基于合作信标的卫星激光通信瞄准捕获仿真系统 被引量：11

1

作者 于笑楠 佟首峰 +2 位作者 赵馨 宋延嵩 张雷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期159-164,共6页

针对星间激光通信基于合作激光信标的瞄准与捕获过程,在LabVIEW(虚拟仪器)平台上研制了一套瞄准与捕获仿真系统。该系统模拟卫星轨道姿态动力学,建立双星指向关系,仿真双自由度转台初始对准。根据不确定区域大小,驱动信标激光进行螺旋扫... 针对星间激光通信基于合作激光信标的瞄准与捕获过程,在LabVIEW(虚拟仪器)平台上研制了一套瞄准与捕获仿真系统。该系统模拟卫星轨道姿态动力学,建立双星指向关系,仿真双自由度转台初始对准。根据不确定区域大小,驱动信标激光进行螺旋扫描,根据信标光束散角及探测器视场,确定仿真捕获点以完成捕获。加入含有高斯噪声的最大速度为1°/s,最大加速度为1°/s2的等效正弦扰动进行了动态捕获实验。最终实现了同步轨道卫星和近地轨道卫星间动态双星激光通信瞄准与捕获仿真,形成了基于虚拟仪器的激光通信全过程仿真模式,为跟踪系统仿真及无信标捕获的仿真奠定了基础。 展开更多

关键词 光通信 合作信标 虚拟仪器 初始指向 捕获

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无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法 被引量：7

2

作者 赵太飞 刘萍 马倩文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期28-34,共7页

使用紫外光引导无人机飞行,具有抗干扰能力强、全天候非直视通信、保密通信能力强和适用于特殊场合等优点。因此,提供一种无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法,以辅助无人机匹配不同地形飞行。提出一种基于紫外光的光功率控制方法,... 使用紫外光引导无人机飞行,具有抗干扰能力强、全天候非直视通信、保密通信能力强和适用于特殊场合等优点。因此,提供一种无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法,以辅助无人机匹配不同地形飞行。提出一种基于紫外光的光功率控制方法,调整紫外信标发送端的角度和发射功率,使得到达无人机飞行平面的紫外光的功率相等,从而保障无人机安全飞行。对功率控制方法进行了计算机仿真。实验结果表明,紫外光LED发送张角不超过80°时,功率容易控制,信标集成易于实现,且受地形、高度等因素影响较小。 展开更多

关键词 光通信 无线紫外光 紫外信标 功率控制 地形匹配

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低轨卫星激光载荷配置及快速建链方法的研究

3

作者 张世层 张冬 +3 位作者 王平 安绍毅 高鹏 孙艳红 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期249-254,共6页

为了适应未来低轨卫星轻量化和低成本的发展趋势,满足星间激光快速建链的使用需求,对星间激光配置原则进行了分析,采用转台式激光载荷和固定式激光载荷相结合的载荷配置方式,分别用于异轨道面间和同轨道面内的星间建链,设计了基于在轨... 为了适应未来低轨卫星轻量化和低成本的发展趋势,满足星间激光快速建链的使用需求,对星间激光配置原则进行了分析,采用转台式激光载荷和固定式激光载荷相结合的载荷配置方式,分别用于异轨道面间和同轨道面内的星间建链,设计了基于在轨恒星标校、信标光辅助建链和光轴一致性的激光载荷快速星间建链方案,并介绍了全流程。结果表明,星间激光载荷建链时间小于30 s,可实现长时间的星间激光稳定跟踪通信。该研究结果有助于推动星间激光通信的发展和大规模在轨应用。 展开更多

关键词 光通信 快速激光建链 激光在轨标校 信标光

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三光源LED光信标空间布局优化计算

4

作者 王彩玲 《照明工程学报》 2015年第6期108-111,116,共5页

在航空、海运及海上救生等各方面,光学信标是一种重要的光学指示手段。为了适应较远作用距离的要求,提出了采用高亮度、高发光效率的LED光源的光学信标。针对采用三光源光信标的空间布局进行了相关理论计算,建立光束空间数学模型,给出... 在航空、海运及海上救生等各方面,光学信标是一种重要的光学指示手段。为了适应较远作用距离的要求,提出了采用高亮度、高发光效率的LED光源的光学信标。针对采用三光源光信标的空间布局进行了相关理论计算,建立光束空间数学模型,给出三光源的最佳空间布置,并计算出光信标盲区范围及盲区大小。本文的计算结果为光信标的结构设计提供必要的理论基础,其计算方法为多光源信标空间布局计算提供一定的参考。 展开更多

