舰船间激光通信系统视轴捕获技术
动态空间激光通信系统视轴初始指向建模及验证_赵馨
2 空间激光通信系统
空间激光通信系统按其通信模式可以分为强度 调制/直接检测(IM/DD)和 相 干 通 信 方 式 两 种。 其 基本通信流程如图 1 所 示。 由 图 1 可 以 看 出,由 于 两种方式所采用的 通 信 体 制 不 一 样,其 基 本 流 程 也 不一致。IM/DD 体制采用信标光和通信光体制,即 存在粗信标光、精 信 标 光、通 信 光,只 有 在 实 现 稳 定 粗精跟踪后,才 会 发 射 通 信 光。 而 相 干 体 制 采 用 无 信标光,用通 信 光 完 成 捕 获、通 信 。 [1,10-11] 因 此,二 者在结 构、组 成、捕 获、跟 踪、通 信 等 方 面 都 有 差 异。 但 是 ,其 初 始 指 向 部 分 没 有 任 何 差 异 ,都 是 通 信 视 轴 从零位开始转动,到 指 向 通 信 对 方 所 在 不 确 定 区 域 (FOU)的 过 程。 基 本 示 意 图 如 图 2 所 示。 原 理 是 在己方位置、己方 姿 态,对 方 位 置 已 知 情 况 下,通 信 双方在完全时统的 条 件 下,使 用 坐 标 转 换 计 算 视 轴 互指的方位角和俯 仰 角,将 此 角 度 信 息 驱 动 转 台 带
北东天(NEU)坐标系 n:坐标原点自设,一般设 置与 测 试 坐 标 系 同 原 点,yn 轴 为 地 理 真 北 方 向 (北);xn 为地 球 自 转 切 向 东,zn 轴 垂 直 水 平 面 向 上 (天 ),右 手 系 。
测量坐标系 b:由使用的测试仪器 决 定,原 点 设 置在测试仪 器 中 心,xb 轴 沿 测 试 仪 器 横 轴 向 右,yb 轴沿测试仪器纵轴向前,zb 轴垂直xb 轴和yb 轴,构 成 右 手 坐 标 系 (不 同 厂 家 生 产 的 测 试 仪 器 ,坐 标 轴 方 向 规 定 会 存 在 差 异 )。
《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》范文
《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》篇一高频地波雷达与S点迹融合算法研究一、引言在现代海上交通管理和安全领域,雷达技术以其非接触式探测和高实时性的优势扮演着至关重要的角色。
高频地波雷达作为一种广泛应用的雷达类型,对海洋环境中的动态目标和信息捕捉具有重要的实用价值。
此外,船舶自动识别系统(S)作为一种重要的信息通信手段,为船舶提供位置、速度等关键信息。
为了更有效地利用这些信息,高频地波雷达与S点迹融合算法的研究显得尤为重要。
本文将详细探讨高频地波雷达与S点迹融合算法的原理、方法及其应用。
二、高频地波雷达技术概述高频地波雷达是一种利用高频电磁波在地表传播的雷达系统,其探测范围广、抗干扰能力强,适用于海上交通管理、海洋环境监测等领域。
地波雷达的原理是利用地面作为反射面,接收来自目标物体的回波信号,从而获取目标的位置、速度等信息。
三、S系统及点迹数据特点S系统是一种基于卫星定位和数字通信技术的船舶自动识别系统,可以实时提供船舶的位置、速度、航向等关键信息。
S点迹数据具有实时性高、准确性强的特点,但受限于卫星信号的覆盖范围和船舶设备的安装情况。
四、高频地波雷达与S点迹融合算法为了充分利用高频地波雷达和S系统的优势,实现两者的数据融合具有重要的现实意义。
点迹融合算法是实现在同一坐标系下对两种不同来源的数据进行融合的关键技术。
本文将介绍一种基于卡尔曼滤波的点迹融合算法。
卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波器,适用于处理具有噪声的数据。
在点迹融合中,卡尔曼滤波可以通过预测和更新步骤对地波雷达的原始数据进行处理,并根据S点迹数据进行调整,从而得到更准确的融合结果。
该算法可以有效地解决数据间存在的噪声和干扰问题,提高数据处理的精度和稳定性。
五、实验与结果分析为了验证高频地波雷达与S点迹融合算法的有效性,我们进行了多组实验。
实验结果表明,通过采用卡尔曼滤波等点迹融合算法,可以显著提高数据的准确性和可靠性。
在复杂多变的海洋环境中,融合后的数据能够更准确地反映目标的位置和速度信息,为海上交通管理和安全提供了有力支持。
星间光通信中的瞄准、捕获和跟踪
有两种方法 : 一是利用事先注入的方法 , 要求在地 面精密定轨时有高精度的地面外推初值 ; 二是利用 高精度模型进行星上实时计算方法 , 这个方法对星 上的计算能力和算法要求很高。 在准确掌握了通信双方的相互位置和姿态后 ,
关键词 激光通信 星问光通信
中图 分 类 号 T 99 1 N2 .
