CN101866183B - 空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置,属于空间激光通信技术领域。该标校装置借助GPS***得到的高精位置坐标实现标校;同时标校装置对环境要求较低,只要保证光源与粗跟踪视轴相距大于15公里以上,并保证通视便能实现标校,使标校机动性大大提高,实现空间激光通信***粗跟踪视轴标校。
Description
技术领域
本发明涉及空间激光通信***中粗跟踪视轴标校装置,属于空间激光通信技术领域。
背景技术
由于自由空间激光通信具有通信容量大、传输速率高,隐蔽性好、抗干扰能力强等优点,因而具有广泛的应用前景。APT子***是空间激光通信***的一个重要组成部分,其通常由粗跟踪和精跟踪两个部分构成。由于激光通信***是点对点进行动态通信的,因此对粗跟踪***和精跟踪***的跟踪精度有很高的要求,例如在星间激光通信***中粗跟踪***跟踪精度一般为90μrad,精跟踪***跟踪精度一般为2μrad。如此高的跟踪精度,对***视轴初始标校提出了很高的要求。对粗跟视轴标校是指通过调整粗跟踪视轴转台,将粗跟踪视轴所在坐标***的三个坐标轴与基准坐标***三个坐标轴指向完全相同。目前对完成粗跟踪视轴标校的装置还没有报道。
发明内容
为实现空间激光通信***粗跟踪视轴标校。本发明的目的在于提供空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置。
本发明提供的空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置的构成如下:
如图1所示,该装置由第一GPS天线1、第二GPS天线2、第一陀螺3、第三GPS天线4、粗跟踪视轴及光学成像***5、第一俯仰转台6、第一方位转台7、平台8、第四GPS天线9、光源10、第二俯仰转台11、第二方位转台12和第二陀螺13构成。
第二俯仰转台11固联在第二方位转台12上;平台8固联在第二俯仰转台11上;第一GPS天线1、第二GPS天线2、第一陀螺3、第一方位转台7顺次固联在平台8上;第一俯仰转台6固联在第一方位转台7上;粗跟踪视轴及光学成像***5固联在第一俯仰转台6上;第二陀螺13、第三GPS天线4顺次固联在粗跟踪视轴及光学成像***5上。
光源10安放在与粗跟踪视轴及光学成像***5相距15公里远处,并保证光源10与粗跟踪视轴及光学成像***5之间通视;第四GPS天线9固联在光源10上。
本发明提供的空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置的测量步骤如下。
(1)通过第一陀螺3提供的方角和俯仰角信息,调整第二方位转台12和第二俯仰转台11相应角度,将平台8调整为水平状态。
(2)光源10开启。
(3)调整第一俯仰转台6和第一方位转台7相应角度,使粗跟踪视轴及光学成像***5对准光源10,并保证光源10的像成在粗跟踪视轴及光学成像***5的光学***中心位置处。
(4)通过第三GPS天线4得到该点位置坐标,通过第四GPS天线9得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线,应用两点位置坐标,可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。
(5)通过第一GPS天线1得到该点位置坐标,通过第二GPS天线2得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线,应用两点位置坐标,可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。
(6)将(4)得到的方位角值和(5)得到的方位角值作差得到一个方位角度差值,转动第一方位转台7使其旋转方位角度差值;将(4)得到的俯仰角值和(5)得到的俯仰角值作差得到一个俯仰角度差值,转动第一俯仰转台6使其旋转俯仰角度差值。
通过以上步骤完成粗跟踪视轴标校。
本发明提出的空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置,能完成空间激光通信***粗跟踪视轴标校。此标校装置借助GPS***得到的高精位置坐标实现标校。同时标校装置对环境要求较低,只要保证光源与粗跟踪视轴相距大于15公里以上,并保证通视便能实现标校。从而使标校精度与标校机动性大大提高。
附图说明
图1为图1发明装置组成示意图。此图也是说明书摘要附图。其中,1为第一GPS天线、2为第二GPS天线、3为第一陀螺,4为第三GPS天线,5为粗跟踪视轴及光学成像***,6为第一俯仰转台,7为第一方位转台,8为平台,9为第四GPS天线,10为光源,11为第二俯仰转台,12为第二方位转台,13为第二陀螺。
具体实施方式
GPS选用Superstar Ⅱ型GPS OEM;光源选用普通光源,保证其光谱特性与粗跟踪成像***的光斑一致即可;陀螺选用VG941-3AM角速率光纤陀螺;转台选用角度精度高于0.05度。
实施例1
(1)通过第一陀螺3提供的方角和俯仰角信息,调整第二方位转台12和第二俯仰转台11相应角度,将平台8调整为水平状态。
(2)光源10开启。
(3)调整第一俯仰转台6和第一方位转台7相应角度,使粗跟踪视轴及光学成像***5对准光源10,并保证光源10的像成在粗跟踪视轴及光学成像***5的光学***中心位置处。
(4)通过第三GPS天线4得到该点位置坐标,通过第四GPS天线9得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线,应用两点位置坐标,可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。
(5)通过第一GPS天线1得到该点位置坐标,通过第二GPS天线2得到该点位置坐标。将两个位置组合在一起构成测量基线,应用两点位置坐标,可以计算出该测量基线的方位角和俯仰角。
(6)将(4)得到的方位角值和(5)得到的方位角值作差得到一个方位角度差值,转动第一方位转台7使其旋转方位角度差值;将(4)得到的俯仰角值和(5)得到的俯仰角值作差得到一个俯仰角度差值,转动第一俯仰转台6使其旋转俯仰角度差值。
通过以上步骤完成粗跟踪视轴标校。
Claims (1)
1.空间激光通信***粗跟踪视轴标校装置,其特征在于,该装置由第一GPS天线(1)、第二GPS天线(2)、第一陀螺(3)、第三GPS天线(4)、粗跟踪视轴及光学成像***(5)、第一俯仰转台(6)、第一方位转台(7)、平台(8)、第四GPS天线(9)、光源(10)、第二俯仰转台(11)、第二方位转台(12)和第二陀螺(13)构成;其中第一GPS天线(1)、第二GPS天线(2)和第三GPS天线(4)的GPS均选用Superstar II型GPS OEM;第一陀螺(3)和第二陀螺(13)均选用VG941-3AM角速率光纤陀螺;
所述第二俯仰转台(11)固联在第二方位转台(12)上;平台(8)固联在第二俯仰转台(11)上;第一GPS天线(1)、第二GPS天线(2)、第一陀螺(3)、第一方位转台(7)顺次固联在平台(8)上;第一俯仰转台(6)固联在第一方位转台(7)上;粗跟踪视轴及光学成像***(5)固联在第一俯仰转台(6)上;第二陀螺(13)、第三GPS天线(4)顺次固联在粗跟踪视轴及光学成像***(5)上;
所述光源(10)安放在与粗跟踪视轴及光学成像***(5)相距15公里远处,并保证光源(10)与粗跟踪视轴及光学成像***(5)之间通视;第四GPS天线(9)固联在光源(10)上。
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