Starlink激光终端卫星现状分析 被引量：1

1

作者 余舜京 赵黎晔 +1 位作者 杨智博 刘智勇 《无线电工程》 北大核心 2023年第8期1941-1948,共8页

利用Starlink星座公开的轨道数据,对2021年初入轨的极轨激光试验卫星和当年9月开始的业务激光星座部署的完成情况、轨道构型设计、星座维持控制策略和激光通信跟踪参数等进行了分析和计算,极轨激光试验卫星进行了2个阶段的近、远距离的... 利用Starlink星座公开的轨道数据,对2021年初入轨的极轨激光试验卫星和当年9月开始的业务激光星座部署的完成情况、轨道构型设计、星座维持控制策略和激光通信跟踪参数等进行了分析和计算,极轨激光试验卫星进行了2个阶段的近、远距离的激光通信试验,业务星座中的880颗卫星已经完成了网络的基本构型,具备了使用激光终端进行业务组网的条件,同时,这些采用电推进控制系统的卫星轨道控制频繁、相位保持精度高,分析和计算结果与轨道维持策略对后续建设大规模星间链路的星座具有很强的参考价值。 展开更多

关键词 Starlink卫星 激光终端 激光链路

下载PDF 职称材料

GEO星载激光通信终端二维转台伺服机构热设计 被引量：7

2

作者 刘百麟 刘绍然 +1 位作者 周佐新 于思源 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期268-273,共6页

星载激光通信终端二维转台伺服机构是一种高精度指向调节机构，工作时对温度场稳定性及均匀性有较高要求，空间热环境剧烈变化是诱导其温度波动的外因。为达到在轨温度场精稳控制，提出了一种GEO星载经纬仪式激光通信终端二维转台伺服... 星载激光通信终端二维转台伺服机构是一种高精度指向调节机构，工作时对温度场稳定性及均匀性有较高要求，空间热环境剧烈变化是诱导其温度波动的外因。为达到在轨温度场精稳控制，提出了一种GEO星载经纬仪式激光通信终端二维转台伺服机构温控方案，通过机电热一体化结构设计选材、主动跟踪控温、散热及隔热设计等技术途径，实现了空间大尺寸的高精密二维转台伺服机构温度场稳定性与均匀性的精稳控制，并经过热试验与热分析综合验证，结果表明：工作轨道全寿命期间，伺服机构核心部件温度稳定控制在22.3～34.6℃范围内，温度场均匀性可控制在4℃以内。 展开更多

关键词 激光通信终端 经纬仪式 二维转台伺服机构 热设计

原文传递

二次成像型库德式激光通信终端粗跟踪技术 被引量：5

3

作者 张家齐 张立中 +2 位作者 董科研 王超 李小明 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期644-653,共10页

库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时,需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组,信标光传输路径长,使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加;捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器存在相对运动,信标光... 库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时,需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组,信标光传输路径长,使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加;捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器存在相对运动,信标光传递环节多,跟踪模型复杂。针对这两个问题,首先,对比了3种传统库德光路,选择二次成像型库德光路并对其进行设计,通过设计使后续子光路光学口径减小,利于后续子光路轻小型化设计;随后,对二次成像型库德式激光通信终端的跟踪模型进行推导,通过反射镜矩阵和坐标变换建立跟踪模型,并用Matlab-Simulink对跟踪模型进行仿真;最后,通过地面试验,对终端的跟踪性能进行测试,实测方位跟踪最大脱靶量为84.65μrad(3σ)、俯仰最大脱靶量为56.33μrad(3σ),满足通信要求的150μrad(3σ),二次成像型库德结构和跟踪模型可满足星间激光通信粗跟踪捕获和跟踪要求。 展开更多

关键词 二次成像型库德光路 激光通信终端 跟踪模型

下载PDF 职称材料

库德式激光通信终端粗跟踪技术 被引量：1

4

作者 白杨杨 陈力兵 +2 位作者 孟立新 张乐仪 张立中 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1931-1939,共9页

