(xiàn)粗跟蹤系統(tǒng)高精度的視軸指向，必須在保證視軸穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)通信雙方位置、姿態(tài)信息的實(shí)時(shí)精確解析，從而為捕獲、對(duì)準(zhǔn)和跟蹤提供保障。
　　首先，本文

2、介紹了機(jī)載激光通信APT分系統(tǒng)的組成和工作原理，同時(shí)分析了機(jī)載激光通信的視軸指向誤差影響因素。提出了基于全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的視軸初始指向算法，通過解算GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)得出指向角度，進(jìn)而控制二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信雙方的視軸指向。并詳細(xì)介紹了機(jī)載激光通信的視軸指向系統(tǒng)模型。
　　然后，針對(duì)機(jī)載平臺(tái)的非線性振動(dòng)以及通信終端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成視軸穩(wěn)態(tài)誤差較大的問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)的PID控制方法以消除機(jī)載平臺(tái)振動(dòng)帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并詳細(xì)分析了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制方法的組成和工作原理。
　　最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法可以消除平臺(tái)振動(dòng)帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并且具有較快的響應(yīng)速度和較強(qiáng)的魯棒性。并通過建立模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)基于GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的初始指向技術(shù)在機(jī)載激光通信的視軸指向過程中的性能進(jìn)行了研究，并從指向精度方面對(duì)視軸指向算法進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該視軸指向技術(shù)滿足機(jī)