[发明专利]一种应用于空载激光通信技术的快速扫描方法

说明书

一种应用于空载激光通信技术的快速扫描方法，属于空载激光通信技术领域，解决了如何在保证指向精度和扫描速度的前提下，缩短扫描时间的问题。本发明扫描方法是根据预设的扫描路径，通过对粗瞄执行机构和精瞄执行机构进行联合控制来改变光探测器在扫描路径上的行进轨迹和接收光路视角，从而提高扫描路径的覆盖宽度，实现快速扫描。本发明主要用于在激光通信中对光信号进行捕捉。

技术领域

本发明属于空载激光通信技术领域。

背景技术

近年来中国在通信技术领域取得了丰硕成果，激光通信技术具有通信速率快、体积小、重量轻、保密性高等优点，成为了适应各个领域的远距离高速通信手段，尤为受到重视。瞄准捕获跟踪是激光通信领域中的关键技术，快速捕获到双方的激光信号是决定激光通信建立链路性能的一个重要评判指标，特别是在空载激光通信领域，由于飞行器的飞行轨迹为非定轨道，飞行姿态会随飞行方向变化以及气流等因素有较大的变化，这就造成激光初始指向不确定域增加，在不确定域增加的形式下，如何更为快速捕获到双方的激光信号显得尤为重要。

而快速捕获到双方的激光信号的环节中，传统的激光通信技术只应用粗瞄准机构进行扫描捕获工作，扫描过程中粗瞄准机构的指向精度受其粗瞄准机构所在轴系的转动速度影响，随着粗瞄准机构轴系转动速度的增加又会造成指向精度的下降，指向精度与扫描速度间存在制约，由于二者相互制约无法进一步实现在保证指向精度及扫描速度的前提下，在最短的时间完成快速扫描；因此，只应用粗瞄准机构进行扫描，从而来捕获信号的方式，已经无法满足快速建立通信链路的需要。故，如何在保证指向精度及扫描速度的前提下，在最短的时间完成扫描捕获过程已成为了空载激光通信技术领域亟需攻克的难题。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决如何在保证指向精度和扫描速度的前提下，缩短扫描时间的问题，本发明提供了一种应用于空载激光通信技术的快速扫描方法。

一种应用于空载激光通信技术的快速扫描方法，该扫描方法基于激光通信系统实现，激光通信系统包括粗瞄执行机构和精瞄执行机构，且粗瞄执行机构用于控制光探测器的行进轨迹；精瞄执行机构用于控制光探测器的接收光路视角，光探测器用于对待扫描视场进行扫描；

所述扫描方法是根据预设的扫描路径，通过对粗瞄执行机构和精瞄执行机构进行联合控制来改变光探测器在扫描路径上的行进轨迹和接收光路视角，实现光探测器扫描覆盖宽度的调整，从而完成扫描。

优选的是，所述根据预设的扫描路径，通过对粗瞄执行机构和精瞄执行机构进行联合控制的具体过程包括如下步骤：

步骤一、将阿基米德螺旋线作为激光通信系统中光探测器的扫描路径，并根据待扫描视场的面积，确定该待扫描视场中系统扫描螺距L_b及螺速L_c；

步骤二、根据系统扫描螺距L_b、螺速L_c及上一时刻螺旋线的旋转角度θ(i-1)，获得当前时刻螺旋线的旋转角度θ(i)；其中，i表示时刻，i的初始值为1，θ(0)＝0；

步骤三、根据当前时刻螺旋线的旋转角度θ(i)，获得当前时刻螺旋线的扫描半径r(i)；

步骤四、根据当前时刻螺旋线的扫描半径r(i)和旋转角度θ(i)，获得当前时刻激光通信系统中粗瞄执行机构所在轴系的横轴控制分量x_c(i)和纵轴控制分量y_c(i)；

步骤五、根据激光通信系统中精瞄执行机构的扩步步长f_d，获得当前时刻精瞄执行机构所在轴系的纵轴控制分量y_f(i)；