关键词 光信标 LED三光源 空间布局 光信标上半球面

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基于空频域特征的白天星地信标光跟踪算法 被引量：1

5

作者 张子玄 贾建军 +1 位作者 强佳 张亮 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期183-190,共8页

提出了一种白天信标光图像跟踪算法。分析了太阳光反射进相机视场的噪声以及探测器噪声在空域和频域的特点,使用两个频域滤波器检测候选区域。研究结果表明,所提算法具有较高的精度、较快的速度以及较高的可靠性,可用于白天环境下星地... 提出了一种白天信标光图像跟踪算法。分析了太阳光反射进相机视场的噪声以及探测器噪声在空域和频域的特点,使用两个频域滤波器检测候选区域。研究结果表明,所提算法具有较高的精度、较快的速度以及较高的可靠性,可用于白天环境下星地信标光的跟踪探测。 展开更多

关键词 光通信 捕获跟踪瞄准系统 信标光跟踪 频域滤波

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空间移动平台信标光的地面模拟捕获与跟踪实验 被引量：16

6

作者 曹阳 艾勇 +2 位作者 叶德茂 胡俊杰 谭莹 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期365-368,共4页

采用TMS320LF2407A与TMS320DM642的双(DSP)新颖设计,运用卡尔曼预测模型实现了一种新型空间移动平台光通信的信标光扫描、跟踪控制系统。详细论述了系统的硬件、软件设计,给出不同实验条件下的信标光捕获时间,并分析了信标光捕获时间误... 采用TMS320LF2407A与TMS320DM642的双(DSP)新颖设计,运用卡尔曼预测模型实现了一种新型空间移动平台光通信的信标光扫描、跟踪控制系统。详细论述了系统的硬件、软件设计,给出不同实验条件下的信标光捕获时间,并分析了信标光捕获时间误差和减少捕获时间误差的方法。地面模拟空间移动平台信标光捕获实验表明,信标光捕获与跟踪精度高、扫描速度快,该实验系统具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 空间光通信 信标光 跟踪 捕获 卡尔曼

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基于相位相关的深空光通信扩展信标跟踪技术研究 被引量：10

7

作者 马晶 徐科华 谭立英 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期515-519,共5页

提出了一种深空光通信扩展信标的跟踪方法。该方法的原理是在航天器上存储一幅信标图像作为参考,把实际信标图像看成参考信标图像和附加高斯白噪声和的形式,基于离散傅里叶变换和相位相关技术对信标的旋转因子和平移因子进行计算。理论... 提出了一种深空光通信扩展信标的跟踪方法。该方法的原理是在航天器上存储一幅信标图像作为参考,把实际信标图像看成参考信标图像和附加高斯白噪声和的形式,基于离散傅里叶变换和相位相关技术对信标的旋转因子和平移因子进行计算。理论分析与仿真结果都表明,该方法可以把跟踪误差控制在0.5个像素以内。针对不同的信噪比对该方法进行仿真,计算误差并没有显著的变化,表明该方法具有良好的抗干扰性,能满足光通信链路实时运行的要求,是一种可行的方案。 展开更多

关键词 深空光通信 扩展信标 离散傅里叶变换 相位相关

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自适应光学技术进展——1991年SPIE国际光学应用科学和工程讨论会综述 被引量：4

8

作者 姜文汉 《光电工程》 CAS CSCD 1992年第4期50-60,共11页

SPIE(国际光学工程学会)的1991年国际光学应用科学和工程讨论会上,发表了大批有关自适应光学系统和元件的论文,反映了自适应光学近年来获得的新进展。本文综合报导该讨论会的内容,包括能动光学系统、激光发射和成象观测自适应光学系统... SPIE(国际光学工程学会)的1991年国际光学应用科学和工程讨论会上,发表了大批有关自适应光学系统和元件的论文,反映了自适应光学近年来获得的新进展。本文综合报导该讨论会的内容,包括能动光学系统、激光发射和成象观测自适应光学系统、波前探测器、波前校正器和能动光学器件以及激光导引星等。本文还报导自适应光学的发展动向和近年来的新突破。 展开更多

