[发明专利]一种星间激光通信系统前馈跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种星间激光通信系统前馈跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取双星轨道信息，根据探测相机实时反馈信息获取光斑质心位置信息；

判断双星中各卫星的光斑质心是否在其各自的精跟踪窗内，若任一卫星的光斑质心在该卫星的精跟踪窗内，则根据质心脱靶量计算该卫星的精瞄机构跟踪量；若任一卫星的光斑质心在该卫星的精跟踪窗外，则根据质心脱靶量计算该卫星的粗瞄机构跟踪量；

根据跟踪系统的响应控制带宽和卫星间相对运动速度，计算考虑系统时延下由卫星相对运动造成的跟踪误差，得到双星各自的前馈跟踪补偿量；

判断双星各自的前馈跟踪补偿量与粗瞄机构控制精度的大小关系，若前馈跟踪补偿量大于粗瞄机构控制精度，则将该卫星的前馈跟踪补偿量与其对应的粗瞄机构跟踪量相加，得到该卫星的跟踪角度控制量，并根据该跟踪角度控制量控制粗瞄机构对该卫星进行闭环跟踪控制；若前馈跟踪补偿量小于粗瞄机构控制精度，则将前馈跟踪补偿量与其对应的精瞄机构跟踪量相加，得到跟踪角度控制量，并根据该跟踪角度控制量控制精瞄机构对该卫星进行闭环跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的星间激光通信系统前馈跟踪控制方法，其特征在于，所述粗瞄机构跟踪量计算公式为所述精瞄机构跟踪量计算公式为其中，θ_{Tracking_Az}，θ_{Tracking_El}分别为方位和俯仰角度跟踪量；x，y分别为光斑质心在相机内方位轴和俯仰轴的脱靶量；α_{coarse_x}，α_{coarse_y}为脱靶量与粗瞄机构跟踪量乘法系数；α_{refined_x}，α_{refined_y}为脱靶量与精瞄机构跟踪量乘法系数；β_{coarse_x}，β_{coarse_y}为脱靶量与粗瞄机构跟踪量加法系数；β_{refined_x}，β_{refined_y}为脱靶量与精瞄机构跟踪量加法系数。

3.根据权利要求1所述的星间激光通信系统前馈跟踪控制方法，其特征在于，前馈跟踪补偿量计算步骤为：

基于双星轨道信息数据实时外推数据，推算由跟踪滞后响应造成的时延时刻下近焦点坐标系的双星位置矢量，将双星位置矢量由近焦点坐标系转换到地心赤道坐标系，对双星地心赤道坐标系下的位置矢量进行相减得到前馈跟踪矢量，前馈跟踪矢量由地心赤道坐标系转换到卫星轨道坐标系，计算得到双星各自的前馈跟踪方位和俯仰角度补偿量。