PT A
P i t g,Ac us t n a d ' a ln ehn lg n e on n i q ii o n r ca g T c oo y i I tr—S tl  ̄ Op ia mmu i a i n i r n a el i t l c Co nc t o
现起来 难度 较 大 。
2 星间光通信 的捕获技术
天线扫描捕获技术是 P T系统 中的关键技术 A 之一。主要用 于星间光通信 链路 的建立和恢复。
线通信所无法比拟的优点, 在星间通信中具有重要作用。由于卫星光通信的光束很窄(r 量级 )传输距离又在几万公里 td t a ,
VkI 自身存在振动和相对高速运动 , 自动 瞄准 、 获和跟踪 (A ) X :I  ̄ . 因此 捕 PT 技术成 为 了星问光 通信 的关键技 术之 一。分析 了 影响星间光通信中捕获 、 和跟 踪的因素 , 探讨 了其工作 的一般过 程和方法 。 瞄准 着重
c m t et n hsat l n ye h atr  ̄un eO h A o miai .T i rcea a sst fcoso i ee i t P T,ad p t e h s ni e ea poe ue n to s o i l e f t le n us mp ai o t gn rl rc d rsad me d 。 s s h
激光通信技术论文
激光通信技术论文激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,下面是店铺整理了激光通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!激光通信技术论文篇一卫星激光通信技术摘要:激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,广泛应用在卫星与卫星之间的高速数据传输。
文章介绍了卫星激光通信技术的特点及系统组成,详细分析了卫星激光通信的关键技术。
最后结合国内外卫星激光通信技术的发展现状和水平,提出了我国大力发展卫星激光通信技术和应用系统的建议。
关键词:卫星激光通信;激光通信;数据传输引言目前卫星通信主要是微波通信,随着航天技术应用的逐步深入,微波通信中的频率资源已经显得越来越紧张,且经常性出现频率干扰问题,数据量越来越大,传统的微波通信已经不能满足未来航天通信的需求,因此急需开发新的通信手段来弥补未来通信的不足。
卫星与卫星之间的无线激光通信是一项崭新的卫星通信体制,相对于现有的卫通技术而言,具有以下技术特点和优势:(1)通信速率高,激光通信通信速率能达到10Gbps或者更高。
(2)体积小、重量轻、功耗低。
(3)不存在频率干扰问题,由于卫星与卫星之间采用点对点无线激光通信,因此基本上不存在干扰问题。
(4)隐蔽通信和抗干扰能力更强。
由于卫星激光通信具有极窄的束散角,不容易被侦察和被干扰。
(5)作用距离更远,是未来深空高速数据传输的理想技术手段。
深空探测从环月的几十万千米到几百万千米(甚至更远),对通信频段提出了更高的要求。
1 国内外卫星激光通信发展现状1.1 国外发展现状分析20世纪60年代,国际上就开始了空间光通信技术的研究,主要进展如下。
1.1.1 欧空局光通信欧洲空间局(ESA)于1986年提出了SILEX计划,经过几十年的发展先后进行了低轨道卫星与同步轨道卫星之间、GEO与地面的激光通信实验(见图1)。
低轨道终端搭载在法国地球观测卫星SPOT4上,高轨道终端OPALE搭载在ARTEMIS卫星上。
运动平台捕获 跟踪与瞄准系统视轴稳定技术研究
三、结论
高精度机载光电平台视轴稳定技术是当前研究的热点问题。通过对控制系统、 传感器技术、执行机构设计以及数据处理与算法优化的研究,可以进一步提高光 电平台的性能和精度,为军事侦查、远程监控、科研测量等领域的发展提供强有 力的技术支持。未来,随着科技的不断发展,高精度机载光电平台视轴稳定技术 将会得到更广泛的应用和推广。
3、执行机构设计
执行机构是实现视轴稳定的关键部分。在设计执行机构时,需要考虑机构的 响应速度、精度、可靠性等因素。常用的执行机构包括电机、液压系统等。其中, 电机具有体积小、重量轻、效率高的优点,但需要精确的控制算法;液压系统具 有力矩大、稳定性好的优点,但响应速度较慢。因此,在实际应用中,需要根据 具体情况选择合适的执行机构。
1、控制系统设计
控制系统是高精度机载光电平台视轴稳定技术的核心部分。在设计控制系统 时,需要考虑系统的稳定性、快速性、准确性。常用的控制方法包括PID控制、 模糊控制、最优控制等。其中,PID控制由于其简单、稳定、可靠的特点,被广 泛应用于实际工程中。
2、传感器技术
传感器在视轴稳定系统中起着至关重要的作用。它能够实时获取光电平台的 姿态信息,并将其传递给控制系统。常用的传感器包括陀螺仪、加速度计、GPS 等。其中,陀螺仪能够提供准确的姿态信息,但存在漂移误差;加速度计能够提 供重力方向的信息,但易受外部振动的影响;GPS能够提供全球定位信息,但精 度较低。因此,在实际应用中,需要结合多种传感器的优点,进行优化组合。
一、视轴稳定技术概述
视轴稳定技术是通过对光电平台的姿态进行控制,使其在各种环境条件下保 持视轴稳定的一种技术。其基本原理是通过传感器获取光电平台的姿态信息,再 通过控制系统对平台进行相应的调整,使其始终保持稳定的视轴指向。这种技术 广泛应用于军事侦查、远程监控、科研测量等领域。
舰载激光雷达系统技术研究及应用探索