在库德式通信终端中,望远单元和库德反射镜与电荷耦合器(CCD)探测器之间的相对运动导致光路结构随通信终端姿态变化而改变,使得控制难度增大。为解决这一问题,利用矩阵光学方法建立库德式激光通信终端的CCD测角模型,设计基于模型-PID的... 在库德式通信终端中,望远单元和库德反射镜与电荷耦合器(CCD)探测器之间的相对运动导致光路结构随通信终端姿态变化而改变,使得控制难度增大。为解决这一问题,利用矩阵光学方法建立库德式激光通信终端的CCD测角模型,设计基于模型-PID的控制算法,搭建实验测试系统验证了该算法在瞄准、捕获和跟踪过程中的性能。结果表明:利用实测数据对测角模型进行静态验证时,计算精度的均方根误差优于9μrad;加入角速度0.1°/s、幅值0.1°的正弦扰动信号进行跟踪测试时,实测动态跟踪误差的标准差优于21μrad(1σ),满足激光通信对于粗跟踪单元50μrad(1σ)跟踪精度的需求。 展开更多

关键词 激光通信终端 库德光路 电荷耦合器 测角模型 瞄准、捕获和跟踪

下载PDF 职称材料

基于迭代学习控制的潜望式激光通信终端系统的动态跟踪设计 被引量：5

5

作者 张敏 李勃 滕云杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期195-202,共8页

为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制... 为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制方法以提高通信终端的动态跟踪性能,并对控制系统的速度阶跃响应进行测试,分析通信终端系统的低速平稳性。最后,搭建了4.62 km激光通信的动态跟踪实验,利用六自由度转台模拟平台抖动,为动态跟踪验证实验创造外部平台扰动条件。实验结果表明:通信终端系统速度阶跃响应的稳态误差为±0.02 (°)/s,表明伺服系统速度回路具有较快的动态响应特性和较高的稳态精度,在最大加速度为0.219 (°)/s^2的正弦波扰动条件,二维伺服转台的动态粗跟踪精度可以达到62μrad,粗精复合跟踪精度优于2μrad,验证了通信终端伺服系统的有效性及其动态跟踪性能,为进一步提高终端系统的跟踪精度奠定基础。 展开更多

关键词 空间激光通信 激光通信终端 伺服控制 迭代学习控制 动态跟踪

原文传递

摆镜式激光通信终端光束指向与粗跟踪特性 被引量：3

6

作者 陈祥 呼新荣 +4 位作者 张建华 李帅 薛婧婧 任斌 靳一 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期472-481,共10页

基于两正交旋转轴的单平面镜(摆镜式)激光通信终端的粗跟踪问题,提出了一种求解光束指向的法矢量求解算法,给出了该类型通信终端的粗跟踪算法。采用矢量反射定律和矩阵旋转变换规律,理论推导了摆镜的光束指向模型和跟踪模型,对比分析了... 基于两正交旋转轴的单平面镜(摆镜式)激光通信终端的粗跟踪问题,提出了一种求解光束指向的法矢量求解算法,给出了该类型通信终端的粗跟踪算法。采用矢量反射定律和矩阵旋转变换规律,理论推导了摆镜的光束指向模型和跟踪模型,对比分析了不同安装方式对光束指向和畸变的影响,并对模型分别进行了建模仿真和实验研究。结果表明:光束传输模型和粗跟踪模型的精度优于3μrad,所研制的摆镜式激光终端粗跟踪精度,最大误差优于15.5μrad (3σ),均方根误差优于10.5μrad,满足激光通信终端对高精度粗跟踪的技术要求。该研究工作对摆镜式扫描系统的光束指向分析和激光终端粗跟踪具有借鉴意义。 展开更多

关键词 自由空间光通信 激光通信终端 跟踪模型 摆镜 瞄准、捕获、跟踪系统

原文传递

一种改进的激光星间链路终端指向误差在轨标定方法 被引量：2

7

作者 程竟爽 林益明 +1 位作者 何善宝 王海红 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期67-75,共9页

提出一种改进的激光星间链路终端(LCT)指向误差在轨标定方法,对激光星间链路终端指向误差模型和观测数据获取方法进行改进。针对现有的终端指向误差参数模型误差因素考虑不足的问题,引入相应的误差项描述误差因素影响。针对链路观测法... 提出一种改进的激光星间链路终端(LCT)指向误差在轨标定方法,对激光星间链路终端指向误差模型和观测数据获取方法进行改进。针对现有的终端指向误差参数模型误差因素考虑不足的问题,引入相应的误差项描述误差因素影响。针对链路观测法中存在的激励信号受限,不能充分激励误差参数的问题,以捕获过程中指向机构主动摆动时的入射光信号作为激励信号,以系统误差参数的可观测度最大为目标优化设计激励信号。仿真结果表明:经过本方法标定的误差参数经修正后,激光星间链路终端的最大指向误差(方位向)由改进前的867.8μrad下降到改进后的112.1μrad;最大指向误差(俯仰向)由改进前的62.1μrad下降到改进后的51.5μrad,有效地提高了激光星间链路终端指向精度。 展开更多

