[发明专利]基于逆向反射特性的激光通信快速捕获对准方法

摘要

本发明公开了一种基于逆向反射特性的激光通信快速捕获对准方法，利用逆向调制器的逆向反射特性即照射到逆向反射器光严格原路返回，从而使得逆向反射光强在空域分布和时域分布上表现出明显的特征，利用这些特征作为捕获跟踪瞄准判据，可实现主动通信终端对逆向调制终端的快速捕获对准，快速建立通信链路；利用主动端的通信光束作为对准光束，省去了现有主动通信终端的信标光发射系统、信标光接收系统，省去了逆向调制终端的靶标或指示灯，有效简化了系统结构，降低了系统体积、重量和功耗，提高了自由空间激光通信系统在小平台和动平台的适用性。

主权项

1.一种基于逆向反射特性的激光通信捕获对准方法，其特征在于，主动端对逆向调制终端进行捕获和对准，其中逆向调制终端采用猫眼光学系统对主动端发射的激光光束进行接收并逆向反射，所述方法包括如下步骤：步骤一，主动终端根据先验知识控制其内部的主动端伺服系统指向逆向调制终端所在区域，同时逆向调制终端根据先验知识指向主动终端；步骤二，主动端发射激光光束，主动端伺服系统按照设定的扫描策略对逆向调制终端所在区域进行扫描；步骤三，在主动端扫描过程中实时获取图像，并获取主动端伺服系统的方位俯仰角信息；针对得到的每一帧图像，判断该图像中是否存在可能的逆向反射终端：如果不存在，主动端伺服系统继续进行扫描并判断，直到区域图像中存在可能的逆向反射终端；如果第n帧图像中发现可能的逆向反射终端，执行步骤四；步骤四，计算第n帧图像中包括可能的逆向反射终端在内的各个疑似目标的方位俯仰角；然后再根据设定的扫描策略预测各个疑似目标在第n+1帧图像中的位置；步骤五，根据设定的扫描策略，改变主动端下一次对逆向调制终端所在区域进行扫描的方位俯仰角，扫描获得第n+1帧图像；对第n+1帧图像中的疑似目标进行探测和定位，并结合主动端伺服系统此时的方位俯仰角信息计算图像中的各个疑似目标位置；找到疑似目标中在本帧区域图像的位置与步骤四中预测的位置一致的疑似目标，则该疑似目标即为逆向调制终端，则定位目标成功，执行步骤六；否则，如果找不到满足该条件的疑似目标，改变主动端扫描的方位俯仰角，返回并执行步骤二到步骤五；步骤六，当定位目标成功，则根据逆向调制终端目标位置计算脱靶量，并根据脱靶量，根据计算的方位俯仰角控制主动端伺服系统的指向，完成捕获及对准，建立通信链路。