舰载激光雷达系统技术研究及应用探索随着科技的不断发展,舰载激光雷达系统逐渐成为了军事领域的热门话题。
作为战争中的关键技术之一,舰载激光雷达系统大大提高了军队的战斗效率和胜利概率。
本文将就舰载激光雷达系统的技术研究以及应用探索进行探讨。
一、舰载激光雷达系统的概述舰载激光雷达系统是一种利用激光波束进行测量和探测的雷达系统。
它主要由准直器、扫描器、光学接收器、控制部件和数据处理器等组成。
相比传统雷达系统,它具有极高的精度和强大的抗干扰能力,同时也能够在复杂的环境下进行作战。
二、技术研究舰载激光雷达系统的技术研究主要集中在以下几个方面:1. 激光束的控制技术由于激光雷达系统输出的是高能的激光束,因此控制激光束的方向和强度是非常关键的。
目前,研究人员主要借助于光学元件的设计和激光发射的稳定技术,来控制激光束的探测区域和扫描方向。
2. 光电子技术光电子技术可以提高激光雷达系统的精度和灵敏度。
研究人员可以通过增加传感器的数量,提高数据采集的频率和精度,来达到更高的检测效果。
3. 频谱处理技术舰载激光雷达系统的频谱处理技术可以在收到的激光信号中提取目标所在的频率。
通过对信号进行处理,研究人员可以更加准确地判断目标的种类和位置。
三、应用探索1. 战术作战舰载激光雷达系统可以在海上监控和定位敌方舰船,同时通过激光束照射,使其暂时失去行动能力。
这种技术可以在战斗中取得非常好的效果。
2. 海洋科学舰载激光雷达系统可以用于海洋深度测量和海底探测,通过计算激光反射的时间和强度,可以得到海洋底部的形状和结构信息,为海洋科学研究提供有力的依据。
3. 环境监测舰载激光雷达系统可以用于监测大气、水体和污染物等环境参数。
与传统监测方法相比,它具有快速、精准、实时等优点。
四、总结舰载激光雷达系统的技术研究和应用探索不断深入,为军事、科研、环保等领域带来了新的机会和挑战。
相信随着技术的进步,这一系统将会在未来的战争和平时期中发挥出更加重要的作用。
自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究的开题报告
自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究的开题报告题目:自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究一、选题意义激光通信具有传输速度快、带宽宽、信息安全性高等优势,是未来通信技术的发展方向。
在自由空间激光通信中,由于气象和其他环境因素的影响,通信质量不稳定,其捕获技术决定着系统的稳定性和可靠性。
因此,开展自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术的研究,对推动激光通信技术的发展具有重要意义。
二、研究内容1、自由空间激光通信系统的原理和特点分析。
2、自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术研究,包括信号检测、预处理、信号定位和跟踪、误差校正等环节的优化与改进。
3、基于仿真和实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
三、研究目标1、实现自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术,降低系统捕获时间和提高系统稳定性,使其适应不同天气和环境条件下的工作。
2、针对现有自由空间激光通信系统的不足,提出改进措施,优化系统性能,为自由空间激光通信系统的实际应用提供技术支撑。
四、研究方法1、理论分析与模拟仿真。
通过建立模型和模拟仿真,研究自由空间激光通信系统中高概率、快速捕获技术的实现原理和性能,为后续实验提供理论依据。
2、实验研究。
根据仿真结果对自由空间激光通信系统进行实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
五、进度安排第一阶段(前期准备)1、文献调研:对现有的自由空间激光通信系统和捕获技术进行综述和分析。
2、理论分析与仿真:建立自由空间激光通信系统的数学模型,进行仿真分析。
第二阶段(中期实施)1、系统优化设计:根据仿真结果,针对系统实际工作环境和应用需求,对系统进行优化设计。
2、实验研究:设计实验方案,进行实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
第三阶段(后期总结)1、数据分析与总结:对实验数据进行分析和总结,完善自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术。
基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案
