[实用新型]一种无线光通信自动扫描捕获跟踪系统

说明书

本实用新型公开了一种无线光通信自动扫描捕获跟踪系统，其特征在于，包括直流电机控制单元和与直流电机控制单元分别通过指向信号处理单元、粗跟踪位置信号处理模块电连接的惯性导航组件及粗跟踪探测器，还包括顺序连接的精跟踪探测器和DSP位置信号处理及驱动电路，其中直流电机控制单元外接无刷直流电机，DSP位置信号处理及驱动电路外接音圈电机。这种系统能实现两端运动载体上的无线光通信设备的快速指向对准并锁定跟踪保持通信状态，具有快速捕获、快速响应、跟踪精度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及无线光通信领域，特别涉及一种无线光通信自动扫描捕获跟踪系统。

背景技术

随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展，一种崭新的无线通信技术——无线光通信正在悄然兴起。无线光通信是利用激光作为载体传输数据，以空气为介质，提供无线高速的点对点或点对多点通信的一种方式。无线光通信具有大带宽抗干扰和安全保密的特点，应用于移动载体比如无人机和直升机上有利于增强通信保障能力和降低电磁环境要求。自动扫描捕获跟踪系统是无线光通信系统的关键部分，它的功能是初始定位、快速捕获运动载体上发出的经长距离传输的信标光、保证两端设备在载体平台处于运动的情况下能够跟踪锁定对端设备以保持通信。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无线光通信自动扫描捕获跟踪系统。这种系统能实现两端运动载体上的无线光通信设备的快速指向对准并锁定跟踪保持通信状态，具有快速捕获、快速响应、跟踪精度高的优点。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种无线光通信自动扫描捕获跟踪系统， 包括直流电机控制单元和与直流电机控制单元分别通过指向信号处理单元、粗跟踪位置信号处理模块电连接的惯性导航组件及粗跟踪探测器，还包括顺序连接的精跟踪探测器和DSP位置信号处理及驱动电路，其中直流电机控制单元外接无刷直流电机，DSP位置信号处理及驱动电路外接音圈电机。

所述直流电机控制单元采用ARM芯片。

所述指向信号处理单元采用ARM芯片。

所述粗跟踪位置信号处理模块为STM32F103单片机。

所述惯性导航组件为XW-GI5651。

所述粗跟踪探测器为具有大视场接收范围的CCD阵列探测器。

所述精跟踪探测器为具有位置探测精度高、视场小的QD四象限探测器。

所述DSP位置信号处理及驱动电路的DSP芯片为TMS32F28335。

上述无线光通信自动扫描捕获跟踪系统用于无线光通信自动扫描捕获跟踪时包括如下步骤：

假定其中一端为本端 ，对应另一端为对端，则有

1）初始对准：获得对端数传或者GPS\北斗短信发过来的设备坐标和姿态数据，与本端惯性导航组件提供的坐标和姿态数据比较，确定设备的初始指向，并保持时间T1，当粗跟踪探测器有信号时直接转步骤3），等待T1时间后未发现信号则进行步骤2）；

2）扫描：对端保持初始指向不变，本端开启小范围扫描或本端保持初始指向不变，对端开启小范围扫描或交换扫描，采用螺旋扫描方式对不确定区域进行扫描，直到CCD探测器探测到信号，出现信号后转步骤3），时间T2 后未出现信号，再转回步骤1）；

3）粗跟踪：CCD探测器探测到光信号，两端开启粗跟踪，粗跟踪位置信号处理模块获得光信号在CCD器件上的光斑位置，采用质心算法，确定对方无线光通信设备所处的位置，通过直流电机控制单元控制直流电机以调整天线方向对准，当QD探测器接收到信号意味着捕获成功，步骤4），在时间T3 后QD探测器仍未出现信号，转回步骤1）；