关键词 光学技术 自适应光学 应用光学

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自由空间光通信系统光学天线技术研究进展 被引量：4

9

作者 梁静远 亢维龙 +2 位作者 董壮 柯熙政 董可 《光通信技术》 2022年第4期1-10,共10页

光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号,天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线,展望了光学天线未来的研... 光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号,天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线,展望了光学天线未来的研究方向。 展开更多

关键词 自由空间光通信 光学天线技术 卡塞格林系统 无独立信标光系统 一点对多点天线

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空间移动平台APT系统研制 被引量：4

10

作者 曹阳 艾勇 +1 位作者 叶德茂 陈晶 《电光与控制》 北大核心 2008年第7期63-66,共4页

空间光通信将成为空间移动平台通信一种可行且诱人的通信手段。由于实际空间移动平台信标光捕获系统必须满足精度高、快速、体积小和实时性强等特点,在脱离计算机的情况下,采用TMS320LF2407A与TMS320DM642的双DSP新颖设计,实现了一种新... 空间光通信将成为空间移动平台通信一种可行且诱人的通信手段。由于实际空间移动平台信标光捕获系统必须满足精度高、快速、体积小和实时性强等特点,在脱离计算机的情况下,采用TMS320LF2407A与TMS320DM642的双DSP新颖设计,实现了一种新型空间移动平台光通信的信标光扫描、跟踪和捕获控制系统。文中详细论述该系统的主要组成及功能,APT伺服系统的设计和系统的软件流程。运用卡尔曼预测模型,实现了3个像素的跟踪精度。依据APT系统的主要性能参数,该系统具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 空间光通信 信标光 APT DSP

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星间光通信中快速捕获技术研究 被引量：4

11

作者 薛正燕 亓波 任戈 《光通信技术》 北大核心 2015年第6期53-56,共4页

针对卫星光通信系统的无信标光捕获中信号光束散角小、捕获难度大的问题,提出在光通信终端的捕获、跟踪和瞄准子系统中采用超前瞄准镜作为扫描执行机构进行扫描捕获。对捕获过程中的各个因素进行了理论建模,特别对步进扫描和连续扫描两... 针对卫星光通信系统的无信标光捕获中信号光束散角小、捕获难度大的问题,提出在光通信终端的捕获、跟踪和瞄准子系统中采用超前瞄准镜作为扫描执行机构进行扫描捕获。对捕获过程中的各个因素进行了理论建模,特别对步进扫描和连续扫描两种捕获模式分别进行了分析,并对不确定区域进行了优化设计以减小捕获时间。 展开更多

关键词 星间光通信 无信标光捕获 扫描 捕获时间

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基于空间域的空间光通信系统接收信标光斑图像平滑处理 被引量：2

12

作者 李晓峰 邓科 +1 位作者 张永健 胡渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期51-53,共3页

本文首先对基于空间域的图像平滑处理滤波 (中值滤波和平均值滤波 )算法原理及误差进行了分析 ,同时对实测光斑进行了图像平滑处理 ,实验结果表明 :进行图像平滑处理后的原图像噪声被有效地抑制和消除 ,光强分布较为平滑。这表明图像平... 本文首先对基于空间域的图像平滑处理滤波 (中值滤波和平均值滤波 )算法原理及误差进行了分析 ,同时对实测光斑进行了图像平滑处理 ,实验结果表明 :进行图像平滑处理后的原图像噪声被有效地抑制和消除 ,光强分布较为平滑。这表明图像平滑处理工作能有效减小系统误差 。 展开更多

