[发明专利]基于光纤陀螺的舰载激光通信光束跟踪控制方法

说明书

基于光纤陀螺的舰载激光通信光束跟踪控制方法，涉及激光通信技术领域。本发明是为了解决现有激光通信终端的跟踪能力难以满足补偿平台行对瞄准角变化要求的问题。本发明所述的基于光纤陀螺的舰载激光通信光束跟踪控制方法，该方法利用双轴光纤陀螺提升激光通信终端二维转台的角度偏差反馈检测能力，实现对舰船平台转动的预补偿，可有效解决现有终端在海况较差时光束快速跟踪能力不足的问题，能够显著提升激光通信对恶劣海况环境的适应性，确保平台较高速转动时激光通信链路稳定运行。

技术领域

本发明属于激光通信技术领域，尤其涉及激光通信光束的跟踪控制。

背景技术

舰载激光通信具有通信数据率高、抗干扰、保密性好等优点，且不需要频率许可申请。在今后的舰船间、舰地、舰岛通信技术领域具有重要的应用前景。激光通信终端主要通过检测光束控制偏差角度实现双向闭环跟踪，以确保激光信号稳定传输。由于舰船平台直接受海面情况影响，在海况较差时，现有激光通信终端的跟踪能力很难满足补偿平台行对瞄准角变化要求。

造成上述问题的主要原因是：激光通信终端的光束控制偏差角度测量主要以光电探测器检测角位置为主，对于舰船平台转动角速率较高的情况补偿反馈能力差。此外，光电探测器易受光信号功率稳定性的影响，在海面天气恶劣时，上述情况更为严重。

综上，为了使现有的激光通信终端应用到舰船平台进行激光链路和通信，终端二维转台在角度偏差反馈检测能力方面迫切需要显著提升。

发明内容

本发明是为了解决现有激光通信终端的跟踪能力难以满足补偿平台行对瞄准角变化要求的问题，现提供基于光纤陀螺的舰载激光通信光束跟踪控制方法。

基于光纤陀螺的舰载激光通信光束跟踪控制方法，该方法基于激光通信终端二维转台结构实现，基于激光通信终端二维转台结构包括：光收发单元、二维转台和光纤陀螺，光收发单元固定在二维转台上，所述基于激光通信终端二维转台结构还包括，光纤陀螺用于采集二维转台的偏转角度；

所述舰载激光通信光束跟踪控制方法包括以下步骤：

步骤一：利用二维转台带动光收发单元向目标发射激光，同时光收发单元采集经目标反射的激光信号；

步骤二：根据光收发单元的出射光角度和入射光角度计算获得当前时刻二维转台的瞄准偏差[Δθ_A，Δθ_E]；

步骤三：记录当前时刻二维转台在瞄准坐标系下的瞄准角度绝对位置坐标[θ_A0，θ_E0]；

步骤四：将[Δθ_A，Δθ_E]和[θ_A0，θ_E0]转换到空间坐标系下，并生成当前时刻的瞄准期望位置坐标[θ_A1，θ_E1]；

步骤五：利用[θ_A1，θ_E1]对瞄准坐标系的零位进行修正；

步骤六：利用光纤陀螺当前的输出值[θ_A，θ_E]生成转台预补偿后的新期望位置坐标[θ_A2，θ_E2]，利用[θ_A2，θ_E2]在修正后的瞄准坐标系中对二维转台的偏转角度进行补偿。

步骤四中，利用下式生成当前时刻的瞄准期望位置坐标[θ_A1，θ_E1]：

[θ_A1，θ_E1]＝[θ_A0+Δθ_A，θ_E0+Δθ_E]。