[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

说明书

技术领域

本发明涉及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，属于航天应用领域。

背景技术

基于潜望镜式激光通信终端方位轴基准作为通信终端控制潜望镜转动机构的重要参数，对进行准确的高精度的瞄准，捕获及跟踪具有重要的影响。现有的利用天文望远镜的基准位置测量方法(对多颗恒星进行瞄准观察)使用到激光通信终端中的测量方法存在准备过程繁杂，测试环境要求高，操作过程引入误差难以控制，后期数学处理复杂，此外由于需要经过相关复杂的数学处理造成实时性较差。

发明内容

本发明目的是为了解决激光通信终端中利用天文望远镜的基准位置测量方法存在准备过程繁杂，测试环境要求高，操作过程引入误差难以控制，后期数学处理复杂，此外由于需要经过相关复杂的数学处理造成实时性较差的问题，提供了一种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。

本发明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，潜望镜式激光通信终端包括激光器、分束镜、CCD探测器、潜望镜和潜望镜控制单元，激光器的出射光轴和潜望镜的方位轴同轴，潜望镜控制单元用于控制潜望镜的俯仰角和方位角的角度数值，激光器的出射光束入射至分束镜上，经分束镜透射后的透射光束入射至潜望镜内，

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，平面镜的法线与潜望镜的方位轴同轴，所述透射光束经过潜望镜后的出射光束垂直入射至平面镜，经平面镜反射的反射光束返回入射至潜望镜，该光束经潜望镜后的出射光束入射至分束镜，经分束镜反射的反射光束入射至CCD探测器。

基于上述所述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，该方法包括以下步骤：

步骤一、启动激光器，发射光束；

步骤二、固定潜望镜的方位轴不动；通过潜望镜控制单元调节潜望镜的俯仰角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)为潜望镜的俯仰角反射矩阵，T_El(i)＝S_Az·S_El(i)·T·S_El(i)^-1·S_Az^-1，