关键词 图像平滑 空间光通信 接收 光斑图像 图像噪声 跟踪精度 算法原理 空间域 平滑处理 信标

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无线激光通信光发射模块的研究 被引量：1

13

作者 李国军 敬守钊 +1 位作者 黄自力 唐湘成 《电子设计工程》 2011年第5期169-173,共5页

为了提高现代武器系统在恶劣电磁环境中的通信和信息交换能力,充分利用激光的天然保密性,减少对无线电频率资源的占用,对无线激光通信系统中的光发射模块进行了设计。在信标光发射模块的设计中采用驱动电路与温度控制电路分离的设计方案... 为了提高现代武器系统在恶劣电磁环境中的通信和信息交换能力,充分利用激光的天然保密性,减少对无线电频率资源的占用,对无线激光通信系统中的光发射模块进行了设计。在信标光发射模块的设计中采用驱动电路与温度控制电路分离的设计方案;在信号光发射模块中采用掺银铒光纤放大器(EDFA)作为功率放大器的设计方案,并采用DS90LV001芯片完成PECL信号与LVDS信号转换。试验结果表明,信标光的最高输出功率为1.53 W,最高频率大于10 kHz;信号光的输出功率大于19.8 dBm,误码率低于10-7,消光比为10.2 dBm,完全满足设计需求。 展开更多

关键词 激光通信 信标光模块 信号光模块 光纤放大器 信号电平

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便携式免散瞳带信标眼底相机光学系统 被引量：2

14

作者 江剑宇 杨波 +4 位作者 万新军 张薇 韦晓孝 张婧京 黄鹏程 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期240-244,共5页

设计了一款便携式39°视场免散瞳眼底相机光学系统,可以对-10～+15m^(-1)屈光度变化范围内的人眼视网膜清晰成像。采用环形光源照明,使眼底视网膜照明均匀度达到95%,也很好地消除了角膜反射。加入的信标系统使得便携式眼底相机光学... 设计了一款便携式39°视场免散瞳眼底相机光学系统,可以对-10～+15m^(-1)屈光度变化范围内的人眼视网膜清晰成像。采用环形光源照明,使眼底视网膜照明均匀度达到95%,也很好地消除了角膜反射。加入的信标系统使得便携式眼底相机光学系统在拍摄时有助于保持人眼与成像系统的同轴度,进一步提高拍摄视网膜图像的清晰度。通过对成像系统的优化设计及仿真分析,得到均方根直径小于6.4μm、场曲小于60μm、像散小于50μm、畸变小于3.6%,在67lp/mm处各视场传递函数值大于0.5和成像系统加工良率高的眼底相机光学系统方案。方案可以应用于眼科检查,改善全国偏远地区眼科医疗器械缺少的情况。 展开更多

关键词 眼底相机光学系统 照明系统 成像系统 信标系统

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高帧频信标光定位与跟踪实验研究 被引量：2

15

作者 黎明 艾勇 曹阳 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期200-203,共4页

信标光斑准确定位是完成空间光通信跟踪和捕获时的一个重要方法。应用改进的Otsu分割方法,对采集序列图像进行实时处理,提取潜在的信标光斑,对后续图像处理引入感兴趣区域的读入技术,在感兴趣区域内对信标光图像进行处理,应用卡尔曼预... 信标光斑准确定位是完成空间光通信跟踪和捕获时的一个重要方法。应用改进的Otsu分割方法,对采集序列图像进行实时处理,提取潜在的信标光斑,对后续图像处理引入感兴趣区域的读入技术,在感兴趣区域内对信标光图像进行处理,应用卡尔曼预测模型实现了信标光跟踪,并将跟踪误差控制在精跟踪视场之内。实验结果表明,改进的Otsu具有更佳的抗噪能力和分割效果,并且实时性和定位精度均获得了满意的结果。 展开更多

关键词 空间光通信 信标光图像 OTSU算法 感兴趣区域 卡尔曼预测

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实时高帧频信标光图像处理 被引量：2

16

作者 黎明 艾勇 曹阳 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期260-263,267,共5页

信标光图像实时处理是完成空间光通信跟踪、捕获的一种过程。文中提出了一种改进的Otsu自适应阈值分割方法,对采集序列图像进行实时处理,提取潜在的信标光斑,后续图像处理引入感兴趣区读入技术,在感兴趣内对信标光图像进行处理。最后,... 信标光图像实时处理是完成空间光通信跟踪、捕获的一种过程。文中提出了一种改进的Otsu自适应阈值分割方法,对采集序列图像进行实时处理,提取潜在的信标光斑,后续图像处理引入感兴趣区读入技术,在感兴趣内对信标光图像进行处理。最后,比较了不同定位算法的跟踪结果,改进型Otsu克服了传统阈值分割信息不完备的缺陷,具有更强的抗噪能力、分割效果,实时性和定位精度均获得了满意的结果。 展开更多