关键词 激光星间链路终端(LCT) 指向误差 在轨标定

下载PDF 职称材料

激光星间链路终端指向误差标定中的误差分离研究 被引量：1

8

作者 程竟爽 林益明 +2 位作者 何善宝 王海红 国爱燕 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期85-93,共9页

针对激光星间链路终端指向误差在轨标定中航天器姿态测量误差影响标定结果的问题,本文提出了基于多链路测量的航天器姿态测量误差分离方法。该方法利用了导航星座中同一航天器同时建立多条链路的特点,获取不同方向的LCT指向误差测量数... 针对激光星间链路终端指向误差在轨标定中航天器姿态测量误差影响标定结果的问题,本文提出了基于多链路测量的航天器姿态测量误差分离方法。该方法利用了导航星座中同一航天器同时建立多条链路的特点,获取不同方向的LCT指向误差测量数据。通过同时估计航天器姿态测量误差与LCT自身指向误差参数,实现了航天器姿态测量误差与LCT自身指向误差的分离。仿真结果表明:航天器姿态测量误差对LCT指向误差标定结果有显著影响,利用本方法进行误差分离后,LCT指向误差标定结果最大偏差由分离前的64. 9μrad下降到误差分离(6条链路)后的21. 1μrad,有效降低了航天器姿态测量误差对LCT指向误差标定结果的影响。该方法的有效性取决于链路条数和链路拓扑构型。 展开更多

关键词 激光星间链路终端 指向误差 在轨标定 误差分离

下载PDF 职称材料

激光星间链路发展综述:现状、趋势、展望 被引量：3

9

作者 李锐 林宝军 +6 位作者 刘迎春 沈苑 董明佶 赵帅 孔陈杰 刘恩权 林夏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期125-139,共15页

由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫... 由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫星网络的研究重点之一。文中首先从技术层面介绍激光星间链路的基本组成,主要介绍了卫星激光建链模式、卫星激光信号调制模式及卫星激光载波波长三个重要技术点。从技术到现象,根据不同轨道高度和不同的任务需求,按照发射时间顺序综合调研并总结了近年来国内外典型中高轨和低轨卫星激光通信成果的发展现状与未来计划。通过调研,进一步从宏观角度分析出卫星激光通信发展标准化、兼容化、网络化和商业化四个趋势,并从微观角度总结了卫星激光终端弹性化和模块化的发展方向。最后,除了作为通讯手段,展望了星间激光链路用于卫星激光测距的良好前景。通过对激光星间链路的现状、趋势和展望的综合分析,旨在为未来激光星间链路的设计与优化提供一定的借鉴和参考,并为我国未来星间激光通信和测距技术的发展及研究提供方向参考。 展开更多

关键词 通信与信息系统 激光星间链路 卫星激光通信 激光通信终端 卫星测距

原文传递

激光通信终端光学收发通道运动学支撑设计 被引量：1

10

作者 张缓缓 任兰旭 +2 位作者 宋延松 张锦龙 李帅 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2021年第5期19-26,共8页

光学收发通道是激光通信终端的核心模块,其发射和接收光轴同轴度是制约激光通信终端建链通信的关键指标,且易受外界影响。应用"运动学约束"原理提出了双脚架支撑系统作为光学收发通道"2-2-2"约束的具体实现形式。... 光学收发通道是激光通信终端的核心模块,其发射和接收光轴同轴度是制约激光通信终端建链通信的关键指标,且易受外界影响。应用"运动学约束"原理提出了双脚架支撑系统作为光学收发通道"2-2-2"约束的具体实现形式。推导出了双脚架结构释放的四个自由度方向的柔度公式,进而确定了双脚架的关键结构参数。应用有限元方法对某激光通信终端光学收发通道在有安装误差和温度变化工况下发射和接收光轴同轴度变化进行了仿真分析。结果表明:温度变化4℃和安装误差为0.05 mm的工况下,发射和接收光轴同轴度的变化量均能够满足优于15″的指标要求。作为对比,法兰式收发通道温度变化4℃时的收发光轴同轴度变化为26.81″。为激光通信终端光学收发通道的设计提供了参考。 展开更多