基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案目录一、1 概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 研究目的与内容 (4)1.3 研究方法与技术路线 (5)二、卫星通讯技术基础 (6)2.1 卫星通信原理 (8)2.2 卫星通信系统组成 (9)2.3 卫星通信频段选择 (11)2.4 卫星天线设计与优化 (12)三、船舶无线局域网需求分析 (14)3.1 船舶无线局域网的业务需求 (15)3.2 船舶无线局域网的技术需求 (16)3.3 船舶无线局域网的安全需求 (18)四、基于卫星通讯的船舶无线局域网架构设计 (19)4.1 网络拓扑结构设计 (20)4.2 核心网络设备选择 (21)4.3 边缘节点设备选择 (22)4.4 用户终端设备选择 (23)4.5 网络安全策略设计 (24)五、基于卫星通讯的船舶无线局域网实现方案 (26)5.1 硬件设备安装与调试 (27)5.2 软件系统开发与集成 (28)5.3 系统集成测试与验证 (30)5.4 实际应用案例分析 (31)六、结果分析与讨论 (32)6.1 实现效果评估 (33)6.2 技术优势与不足分析 (34)6.3 对未来研究方向的展望 (35)七、结论与建议 (36)7.1 主要研究成果总结 (37)7.2 建议和展望 (38)一、1 概述随着卫星通信技术的不断发展,越来越多的船舶开始采用卫星通讯作为其通信手段之一。
为了满足船舶在无线局域网方面的需求,本文提出了一种基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案。
该方案旨在为船舶提供一个稳定、可靠、高速的无线网络连接,以满足船上的通信、导航、监控、数据传输等方面的需求。
通过利用卫星通讯技术,该解决方案可以实现在全球范围内的无缝覆盖,为船舶提供稳定的网络连接。
该方案还可以提供多种增值服务,如远程监控、数据传输等,从而提高船舶的安全性和运营效率。
该方案还可以为船员提供便捷的网络接入方式,丰富他们的娱乐生活。
移动船舶微波通信关键技术研究
I G I T C W技术 研究Technology Study38DIGITCW2024.021 研究背景随着油田行业数字化技术浪潮的兴起,海上设施向信息化、无人化、智能化的方向发展。
基于先进可靠的无线通信技术,FPSO 上的工控网络、视频网络和生产网络的数据需向中心平台传输,实现FPSO 上的高速数据承载、高便捷性接入和全面信息化的建设。
FPSO 由单点平台、海底管线、系泊装置和储油轮组成。
储油轮随着风向、海流流向的改变绕单点转动。
在转动过程中,FPSO 需要调整天线,以保障海上作业的通信安全。
由于海上作业环境复杂,存在信号衰减、干扰等问题,传统的通信技术难以保障通信质量,需要新的通信技术。
因此,本文重点研究了通过天线自动跟踪、双链路自动切换等关键技术建设智能微波链路,实现FPSO 与平台的稳定宽带无线通信[1]。
2 海上无线通信环境特点基于海上石油平台以及FPSO 的特殊环境,在FPSO与海上石油平台之间的无线通信系统,为满足数据可靠通信要求需要解决的问题包括但不限于以下几点。
(1)运动状态下通信稳定性难保障。
FPSO 在转动作业的过程中船体有横向和纵向摆动,且船舶朝向不断变化,在此过程中的无线链路需要保障信号的稳定性。
(2)FPSO 自身的遮挡。
当FPSO 转动时,自身大桅和火炬等有可能处于收发天线之间,在微波可视距离上形成物理遮挡。
(3)海面对无线电波传输的影响。
FPSO 在海面上进行作业时,通信遇到的阻碍较少,电波传播的障碍相对较小。
这是因为海面上的障碍物较少,电波可以更自由地传播。
与陆地相比,海上的电波传播余地更大,且损耗较小。
然而,需要注意的是,海面条件会对无线电磁波产生一些不同的影响。
具体而言,海面会导致电波发生折射、反射以及多径效应,这些效应在海上比在陆地上更为显著,不同的无线电传播路径可能会造成信号的相互影响,另外海面高湿、高雾环境,还存在气吸收衰减、云雾衰减,以及雨衰等不利因素[2]。
机载蓝绿激光海洋探测和传输系统关键技术及应用项目简介
机载蓝绿激光海洋探测和传输系统关键技术及应用项目简介海洋垂直剖面测量是海洋观测的前沿技术,机载蓝绿激光雷达是目前可以实现海洋航空立体遥感的唯一手段。
项目组历经十多年持续攻关,发明了提升蓝绿激光海洋穿透深度、抑制背景干扰和海面扰动等核心技术,解决了机载蓝绿激光海洋剖面遥感和跨介质高速光通信技术在真实海况下的应用瓶颈问题,研制出我国唯一的机载蓝绿激光高分辨海洋探测系统和机载蓝绿激光跨介质高速通信系统,打破国外技术封锁,填补国内空白,在我国南海岛礁测绘、海洋环境监测和跨介质信息传输等领域获得重要应用,发挥了不可替代的作用。
本项目的主要技术发明和核心关键技术如下:发明点1:发明了瞬时光信号动态范围的非线性压缩技术。
设计出特种光学空间频率滤波器,信号动态范围压缩超20分贝,确保50分贝动态范围下信号的无失真探测,并应用到机载激光探测系统中,经多海域下飞行验证,0.2~50米深度范围的水深测量精度均优于±0.2米,达到国际领先水平。
发明点2:发明了光子数可分辨的微弱信号探测技术。
通过回波信号的多级光子甄别,实现光子数可分辨的光子计数探测,并结合激光编码调制与光子计数相关技术,使得测量系统兼容单光子量级和多光子数的信号范围。
经不同海域大量飞行验证,空中与水下平台间的跨介质蓝绿激光通信系统实现从浅海到120米以深的可靠通信,最大通信深度达到国际领先水平。
发明点3:发明了多孔径视场拼接和最大比分集的自适应阵列接收技术。
利用窄视场的多孔径拼接,实现等效口径下的总接收视场提升至60度,解决了海-气界面动态变化下的蓝绿激光通信对准难题;经不同海况下的验证,空中与水下平台间的跨介质蓝绿激光通信系统可在5级海况以下实现高信号稳定和低误码率。
发明点4:发明了匹配海水最佳透过率和太阳暗线的蓝绿脉冲激光源技术。
利用高效非线性频率变换技术,发明了与太阳夫琅禾费Mg和H-β暗线匹配的蓝绿脉冲激光源,暗线波长的太阳背景辐射可降低两个量级,且处于海洋最佳透过波段,显著提高了激光探测和通信信号接收的信噪比,扩展机载蓝绿激光海洋探测和传输系统的有效工作时段。
