图书介绍

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卫星光通信瞄准捕获跟踪技术
  • 于思源著 著
  • 出版社: 北京:科学出版社
  • ISBN:9787030484581
  • 出版时间:2016
  • 标注页数:354页
  • 文件大小:41MB
  • 文件页数:368页
  • 主题词:卫星通信-光通信

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图书目录

第1章 卫星光通信技术概述1

1.1概述1

1.2光通信系统基本组成3

1.2.1信号发射子系统4

1.2.2信号接收子系统5

1.2.3捕获跟踪子系统6

1.2.4二次电源子系统8

1.2.5热控子系统10

1.3国内外卫星光通信技术发展现状11

1.3.1美国11

1.3.2欧洲16

1.3.3日本18

1.3.4中国20

1.3.5卫星光通信技术国内外发展总结23

1.4国内外捕获跟踪在轨试验结果和技术分析25

1.4.1日本ETS-VI在轨试验25

1.4.2美国STRV-2在轨试验26

1.4.3欧空局SILEX在轨试验28

1.4.4日美联合OICETS在轨试验30

1.4.5中国HY-2在轨试验32

1.5捕获跟踪技术发展现状分析34

1.5.1瞄准与探测关键器件技术34

1.5.2链路快速捕获技术36

1.5.3链路稳定跟踪技术38

参考文献40

第2章 卫星光通信系统工作原理和技术基础43

2.1概述43

2.2光学子系统工作原理44

2.2.1光学天线44

2.2.2收发光路47

2.3捕获跟踪子系统工作原理48

2.3.1粗瞄装置49

2.3.2精瞄和提前瞄准装置52

2.3.3捕获跟踪探测器54

2.4通信子系统工作原理56

2.4.1相干通信系统概述57

2.4.2波分复用技术59

2.4.3自差相干通信系统简介60

2.5链路在轨工作模式62

2.5.1链路建立63

2.5.2链路保持和通信64

2.5.3链路拆除65

2.6捕获跟踪链路光接收功率冗余估算65

2.7卫星轨道和姿态67

2.7.1卫星轨道67

2.7.2卫星姿态68

2.7.3卫星平台振动71

2.8激光大气传输73

2.8.1大气湍流理论74

2.8.2光束在湍流中的传播理论76

2.8.3光束漂移78

2.8.4到达角起伏80

2.8.5强度起伏81

2.8.6光束衰减84

2.9星地链路中的大气传输补偿技术86

2.9.1多光束补偿技术86

2.9.2自适应光学补偿技术92

参考文献96

第3章 光束预瞄准和提前瞄准技术98

3.1概述98

3.2光束瞄准和提前瞄准原理99

3.2.1光束瞄准99

3.2.2光束提前瞄准100

3.3粗瞄准和精瞄准实现方法100

3.3.1粗瞄准机构101

3.3.2精瞄准机构104

3.4激光链路预瞄准和提前瞄准角度获取方法106

3.4.1预瞄准角度获取方法106

3.4.2提前瞄准角度获取方法113

3.5GEO-LEO激光链路瞄准115

3.5.1链路次数和链路时间115

3.5.2链路传输损耗和多普勒频移117

3.5.3上行链路瞄准和提前瞄准角度119

3.5.4下行链路瞄准和提前瞄准角度123

3.6LEO-LEO激光链路瞄准127

3.6.1链路传输损耗和多普勒频移128

3.6.2链路瞄准和提前瞄准角度129

3.7预瞄准和提前瞄准精度影响因素132

3.7.1粗瞄准定位角误差132

3.7.2精瞄准定位角误差135

3.8瞄准机构误差补偿技术137

3.8.1粗瞄准机构误差补偿138

3.8.2精瞄准机构误差补偿138

参考文献140

第4章 光束扫描捕获技术143

4.1概述143

4.2捕获理论和方法145

4.2.1捕获基本理论145

4.2.2单场扫描捕获148

