星間光通信鏈路復(fù)合跟蹤穩(wěn)定性研究.pdf

1、衛(wèi)星激光通信與傳統(tǒng)衛(wèi)星微波通信相比，優(yōu)勢(shì)巨大，現(xiàn)已經(jīng)成為各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的技術(shù)。隨著衛(wèi)星光通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)跟蹤精度的要求越來(lái)越高，尤其是在光通信中采用光纖耦合等技術(shù)，使得傳統(tǒng)光束跟蹤理論對(duì)跟蹤鏈路收斂條件的探討不能滿(mǎn)足當(dāng)下的發(fā)展要求。這就要求通信鏈路不僅僅滿(mǎn)足于跟蹤誤差角收斂的條件，還應(yīng)滿(mǎn)足一定的誤差精度要求。
　　本文對(duì)現(xiàn)階段衛(wèi)星光通信中普遍采用的復(fù)合軸跟蹤方法的跟蹤穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。首先介紹了目前國(guó)外幾個(gè)較為成功的星間光通信的實(shí)

2、驗(yàn)。值得一提的是德國(guó)進(jìn)行的NFIRE與 TerraSAR-X鏈路實(shí)驗(yàn)中的光學(xué)終端不采用信標(biāo)光，這使得終端的精度進(jìn)一步提高，跟蹤算法進(jìn)一步優(yōu)化。其次，本文對(duì)于現(xiàn)有光通信跟蹤理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹及分析，對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中提出的跟蹤誤差角序列收斂約束條件進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹及分析。發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于相關(guān)研究的不足之處，并加以改進(jìn)，提出了新的收斂約束條件公式。本文提出了新的跟蹤穩(wěn)定性的定義，并分析了影響跟蹤穩(wěn)定性的各種因素，包括衛(wèi)星平臺(tái)角振動(dòng)，粗、精跟蹤噪聲

3、、衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及CCD測(cè)角誤差等。提出了光通信穩(wěn)定跟蹤時(shí)間估算公式。
　　本文通過(guò) Simulink建立仿真模型，對(duì)雙向光通信過(guò)程進(jìn)行了建模，得到的仿真結(jié)果與公式十分匹配。本文對(duì)于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有“海洋2號(hào)”衛(wèi)星光通信終端鑒定件進(jìn)行了研究分析，利用該終端建立了地面的模擬跟蹤鏈路。分析了該終端設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了仿真建模，對(duì)于光斑中心點(diǎn)位置的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的趨勢(shì)基本匹配；對(duì)于跟蹤誤差序列的方差變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)