卫星光通信捕获跟踪技术研究
卫星光通信捕获跟踪技术研究摘要:由于通信速率高,保密性好,因此在卫星通信中有着广泛的应用前景。
然而,建立高可靠、大容量的卫星光通链路有赖于两个卫星光通信终端之间的连续对准,这就要求卫星光通信终端的捕获、跟踪和瞄准。
在光通讯链路的维护过程中,捕捉是光传输链路的基础,而维持光通讯链路的稳定性要求更高。
关键词:卫星光通信;捕获跟踪;技术研究引言:星间光通信在通信速率、保密性、体积、重量、功耗等方面都明显优于目前的无线通信技术。
星间光通信是一种非常有前途的卫星通讯技术,它在未来的太空通讯网络建设中具有举足轻重的作用。
星间光通讯系统中,在两个卫星进行通讯前,必须先完成彼此的捕获、瞄准和跟踪。
在 APT工作中,首先要进行的是扫描捕捉。
由于激光束狭窄,发射距离远,卫星姿态稳定,星上振动等因素,给扫描和捕捉带来了困难。
因此,研制一种高性能的星间 APT系统是保证星与星之间正常通讯的重要保证。
一、卫星光学通讯概况科技的发展使人类进入了一个高速发展的信息化时代。
信息的传送分为有线和无线两种,有线传送主要是在地面进行短途的传送,而地面与空间、空间与空间的长途传送则是通过无线传送来实现的。
卫星是目前最重要的无线通讯平台,而目前的卫星通讯大多采用微波通讯,由于其波长较长、收发天线较大,因此在卫星平台上使用的终端功率较大,体积较大。
而随着微型卫星的快速发展,微波通信已无法适应低负载、低功耗的卫星通信要求。
此外,随着信息的不断增长,卫星微波通讯的频带较低,通信速率、带宽受到限制,已无法适应当今时代对大量信息的传送。
这就是新一代自由空间通讯技术——激光通讯,也就是所谓的“激光通讯”,即在卫星与其它平台间,以激光为媒介,以激光为媒介,以激光在太空中的传播,完成通讯[1]。
二、卫星光通信的研究背景和意义与常规微波通信相比,卫星激光通讯除了功率低、重量轻、体积小、数据传输速率高、信息量大等优点之外,还具有较强的保密性、较强的抗电磁干扰、不需要申请频谱许可等优点]。
激光武器光电跟踪瞄准系统的设计与仿真
本科毕业设计论文题目激光武器光电跟踪瞄准系统的设计与仿真专业名称学生姓名指导教师毕业时间2014年6月西北工业大学明德学院本科毕业设计论文毕业 任务书一、题目光电跟踪瞄准控制系统的分析与设计二、指导思想和目的要求1.利用已有的专业知识,培养学生解决实际工程问题的能力;2.锻炼学生的科研工作能力和培养学生的攻关能力;三、主要技术指标1.详细分析光电跟踪瞄准控制系统组成和机理;2.设计光电跟踪瞄准控制系统;3.对所设计的光电跟踪瞄准控制系统进行仿真验证及分析;四、进度和要求第01周----第02周: 英文翻译;第03周----第05周: 光电跟踪瞄准控制系统机理研究;第06周----第07周: 熟悉Matlab/Simulink 等相关软件;第08周----第13周: 设计光电跟踪瞄准控制系统;第14周----第16周: 建立控制系统仿真模型进行验证分析;第17周----第18周: 撰写毕业设计论文,论文答辩;五、主要参考书及参考资料1.张秉华,张守辉.光电成像跟踪系统[M].成都:电子科技大学出版社.2.刘廷霞.光电跟踪系统复合轴伺服控制技术的研究[D](博士学位论文),中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.3.王建立.光电经纬仪电视跟踪捕获快速运动目标技术的研究[D](博士学位论文),中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.4.冯艳平.星间光通信ATP 跟踪控制环路研究及FPGA 实现[D](硕士学位论文),电子科技大学.学生 指导教师 系主任设计论文摘要近年来,随着精确制导武器技术的不断发展和作战样式的改变,以美国为首的西方发达国家纷纷把发展精确制导武器的重点转向了防区外中远程精确打击武器之上。
发展“高能激光武器系统”可有效对抗中远程精确打击武器这一新的作战目标。
本文重点在于激光武器装备中,精密捕获、跟踪、瞄准系统的分析与设计。
它与一般光电测量系统的区别在于,它不仅要求将运动目标稳定跟踪在规定视场内,而且要求将光束锁定在目标某一点上。
基于双态混沌PSO的机载激光通信视轴稳定控制
基于双态混沌PSO的机载激光通信视轴稳定控制黎洪展;曹阳;彭小峰;张洪波;陈果;王培容【摘要】机载空间激光通信视轴稳定是激光通信链路建立的前提.在视轴稳定平台中应用自抗扰控制方法取得了良好的控制效果,但自抗扰控制需调整参数众多且缺乏规范的调整手段.针对自抗扰控制调参难的问题,本文提出了一种利用双态混沌粒子群算法优化自抗扰控制参数的方法.仿真结果表明,与PSO-PID控制方法相比,该方法具有更快的响应速度,更强的抗干扰能力和更好的鲁棒性.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】7页(P824-830)【关键词】双态混沌粒子群算法;自抗扰控制;机载空间激光通信;视轴稳定【作者】黎洪展;曹阳;彭小峰;张洪波;陈果;王培容【作者单位】重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054【正文语种】中文【中图分类】TN929.11 引言空间激光通信因其具有保密性好、抗干扰能力强、传输容量大等优点被广泛应用于航空航天领域[1-2]。
通常机载空间激光通信利用APT技术(Acquisition Pointing Tracking),即通过相应的捕获跟踪及瞄准技术建立稳定的通信链路,但机载平台上幅度较大的低频扰动会影响平台的跟踪精度,严重时还可能导致激光链路中断。
