[发明专利]基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置及方法

权利要求书

1.基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，潜望镜式激光通信终端包括激光器(1)、分束镜(2)、CCD探测器(3)、潜望镜(4)和潜望镜控制单元(5)，激光器(1)的出射光轴和潜望镜(4)的方位轴同轴，潜望镜控制单元(5)用于控制潜望镜(4)的俯仰角和方位角的角度数值，激光器(1)的出射光束入射至分束镜(2)上，经分束镜(2)透射后的透射光束入射至潜望镜(4)内，

其特征在于：基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置还包括平面镜(6)，平面镜(6)的法线与潜望镜(4)的方位轴同轴，所述透射光束经过潜望镜(4)后的出射光束垂直入射至平面镜(6)，经平面镜(6)反射的反射光束返回入射至潜望镜(4)，该光束经潜望镜(4)后的出射光束入射至分束镜(2)，经分束镜(2)反射的反射光束入射至CCD探测器(3)。

2.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：它还包括衰减机构(7)，衰减机构(7)设置在潜望镜(4)和平面镜(6)之间，衰减机构(7)与平面镜(6)平行，所述透射光束经过潜望镜(4)后的出射光束垂直入射至衰减机构(7)，经衰减机构(7)衰减后的光束垂直入射至平面镜(6)，经平面镜(6)反射的反射光束入射至衰减机构(7)，经衰减机构(7)再次衰减后的光束入射至潜望镜(4)，该光束经潜望镜(4)后的出射光束入射至分束镜(2)，经分束镜(2)反射的反射光束入射至CCD探测器(3)。

3.根据权利要求2所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：衰减机构(7)的衰减通过率为0.0001～0.0003。

4.根据权利要求2所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：衰减机构(7)的衰减通过率为0.0002。

5.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：激光器(1)采用发射功率为100mW～500mW的激光器。

6.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：激光器(1)采用发射功率为200mW的激光器。

7.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：平面镜(6)的半径选取300mm～900mm。

8.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：平面镜(6)的半径选取600mm。

9.根据权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置，其特征在于：CCD探测器(3)采用型号为MTV-1801面阵CCD探测器。

10.基于权利要求1所述的基于潜望镜式激光通信终端的方位轴基准的测量装置的测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、启动激光器(1)，发射光束；

步骤二、固定潜望镜(4)的方位轴不动；通过潜望镜控制单元(5)调节潜望镜(4)的俯仰角n次，第i次调整后的角度为El_i，i＝1，2，...，n，在CCD探测器(3)上获取n个光斑，并记录所述n个光斑的位置信息(Y_i，Z_i)；n个为大于零的整数；

步骤三、每个光斑聚焦在CCD探测器(3)上的光束矢量T_CCD(i)表示为并存在以下等式成立：

T_CCD(i)＝T_分·T_Az·T_El(i)·T_反·T_El·T_Az·A₀，

即：

公式一

上式中：A₀为激光束1出射光束矢量，A₀＝[001]^T，

T_分为分束镜反射矩阵，

T_反为平面镜反射矩阵，

T_AZ为潜望镜(4)的方位角反射矩阵，T_Az＝S_Az·T·S_Az^-1，

其中：SAz=cosAz-sinAzsinAzcosAz1,]]>

T_El(i)为潜望镜(4)的俯仰角反射矩阵，T_El(i)＝S_Az·S_El(i)·T·S_El(i)^-1·S_Az^-1，

其中：SEl(i)=1cosEli-sinElisinElicosEli,]]>

步骤四、根据步骤二获得的n个光斑位置信息，通过公式一计算这些光斑位置拟合的直线的斜率k；

公式二k=ΣYiΣZi-nΣYiZiΣYiΣYi-nΣYiZi=TCCD(y)(i)-TCCD(y)(i-1)TCCD(x)(i)-TCCD(x)(i-1),]]>

步骤五、将n个光斑的位置信息分别代入公式一和公式二，获取多个方位角Az，取多个方位角Az的平均值作为潜望镜(4)的方位轴基准。