关键词 空间光通信 信标光图像 OTSU算法 感兴趣区

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可见光CCD探测单色LED信标光功率分析 被引量：1

17

作者 涂遗 杨剑 +1 位作者 孙志伟 金亮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第F12期22-26,共5页

为解决可见光CCD对空中飞行器远距离高精度跟踪问题，常常需要在飞行器上安装合作信标，以使探测系统能够尽早探测到目标。以辐射度量为标准，从目标信号、背景信号差值与探测器噪声比值的角度出发，分析了探测单色LED信标与可见光CCD... 为解决可见光CCD对空中飞行器远距离高精度跟踪问题，常常需要在飞行器上安装合作信标，以使探测系统能够尽早探测到目标。以辐射度量为标准，从目标信号、背景信号差值与探测器噪声比值的角度出发，分析了探测单色LED信标与可见光CCD最小探测功率、探测到光点所占像素数以及大气透射率之间的关系，计算了在一定作用距离下满足探测要求的不同波长单色LED信标的光功率，并通过观察地面实验中CCD的成像效果，验证了计算结果的正确性。 展开更多

关键词 物理光学 光功率 光辐射 可见光CCD 单色LED信标

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采用级联原子滤光器的新型卫星激光链路系统研究 被引量：2

18

作者 刘璐 王江波 +1 位作者 俞水清 汤俊雄 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1590-1594,共5页

提出级联佛克脱型原子滤光器(LinkedVADOF)的新构想。从理论上分析并计算了级联佛克脱型原子滤光器的透射谱。结果表明,级联佛克脱型原子滤光器将佛克脱型原子滤光器的多峰改造为单峰结构,具有比佛克脱型原子滤光器更窄的线宽和更高的... 提出级联佛克脱型原子滤光器(LinkedVADOF)的新构想。从理论上分析并计算了级联佛克脱型原子滤光器的透射谱。结果表明,级联佛克脱型原子滤光器将佛克脱型原子滤光器的多峰改造为单峰结构,具有比佛克脱型原子滤光器更窄的线宽和更高的噪声抑制比。将这种新型结构应用于激光信标锁频。该锁频方案提高了信标光频率的稳定性。在此基础上,给出了发射端采用级联佛克脱型原子滤光器锁频,接收端采用法拉第型原子滤光器(FADOF)滤光的新型卫星激光链路系统。外场初步联调实验表明了该系统的可行性。 展开更多

关键词 应用光学 级联佛克脱型原子滤光器 激光信标锁频 卫星激光链路

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外场16km信标光捕获实验 被引量：1

19

作者 叶德茂 刘伟超 周淳 《电光与控制》 北大核心 2009年第9期57-59,共3页

外场信标光的快速捕获是空间光通信的一项重要课题。提出了一种基于外场16 km信标光的自适应阈值分割方法,同时给出了系统的设计原理。引入开小窗技术,在感兴趣区域内对信标图像进行处理,实验数据表明其有效性。

关键词 空间光通信 图像处理 信标光 捕获 外场 抽样

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波前传感器子孔径数和信标亮度的匹配

20

作者 陈笠 俞信 《光电工程》 CAS CSCD 1998年第6期28-31,共4页

针对云南天文台１．２ｍ望远镜上的６１单元高分辨率自适应光学系统，进行了微光工作环境下波前传感器子孔径数和信标亮度匹配的实验研究。在ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ波前传感器前的平行光路加入一个变倍光学系统，进行了８×... 针对云南天文台１．２ｍ望远镜上的６１单元高分辨率自适应光学系统，进行了微光工作环境下波前传感器子孔径数和信标亮度匹配的实验研究。在ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ波前传感器前的平行光路加入一个变倍光学系统，进行了８×８、６×６、４×４和２×２子孔径阵列在不同信标亮度下波前传感器对波前的探测实验。实验结果表明，在弱光工作条件下，ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ波前传感器子孔径数和信标亮度的匹配，有助于提高波前传感器的信噪比，使得自适应光学系统在极弱光环境下仍能校正低阶象差。 展开更多

关键词 自适应光学系统 波前探测器 孔径 信标 传感器

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