因此,APT需首先实现视轴稳定,而机载视轴稳定平台受到的扰动主要来自载体运动产生的平台振动、姿态变化以及外界不确定因素等方面的影响[3]。
为了隔离平台受到的扰动,控制方法的选择尤为重要。
自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)是一种不依赖于系统模型的非线性控制技术,它不仅继承了PID的优点,还具有响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强等特点。
自由空间激光通信系统信号光捕获策略简析
的光 信 号 能 确 实到 达接 收 端 的探 测 器 上 , 是 实现 空 间激 光 通 信 的 首 要 环 节 。本 文 对通 信 双端 捕 获 环 节就 捕 获 方 式 及 扫 描 方 式 进 行 了探 讨 。 这
【 键 词 】 光 通 信 ; TP; 获 ; 关 激 A 捕 扫描
当 前 的 自由 空 间激 光 通 信 A P( cusinTakn n o t g T A q it ,rc iga dP i i , io nn 捕 获 、 踪 和 瞄准 ) 跟 系统 信 标 模 式 主 要 有 两 种 :
F。
( ) 视 一 描 光 束 的 束 散 角 大 于不 确 定 区 域 . 探 测 器 的 视 场 2凝 扫 而
( ) 信 标 双 端 捕 获 1双 角小 于 不 确 定 区域 。在 这 种 模 式 下 , 送 终 端 用 较 小 的 信 标 激 光 束 扫 发 这 种 模 式 是 通 信 两 终 端 的 通信 链 路 和信 标 链 路 彼 此 完 全 分 开 , 各 描 不 确 定 区域 , 接 收 终 端 则 保 持 在 凝 视 状 态 下 。 这 种 方 法 需 要 的激 而 自拥 有 独 立 的 发 射 和 接 收装 置 , 是 最 普 遍 采 用 的模 式 。 这 种 方 法 的 光 发 射 功 率 比上 一 种 方 法 要 小 , 检测 概 率 是 相 同 的 。 捕 获 时 间 取 决 这 而 工 作 过 程 可 以简 单 描 述 如 下 : 先 主 动 方 发 射 粗 信 标 光 , 过 开 环 对 于 不 确 定 区域 所 张 的 角 度 与 激 光 束 发 散 角 的 比值 和 在 每个 扫 描 点 所 首 经 准 空 间捕 获 后 , 动 方 检 测 到 此 信 标 光 的 存 在 , 即 结 束 快 速 扫 描 过 停 留 的时 间 。 扫 描 过 程 中 , 同 的 扫 描 点 互 相 有 重叠 , 被 立 在 不 以保 证 扫 描 过 程 , 且 发 射 己方 粗 信 标 光 , 于 通 信 双 方 的信 标 光 发 射 与 接 收互 为 程 的 可 靠 性 , 止 振 动 带来 的影 响 。不 确 定 度 与 光束 发 散 角 的 比 值 由 并 由 防
海洋舰船目标红外检测技术研究
海洋舰船目标红外检测技术研究近年来,随着海洋事务的不断发展和海洋资源的广泛开发利用,海洋舰船的安全问题日益凸显。
在海上,舰船的目标红外检测技术成为一项重要的研究课题。
本文将从以下几个方面对海洋舰船目标红外检测技术进行深入探讨。
一、海洋舰船目标红外检测技术的意义海洋舰船目标红外检测技术作为一种无接触的检测手段,具有高精度、高分辨率和实时性强的特点,能够在夜间或恶劣天气条件下进行目标侦测与跟踪。
这对于提高海洋舰船的安全性能、减少事故的发生具有重要意义。
因此,研究和应用海洋舰船目标红外检测技术具有重要的现实意义和深远的发展前景。
二、海洋舰船目标红外检测技术的原理海洋舰船目标红外检测技术主要利用舰船目标向外辐射的红外辐射能量进行侦测。
红外辐射能量与目标的温度成正比,通过检测目标的红外辐射能量变化,可以对目标的位置、形状和温度进行识别与分析。
常用的红外检测技术包括热成像技术和红外光谱技术。
热成像技术通过红外探测器感应目标的红外辐射能量并生成热像,通过对热像的处理和分析,可以检测目标的位置和温度。
红外光谱技术则通过分析目标辐射出的不同波长的红外光谱信息,进一步提取目标的化学成分及其他特征。
三、海洋舰船目标红外检测技术的应用海洋舰船目标红外检测技术广泛应用于军事、安防、海洋资源勘探等领域。
在军事方面,红外检测技术能够有效识别和追踪舰船目标,为作战指挥提供重要依据。
在安防领域,红外监控系统可以实时监测舰船周边的动态情况,提前发现潜在威胁。
在海洋资源勘探中,红外检测技术能够通过对海洋中舰船目标周围温度变化的分析,辅助发现潜在的油气资源。
四、海洋舰船目标红外检测技术的挑战与前景尽管海洋舰船目标红外检测技术在一定程度上已经取得了较好的效果,但目前仍面临一些挑战。
首先,随着舰船目标的多样化和复杂化,红外检测技术需要进一步提高分辨率和灵敏度。
其次,由于海洋环境的复杂性,如海雾、海浪等干扰因素,对目标红外检测的性能和稳定性提出了更高的要求。
机载无线激光通信对准-捕获-跟踪系统及动态飞行试验研究
