機載激光通信的視軸指向技術研究.pdf

1、機載激光通信鏈路建立的前提是通信雙方快速捕獲、實現(xiàn)視軸對準，但是由于機載平臺機動性強、速度快、運動軌跡難以預測，所以機載激光通信的實現(xiàn)必須建立在捕獲、對準、跟蹤(APT)的基礎之上。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間長短的決定性因素。所以，為了實現(xiàn)粗跟蹤系統(tǒng)高精度的視軸指向，必須在保證視軸穩(wěn)定的基礎之上實現(xiàn)通信雙方位置、姿態(tài)信息的實時精確解析，從而為捕獲、對準和跟蹤提供保障。
　　首先，本文

2、介紹了機載激光通信APT分系統(tǒng)的組成和工作原理，同時分析了機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)和慣性導航系統(tǒng)(INS)的視軸初始指向算法，通過解算GPS/INS組合導航系統(tǒng)實時更新的數(shù)據(jù)得出指向角度，進而控制二維轉臺轉動實現(xiàn)通信雙方的視軸指向。并詳細介紹了機載激光通信的視軸指向系統(tǒng)模型。
　　然后，針對機載平臺的非線性振動以及通信終端的相對運動造成視軸穩(wěn)態(tài)誤差較大的問題，本文設計了一種基于模糊神經網(wǎng)

3、絡的PID控制方法以消除機載平臺振動帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并詳細分析了模糊神經網(wǎng)絡PID控制方法的組成和工作原理。
　　最后，通過仿真實驗驗證了模糊神經網(wǎng)絡PID控制算法可以消除平臺振動帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并且具有較快的響應速度和較強的魯棒性。并通過建立模擬實驗系統(tǒng)，對基于GPS/INS組合導航系統(tǒng)的初始指向技術在機載激光通信的視軸指向過程中的性能進行了研究，并從指向精度方面對視軸指向算法進行驗證。實驗結果表明，該視軸指向技術滿足機