关键词 激光通信终端 光学收发通道 同轴度 运动学 双脚架

下载PDF 职称材料

空间激光通信最新进展与发展趋势 被引量：47

11

作者 高铎瑞 李天伦 +5 位作者 孙悦 汪伟 胡辉 孟佳成 郑运强 谢小平 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期901-913,共13页

空间激光通信凭借其带宽优势,成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段,是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划,总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数... 空间激光通信凭借其带宽优势,成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段,是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划,总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数指标。通过对空间激光通信最新研究计划的分析,归纳出空间激光通信高速化、深空化、集成化、网络化、一体化5个发展趋势,以及需要突破的高阶调制、高灵敏度探测、多制式兼容、"一对多"通信等关键技术。为我国激光通信设备及相关研究提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 空间激光通信 激光通信终端 深空光通信 相干光通信 卫星通信

下载PDF 职称材料

精指向机构45°扫描镜光矢量轨迹正交性研究

12

作者 李向阳 李向月 +6 位作者 孙雪平 张建华 任斌 张学娇 陈安和 陈祥 张文睿 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1193-1199,共7页

在空间激光通信终端中,精指向机构45°扫描镜振动轴绕不同轴系振动时,捕获跟踪CMOS相机上的扫描轨迹不正交,使得激光终端扫描概率降低、光轴在轨标定难度增大。为研究其内在机理,利用光学追迹的方法建立三维光矢量扫描轨迹模型,计... 在空间激光通信终端中,精指向机构45°扫描镜振动轴绕不同轴系振动时,捕获跟踪CMOS相机上的扫描轨迹不正交,使得激光终端扫描概率降低、光轴在轨标定难度增大。为研究其内在机理,利用光学追迹的方法建立三维光矢量扫描轨迹模型,计算并仿真45°反射镜振动轴沿两组常用正交轴扫描时,CMOS相机上光矢量轨迹的正交性,搭建实验测试系统验证该计算仿真在精指向机构扫描过程反射光矢量的性能。研究结果表明:45°扫描镜振动轴绕P=(1/2,-1/2,√2/2)^(T)和P′=(1/2,-1/2,-√2/2)^(T)振动扫描轨迹的不正交度为19.47°,不随扫描角度的变化而发生变化,实验验证和理论结果一致;45°扫描镜振动轴绕z轴和P=(√2/2,-√2/2,0)^(T)振动时,由扫描角度和扫描轨迹正交性曲线关系,得出CMOS相机上扫描轨迹夹角随着扫描角度变化而变化,当扫描角度为9 mrad时,扫描轨迹的不正交度为6.4 mrad。该研究对空间激光通信终端精指向机构扫描的内在机理、安装方式、轴外视场光轴标定等有深刻的认识和指导意义。 展开更多

关键词 空间激光通信 激光终端 45°反射镜 扫描 光线追迹 正交性

下载PDF 职称材料

激光测控通信技术研究进展与趋势 被引量：12

13

作者 张靓 杜中伟 +1 位作者 谌明 郭丽红 《飞行器测控学报》 CSCD 2016年第1期10-20,共11页

激光测控通信技术作为航天测控通信领域的一项新技术,具有作用距离远、测量精度高、通信速率快、抗电磁干扰能力强等优势。介绍了美国、欧盟、日本和俄罗斯在激光测控通信技术领域的最新研究进展和计划,总结了典型激光测控通信系统的主... 激光测控通信技术作为航天测控通信领域的一项新技术,具有作用距离远、测量精度高、通信速率快、抗电磁干扰能力强等优势。介绍了美国、欧盟、日本和俄罗斯在激光测控通信技术领域的最新研究进展和计划,总结了典型激光测控通信系统的主要性能指标,分析了激光测控通信技术的发展趋势,并结合我国激光测控通信技术研究现状提出几点发展建议。 展开更多

关键词 测控 激光通信 激光测距 激光通信终端

下载PDF 职称材料

空间激光通信技术最新进展与趋势 被引量：27

14

作者 张靓 郭丽红 +2 位作者 刘向南 林一 卢满宏 《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第4期286-293,共8页

空间激光通信技术已成为现代超宽带卫星通信技术发展的新焦点。详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划,重点介绍他们正在开发的第2代空间激光通信系统的主要性能指标和采用的新技术,深入分析了国... 空间激光通信技术已成为现代超宽带卫星通信技术发展的新焦点。详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划,重点介绍他们正在开发的第2代空间激光通信系统的主要性能指标和采用的新技术,深入分析了国际空间激光通信技术的发展趋势,为我国开展相关研究提供借鉴和思路。 展开更多