机载无线激光通信对准-捕获-跟踪系统及动态飞行试验研究李小明;张立中;孟立新;宋延嵩;姜会林【摘要】机载无线激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强、保密性好、布置灵活等优点,在天地一体化高速信息网络、军用保密通信、电磁干扰环境下可靠通信等应用中有着广阔前景.为解决机载环境下激光通信光轴对准难题,通过对无线激光通信系统特点和Y-12型飞机平台特性的分析,采用粗、精两级复合跟踪方案,设计了由被动减震结合主动抑制的粗跟踪单元和电磁振镜精跟踪单元组成的机载无线激光通信对准、捕获、跟踪(PAT)系统.Y-12飞机搭载该系统开展了双固定翼飞机间远距离、高速机载激光通信试验,验证了所设计的机载无线激光通信PAT系统的跟踪性能和机载环境适应性.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】8页(P1044-1051)【关键词】通信技术;激光通信;机载平台;对准、捕获、跟踪【作者】李小明;张立中;孟立新;宋延嵩;姜会林【作者单位】空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN929.1飞机既是机动灵活的侦查平台,又是天空地一体化信息网络的重要传输节点。
作为侦查平台,飞机可以搭载多种传感器,对地、对海、对空获取丰富侦查信息,并由高速链路对外传输;通信网络节点可以作为中继站,扩大地面、海面网络的覆盖范围或实现天地间信息转发。
随着探测技术的不断发展,探测器分辨率的不断提高,数据量逐步加大,对通信带宽的要求越来越高,尤其通信的中继终端,数据量更是成倍的增加。
空间无线激光通信技术具有传输速率高、保密性好、抗电磁干扰能力强等优势,是航空平台对外信息传输的一种高效手段,机载无线激光通信技术发展可以大幅提升信息网络的数据传输能力[1-2]。
舰船显控台技术发展与展望
舰船显控台技术发展与展望舰船显控台是一种重要的舰船船载系统,它承载着船舶相关的显示和控制功能,并直接影响到船舶操作人员的工作效率和安全性。
随着科技的不断发展,舰船显控台技术也在不断进步和演变,本文将对舰船显控台技术的发展历程进行概述,并对未来的发展方向进行展望。
一、舰船显控台技术的发展历程1. 机械控制时代早期的舰船显控台主要采用机械控制方式,操作人员通过操纵杆、按钮等物理控制装置进行操作。
这种方式简单粗暴,但由于机械装置本身的限制,控制精度和稳定性有限,无法满足舰船复杂操作的需求。
2. 电气控制时代随着电子技术的快速发展,舰船显控台逐渐采用电气控制方式,通过电子元器件实现船舶系统的显示和控制功能。
电气控制显控台提高了控制精度和稳定性,并且使得显控台能够与其他舰船系统实现高效的信息交互和集成。
3. 计算机控制时代计算机技术的飞速发展使得舰船显控台进入了计算机控制时代。
计算机控制的显控台能够通过软件编程实现更复杂的功能和更灵活的操作界面。
操作人员通过触摸屏、鼠标等输入设备进行操作,大大提高了操作的便捷性和舰船系统的整体性能。
二、舰船显控台技术的发展趋势1. 多信息源集成未来舰船显控台将会面临更多信息源的集成需求。
舰船系统日益复杂,需要集成和显示各种传感器和通信设备产生的海量信息。
多信息源集成的显控台需要具备强大的计算和处理能力,以便操作人员能够高效地处理和分析这些信息。
2. 虚拟现实技术应用虚拟现实技术在军事领域的应用越来越广泛,未来舰船显控台很可能会引入虚拟现实技术。
通过虚拟现实技术,操作人员可以获得更直观、更真实的信息展示和操作体验,提高操作的准确性和效率。
3. 人机交互界面优化未来舰船显控台的人机交互界面将会更加智能化和个性化。
通过人工智能和机器学习等技术,显控台可以自动识别和适应操作人员的习惯和喜好,提供更符合个性化需求的操作界面和操作方式。
4. 安全性和可靠性增强舰船显控台作为舰船系统的重要组成部分,安全性和可靠性至关重要。
定点激光通信系统天线捕获技术
定点激光通信系统天线捕获技术
赵馨;王世峰;佟首峰;韩成;姜会林
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2008(32)7
【摘要】对系统的硬件组成和算法原理进行了论证.在距离为12.5km两个点上使用双天线GPS系统提供的位置信息结合坐标转换矩阵,解算通信双方互指的方位角和俯仰角,控制伺服转台完成了视轴天线捕获实验.借助于电子经纬仪系统完成了对捕获不确定区域大小的论证,确定地面定点激光通信系统捕获不确定区域大小为25mard.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】赵馨;王世峰;佟首峰;韩成;姜会林
【作者单位】长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.自由空间激光通信系统信号光捕获策略简析 [J], 鹿鸣
2.DS-CDMA通信系统中使用阵列天线的码捕获和波束形成权值捕获 [J], 张颖光;保铮;廖桂生;张林让
3.动态激光通信系统开环捕获技术 [J], 孟颖;刘泉;赵馨;王陆;郑文波
4.舰船间激光通信系统视轴捕获技术 [J], 宋延嵩;赵馨;董科研;常帅;董岩
5.空地激光通信系统中捕获子系统仿真 [J], 刘鹏;王晓曼;韩成;褚影
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基于平流层飞艇的星地中继通信系统设计
