[发明专利]一种基于束散角调整的低轨卫星跟瞄优化策略及系统

权利要求书

1.一种基于束散角调整的低轨卫星跟瞄优化系统，其特征在于：包括地面激光发射模块、大气估测模块、数据处理模块和星上模块；地面激光发射模块包括扫描的信标激光器和测试路的脉冲激光器，扫描的信标激光器连接到伺服系统，测试路脉冲激光器连接掺铒光纤放大器；大气估测模块包括大气探测器和计算机；星上终端包括星上探测器和计算机；地面激光发射端的信标光以一定的束散角按一定角速度扫描低轨卫星，由伺服系统控制信标光的扫描角度和方向；当星上探测器探测到信标光，即向地面发射端反馈信号；测试路的脉冲激光器发射脉冲光，通过背向散射法计算大气损耗后，由计算机处理，调整信标光束散角。

2.根据权利要求1所述一种基于束散角调整的低轨卫星跟瞄优化系统，其特征在于：所述大气探测器与星上探测器均为雪崩二极管。

3.根据权利要求1所述一种基于束散角调整的低轨卫星跟瞄优化系统，其特征在于：所述测试路的脉冲激光器的发射端设置EDFA进行信号放大。

4.一种基于束散角调整的低轨卫星跟瞄优化策略，其特征在于，包括以下步骤：

S1、发射端连续激光器发射激光光束，经过伺服系统后，以一定的束散角和角速度扫描特定轨道的低轨卫星；当星上探测器探测到扫描的信标光后，星上终端则向地面发射激光，从而标定地轨卫星的位置；

S2、发射端的脉冲激光器发射周期性脉冲光，经掺铒光纤放大器进行信号光放大后进入大气信道，产生周期性的背向散射光脉冲信号，其将会被大气估测模块的探测器所探测；

S3、由计算机绘制探测器探测到的背向散射的脉冲光信号功率衰减曲线；

S4、根据背向散射光的脉冲光信号功率衰减曲线通过公式：计算大气对通信链路的损耗，其中，P_L为损耗，P₀为距离为0处的背向散射光功率，P为传输距离中的背向散射光功率；

然后计算背向散射光的衰减系数以及自由信道中的链路损耗；对于发射的激光信号，如果已知通信系统发射端的发射功率P₁，即可根据信道损耗计算出到达星上探测器的激光光束的功率P_t，计算公式为：其中，P_LO是到达大气最外层的损耗；

S5、根据信标光的束散角，计算到达星上探测器的光斑面积，并计算出平均接收光强，该值在星上探测器的探测灵敏度范围内；计算公式为：P_t为到达星上探测器的信标光的总功率，为到达星上探测器的平均功率，R为到达卫星的光斑半径，L为链路长度，α为光束的束散角；

S6、通过计算机计算到达星上探测器的信标光功率P_t，反馈给伺服系统，适当增大扫描的信标光的束散角α，从而缩短扫描到低轨卫星的时间。