一种用空间激光通信终端跟踪精度测量装置进行测量方法转让专利
申请号 : CN202111568196.0
文献号 : CN113965261B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 王安 , 吴世臣 , 黎发志 , 李文宗 , 权振 , 刘洪恩 , 陈彧龙 , 李民益 , 周子元
申请人 : 南京英田光学工程股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用空间激光通信终端跟踪精度测量装置进行空间激光通信终端跟踪精度测量的方法,所述空间激光通信终端跟踪精度测量装置包括气浮平台,所述气浮平台上设置有模拟转台、大口径平行光管、压电陶瓷快速偏转镜、信标光激光器,所述模拟转台上放置空间激光通信终端,所述空间激光通信终端和所述信标光激光器分别位于所述大口径平行光管的两侧,其中所述空间激光通信终端与所述大口径平行光管的光轴对准,所述信标光激光器设置在所述大口径平行光管的焦面处,所述信标光激光器与所述大口径平行光管之间的管路上设置有压电陶瓷快速偏转镜;其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤1:搭建测试光学平台,空间激光通信终端放置在模拟转台上,空间激光通信终端的光轴与大口径平行光管的光轴对准;大口径平行光管焦面处设置信标光激光器,提供模拟信标激光为空间激光通信终端跟踪使用,在光路中放置压电陶瓷快速偏转镜,使激励光源发生模拟卫星平台功率谱的振动,同时控制模拟转台以卫星轨道运动的速度发生扰动;
模拟转台,大口径平行光管,压电陶瓷快速偏转镜和信标光激光器,均放置于气浮平台上,通过控制模拟转台模拟以太空中卫星轨道运动的速度发生的扰动,通过控制压电陶瓷快速偏转镜模拟卫星平台振动谱偏转;
步骤2:空间激光通信终端上电,并配置好参数,处于正常工作待机状态;
步骤3:打开信标光激光器,并给压电陶瓷快速偏转镜上电;
步骤4:控制压电陶瓷快速偏转镜以卫星平台功率谱的频率振动,模拟卫星平台振动谱偏转;
步骤5:空间激光通信终端开启粗跟踪或者精跟踪模式;
步骤6:控制模拟转台以200μrad/s的速度运动,模拟以卫星轨道运动速度产生的扰动;
步骤7:记录跟踪相机上接收到的实时光斑位置与系统光轴的偏差,即脱靶量(x,y);
步骤8:根据脱靶量(x,y)利用如下计算方法求出粗跟踪或者精跟踪的跟踪精度指标:根据均值公式分别对所测得的脱靶量样本数据结果进行求平均值 ;
其中Xi为脱靶量(x,y) ,n为统计样本数量;
进一步,利用上一步求得的脱靶量样本数据结果的均值,求得该组脱靶量样本数据的标准差s:
该组脱靶量样本数据的标准差s即为跟踪精度指标。
2.根据权利要求1所述的空间激光通信终端跟踪精度测量的方法,其特征在于,所述大口径平行光管采用离轴反射式平行光管,其通光口径为500mm,焦距10m。
3.根据权利要求1所述的空间激光通信终端跟踪精度测量的方法,其特征在于,所述信标光激光器采用波长1550nm,输出功率不大于3W的信标光激光器。
4.根据权利要求1所述的空间激光通信终端跟踪精度测量的方法,其特征在于,所述模拟转台采用最大速度12.5°/s,分辨率0.0005°的转台。
5.根据权利要求1所述的空间激光通信终端跟踪精度测量的方法,其特征在于,所述压电陶瓷快速偏转镜为振动范围±5mrad,分辨率1μrad,振动频率2kHz的振镜。
说明书 :
一种用空间激光通信终端跟踪精度测量装置进行测量方法
技术领域
背景技术
而粗跟踪伺服单元主要完成高概率、快速捕获和高稳定、高精度跟踪,是空间激光通信终端
伺服系统重要组成部分,因此需测试系统粗跟踪精度指标,评价其是否能够满足优于特定
的技术指标,从而实现立体空间内快速捕获和稳定跟踪。同时卫星平台在运行过程中不断
振动,因此高精度稳定跟踪是空间激光通信的前提,故需测试系统精跟踪精度,以确保系统
具备稳定通信的能力。
激光通信终端跟踪精度测量装置和方法加以验证,且该装置需要具备能够提供模拟卫星平
台工作环境的功能。
发明内容
量方法,可以实现测量空间激光通信终端粗跟踪和精跟踪精度的目的。
空间激光通信终端,所述空间激光通信终端和所述信标光激光器分别位于所述大口径平行
光管的两侧,其中所述空间激光通信终端与所述大口径平行光管的光轴对准,所述信标光
激光器设置在所述大口径平行光管的焦面处,所述信标光激光器与所述大口径平行光管之
间的管路上设置有压电陶瓷快速偏转镜。
供模拟信标激光为空间激光通信终端跟踪使用,在光路中放置压电陶瓷快速偏转镜,使激
励光源发生模拟卫星平台功率谱的振动,同时控制模拟转台以卫星轨道运动的速度发生扰
动;模拟转台,大口径平行光管,压电陶瓷快速偏转镜和信标光激光器,均放置于气浮平台
上,通过控制模拟转台模拟以太空中卫星轨道运动的速度发生的扰动,通过控制压电陶瓷
快速偏转镜模拟卫星平台振动谱偏转;
用本发明提供的测量方法,可以实现测量空间激光通信终端粗跟踪和精跟踪精度的目的,
进而为理论推导的空间激光通信跟踪精度结果进行验证。根据设置不同的模拟转台和压电
陶瓷快速偏转镜扰动参数,可以模拟不同轨道情况下卫星的扰动和振动谱情况,具有很强
的适用性,能够模拟多种轨道卫星运动状态下的运动工况。
附图说明
具体实施方式
转台上放置空间激光通信终端6,所述空间激光通信终端和所述信标光激光器分别位于所
述大口径平行光管的两侧,其中所述空间激光通信终端与所述大口径平行光管的光轴对
准,所述信标光激光器设置在所述大口径平行光管的焦面处,所述信标光激光器与所述大
口径平行光管之间的管路上设置有压电陶瓷快速偏转镜。
1550nm,输出功率不大于3W。精密模拟转台型号为MRS405,最大速度12.5°/s,分辨率
0.0005°。二维快速振镜为非标定制,其中具体技术指标为振动范围±5mrad,分辨率1μrad,
振动频率2kHz。
供模拟信标激光为空间激光通信终端跟踪使用,在光路中放置压电陶瓷快速偏转镜,使激
励光源发生模拟卫星平台功率谱的振动,同时控制模拟转台以卫星轨道运动的速度发生扰
动;模拟转台,大口径平行光管,压电陶瓷快速偏转镜和信标光激光器,均放置于气浮平台
上,通过控制模拟转台模拟以太空中卫星轨道运动的速度发生的扰动,通过控制压电陶瓷
快速偏转镜模拟卫星平台振动谱偏转;
粗跟踪方位误差 188.04
粗跟踪俯仰误差 146.54
围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。