[发明专利]轻小型机载高速激光通信方法

说明书

本发明属于激光通信技术领域，具体涉及一种轻小型机载高速激光通信方法。所述方法包括：步骤1：机载终端与地基终端间进行初始对准；步骤2：机载终端与地基终端间进行开环捕获；步骤3：机载终端与地基终端间进行粗跟踪；步骤4：机载终端与地基终端间进行精跟踪，建立通信链路；步骤5：机载终端与地基终端间实现双向通信。所述方法创新性的采用非对称单信标、快速捕获、对准、跟踪技术，具有小型化、高传输速率、抗干扰能力强的优点。

技术领域

本发明属于激光通信技术领域，具体涉及一种轻小型机载高速激光通信方法。

背景技术

随着各平台搭载的有效载荷逐渐向高分辨率、宽谱段方向发展，对于海量数据实时传输的需求越来越迫切，如高分辨率宽谱段可见光遥感系统，若帧频为10Hz、灰度分辨率为10bits、空间分辨率为4096 ×4096，在不经过任何压缩和编码的情况下，其原始的数据率为 1.68Gbps，则要求实时传输通信速率大于2Gbps，如果帧频、灰度分辨率、空间分辨率继续提高，或者多传感器数据融合，则需要更高的通信速率。而当前射频通信的通信速率已接近理论极限，不能满足传输速率的要求，故不得不采用数据压缩(影响分辨率)或海量存储(影响覆盖范围)等权宜之计，阻碍了现代信息化的发展。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种轻小型机载高速激光通信方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种轻小型机载高速激光通信方法，所述方法包括：

步骤1：机载终端与地基终端间进行初始对准；

步骤2：机载终端与地基终端间进行开环捕获；

步骤3：机载终端与地基终端间进行粗跟踪；

步骤4：机载终端与地基终端间进行精跟踪，建立通信链路；

步骤5：机载终端与地基终端间实现双向通信。

其中，所述步骤1中，首先由机载终端和地基终端给出各自的位置和姿态信息，通过无线电链路交互，机载终端和地基终端各自获得对方的信息，机载终端和地基终端根据位置、姿态信息解算出各自的初始指向姿态，由捕获跟踪瞄准机构驱动摆镜快速调整视轴，指向对方终端，完成对目标位置的初始指向对准。

其中，机载终端和地基终端的粗跟接收视场均设置为大于对方终端的不确定区域；

所述步骤2中，首先由地基终端发射信标激光，机载终端处于凝视状态，地面终端的信标激光按照设定轨迹扫描，当信标光扫描进入到机载终端粗跟视场，机载终端探测到信标激光，并发射应答信号，由于光路可逆性，地面终端将收到信标激光，并进行视轴校正，实现双方的开环捕获。

其中，所述步骤3中，当机载终端与地基终端实现成功捕获后，双方继续发射己方信标激光，信标激光的束散角设置为大于粗跟踪的最大误差范围，保证所发射的信标光斑始终照射到对方光端机，粗跟踪伺服机构通过调整摆镜的角度将对方的信标光保持在粗视场中心，实现稳定粗跟踪。

其中，所述步骤3中，当信标激光进入精跟踪探测器视场后，通过高带宽的精跟踪伺服系统对粗跟踪残差进行实时精密补偿，进入精跟踪，实现信号光精确覆盖对方光学孔径，完成两个终端光学天线间的精确对准，建立通信链路。

其中，所述步骤3中，通信双方将要传输的通信信息调制、加载至信号光，双方完成接收、探测和解调通信数据，实现双向通信。

其中，所述步骤1中，机载终端的位置和姿态信息由无人机的惯导系统和GPS系统给出。

其中，所述粗跟过程的执行机构采用二维摆镜实现。