4.2.3多场扫描捕获150

4.2.4窄信标捕获154

4.2.5扩展信标捕获160

4.2.6基于线偏振光捕获167

4.2.7基于点噪声拓扑特性捕获方法178

4.3捕获性能影响因素187

4.3.1瞄准误差对通信链路的影响188

4.3.2预瞄准误差189

4.3.3卫星姿态稳定度190

4.3.4光终端系统误差192

4.3.5点噪声195

4.4捕获扫描工程实现方法196

4.4.1扫描方式及时间196

4.4.2扫描范围选取198

4.4.3扫描重叠角设置199

4.4.4捕获探测方法选择199

参考文献200

第5章 光束跟踪和振动补偿技术202

5.1概述202

5.2跟踪和振动补偿理论203

5.2.1开环跟踪204

5.2.2闭环跟踪206

5.2.3跟踪稳定性208

5.2.4前馈振动补偿209

5.2.5自适应跟踪补偿技术211

5.3跟瞄偏差角度的获取方法214

5.3.1跟瞄偏差角度探测机理214

5.3.2跟瞄偏差角度探测实现方法216

5.3.3几种常用的光斑定位获取方法217

5.4扩展信标的跟踪220

5.4.1扩展信标跟踪理论分析221

5.4.2扩展信标跟踪计算机仿真224

5.4.3扩展信标跟踪方法226

5.5基于线偏振光的偏振跟踪模型232

5.5.1基于线偏振光的偏振跟踪方法232

5.5.2基于偏振跟踪系统的偏振跟踪理论建模233

5.6跟踪和振动补偿影响因素234

5.6.1星上微振动234

5.6.2终端与卫星平台间动力学耦合235

5.6.3探测器测角误差238

5.6.4背景噪声241

5.7跟踪控制工程实现方法246

5.7.1粗跟踪控制246

5.7.2精跟踪控制248

5.7.3链路跟踪稳定保持时间估算249

参考文献250

第6章 卫星光通信瞄准捕获试验与应用253

6.1概述253

6.2捕获仿真分析技术256

6.2.1链路捕获需求分析256

6.2.2Monte Carlo仿真技术258

6.2.3捕获模拟技术259

6.3瞄准捕获测试模拟研究262

6.3.1模拟实验装置262

6.3.2实验方案264

6.3.3卫星动态参量对捕获影响模拟实验265

6.3.4不同扫描方式对捕获影响模拟实验266

6.4终端捕获预瞄准角度误差地面补偿技术267

6.4.1潜望式光终端CCD测角算法误差和实验验证268

6.4.2光终端瞄准误差测试实验273

6.4.3光终端瞄准误差实验结果分析280

6.4.4光终端瞄准误差地面补偿实验验证285

6.5捕获预瞄准角度偏差在轨修正技术288

6.5.1瞄准偏差修正矩阵288

6.5.2卫星本体坐标系与参考坐标系289

6.5.3瞄准偏差地面测量及修正293

6.5.4瞄准偏差在轨测量及修正294

6.5.5捕获扫描轨迹在轨实时修正296

6.6海洋二号星地链路捕获298

参考文献300

第7章 卫星光通信跟踪通信试验与应用302

7.1概述302

7.2双向光束跟踪过程稳定性305

7.2.1影响跟踪性能因素分析306

7.2.2双向光束稳定跟踪条件312

7.2.3基于稳态跟踪的控制算法315

7.3双向跟踪计算机仿真317

7.3.1仿真系统组成317

7.3.2仿真结果分析318

7.4激光链路跟踪室内模拟实验322

7.4.1室内模拟实验装置322

7.4.2跟踪模拟测试实验326

7.4.3实验数据处理327

7.4.4实验结果与理论结果比较330

7.5激光链路跟踪外场对接实验331

7.5.1外场实验系统概述331

7.5.2跟踪性能测试结果333

7.5.3大气影响测量结果337

7.6激光链路跟踪在轨试验344

7.6.1国外星间激光链路试验344

7.6.2海洋二号星地激光链路试验348

参考文献351

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