关键词 空间激光通信 深空光通信 卫星通信 相干光通信 激光通信终端

下载PDF 职称材料

潜望式激光通信终端信号光偏振态实时补偿方法

15

作者 江伦 王超 +3 位作者 安岩 刘壮 李英超 张立中 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第12期67-74,共8页

针对潜望式激光通信终端中的运动反射镜会改变接收信号光偏振态从而导致系统混频效率下降的问题,提出一种基于旋转组合波片的偏振态实时补偿方法,使接收信号光偏振态恒定为45°线偏振,以实现与本振光的高效混频。在建立潜望式扫描... 针对潜望式激光通信终端中的运动反射镜会改变接收信号光偏振态从而导致系统混频效率下降的问题,提出一种基于旋转组合波片的偏振态实时补偿方法,使接收信号光偏振态恒定为45°线偏振,以实现与本振光的高效混频。在建立潜望式扫描机构几何模型的基础上,利用三维偏振态追迹算法对其偏振态传输特性进行分析,得到系统偏振态传输矩阵,给出不同方位角、俯仰角下出射信号光的偏振态,建立了偏振态补偿元件1/4波片、1/2波片各自旋转角度与潜望式扫描机构方位角、俯仰角的联系,分析了波片旋转角度误差对出射信号光偏振态的影响。 展开更多

关键词 光通信 偏振态 激光通信终端 实时补偿

原文传递

基于Hoyt分布的无人机激光通信联合信道模型研究

16

作者 葛宏图 董科研 +2 位作者 安岩 高亮 李响 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期272-279,共8页

针对无人机(UAV)平台间激光通信的信道建模问题,提出了一种摆镜式激光通信终端指向误差的求解方法,在指向误差服从Hoyt分布的基础上,综合考虑大气效应得到了联合信道概率密度函数表达式,讨论了不同湍流强度和不同抖动方差下通信链路的性... 针对无人机(UAV)平台间激光通信的信道建模问题,提出了一种摆镜式激光通信终端指向误差的求解方法,在指向误差服从Hoyt分布的基础上,综合考虑大气效应得到了联合信道概率密度函数表达式,讨论了不同湍流强度和不同抖动方差下通信链路的性能,并对指向误差模型进行了数值仿真和实验研究。结果表明:当激光通信终端的方位和俯仰指向误差角分别符合均值为0、标准差为0.4°和0.05°的正态分布时,指向误差角符合Hoyt分布。本文所提出的模型更贴近真实系统的指向误差,可以为构建无人机的天地一体化通信网络和组网通信提供前期理论基础,具有一定的实际参考价值。 展开更多

关键词 光通信 无人机 摆镜式激光通信终端 指向误差 Hoyt分布 信道建模

原文传递

Simulation of Patterns and Qualitative Analysis of Pattern Rotation in an End-Pumped Nd：YVO4 Laser

17

作者 韩克祯 潘淑娣 +2 位作者 范秀伟 黄海涛 何京良 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2006年第11期2982-2984,共3页

我们模仿在我们采用 Laguerre-Gaussian 模式的重叠的以前的实验观察的一些激光产量模式。旋转模式是从放射激光的水晶的当代的空间燃烧洞效果的点分析的品质上。

关键词 模式模拟 定性分析 模式旋转 终端脉冲Nd:YVO4激光器

原文传递

高轨卫星激光中继链路研究现状及发展趋势 被引量：11

18

作者 张若凡 张文睿 +6 位作者 张学娇 张锦龙 姜承志 朱晓程 裘磊 汪波 陈伟军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第5期1-13,共13页

自由空间激光通信技术长期以来都是卫星通信和载荷技术领域的研究热点,具有大带宽、高速率等特点。高轨中继卫星是星间数据传输的骨干节点,随着激光通信技术的成熟,激光通信链路已成为国内外高轨中继卫星数据传输的可靠途径。对国内外... 自由空间激光通信技术长期以来都是卫星通信和载荷技术领域的研究热点,具有大带宽、高速率等特点。高轨中继卫星是星间数据传输的骨干节点,随着激光通信技术的成熟,激光通信链路已成为国内外高轨中继卫星数据传输的可靠途径。对国内外高轨卫星激光中继链路的最新发展动态及其未来发展规划进行综述,该综述为我国建设空间激光信息网络提供参考。 展开更多

关键词 光通信 自由空间激光通信 高轨卫星 激光中继链路 激光通信终端

原文传递