基于平流层飞艇的星地中继通信系统设计王荆宁;郎磊;杨乾远;薛松海;何占林【摘要】针对高轨卫星对地激光链路受大气层影响较大,难以全天候工作的现状,设计了一种利用平流层飞艇平台对激光链路进行中继的通信系统,将激光终端升空到平流层降低大气层影响,采用高速微波实现飞艇平台到地面的信息中继,可以实现5 Gbit·s-1以上的可靠信息传输.对激光载荷安装、微波链路预算以及天线对准等进行了分析,总结了随机运动特性平台高精度指向和快速捕获、大幅度低频扰动特性下高精度稳定、大容量微波高速自适应均衡等关键技术,可以满足高速中继的需求.【期刊名称】《移动通信》【年(卷),期】2019(043)005【总页数】5页(P60-64)【关键词】星地中继通信;平流层平台;空间激光通信;微波通信;雨衰分析【作者】王荆宁;郎磊;杨乾远;薛松海;何占林【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西桂林 541004;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄 050081【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 引言空间激光通信由于传输容量大,是未来星地通信和星间通信的重要手段,通过星间、星地激光通信链路与地面光纤骨干网连接,形成天地一体化的激光宽带信息网络,可以实现5 Gbit·s-1以上的高速信息传输。
高轨卫星的激光直接落地受到大气层中雨、雾、云层和大气湍流等的影响,星地激光链路无法全天侯工作。
如果地面终端升空到20 km的平流层,就不存在雨、雾和云层的影响,大气湍流和大气衰减的影响将减少超过90%。
因此在平流层对星地激光进行微波中继是星地激光通信实用化很好的途径,是天空地一体化的重要组成部分。
美国霍普金斯大学开展的SPARCL(Space Relay Communications Link,空间中继通信链路)计划提出了星地中继的思路,如图1所示,计划采用高空气球通过空间激光通信系统中继接收LEO、GEO下传的高速数据流,然后通过系留光纤下传到地面站,进而有效避开云层、大气衰减、大气吸收、大气湍流等负面影响,形成卫星-临近空间-地面全光下行传输链路,但该计划未见实际实施的报道。
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长春理工大学 学报 ( 自然科学版 )
J o u r n a l o f C h a n g c h u nUn i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y( Na t a r a l S c i e n c eE d i t i o n )
通过理 论建模 分析 ,优化捕获 系统 中的参数 ,包括捕 获概 率 、捕获不确定 区域 ,以及捕 获时间等。结合具体使 用器件对捕
获 系统 参数进 行 了设 计 ,并通过 野 外舰 船 间试验 对其进 行 测试 ,实验 结果测 试捕 获概率优 于9 8 %,不确定 区域 大小 为
2 6 r n r a d ,捕 获 时 间优 于 3 0 s 。
l e m i s o n e o f t h e l a r g e s t d i f i f c u l t i e s o f l a s e r c o mm u n i c a t i o n b e t we e n s h i p s .Th i s p a p e r e x p o u n d s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f l a - s e r c o mmu n i c a t i o n b e t we e n s h i p s c a p t u r e d ,a n a l y z e d t h e c o mp o s i t i o n o f l a s e r c o mmu n i c a t i o n b e t we e n s h i p s c a p t u r e s y s — t e n, t r h e wo r k i n g p r i n c i p l e a n d c a p t u r e s t r a t e g y, a n d f o c u s e s o n t h e a c q u i s i t i o n p r o b a b i l i t y a n d t h e i n f l u e n c e f a c t o r s o f c a p t u r e t i me ,t h r o u g h t h e t h e o r e t i c a l mo d e l i n g a n a l y s i s nd a o p t i mi z a t i o n o f c a p t u r i n g t h e p ra a me t e r s i n t h e s y s t e m i n —
摘
要 : 空 间激 光通 信 逐 渐 成 为舰 船 间通 信 新 型 手 段 ,但 捕 跟 问题 是舰 船 间激 光 通 信 最 大的 难 点 ,阐 述 了舰 船 间激 光 通 信
捕 获特 点 ,分析 了舰船 间激光通信捕 获 系统的组成 、工作原理和捕 获策略 ,并着重研 究捕 获概率和捕 获时间的影响 因素 ,
Ab s t r a c t :S p a c e l a s e r c o mmu n i c a t i o n h a s g r a d u a l l y b e c o me a n e w me a n s c o mmu n i c a t i o n b e t we e n s h i p s ,b u t c a t c h p r o b —
I nt e r -s h i p bo r n e La s e r Co m mu ni c a t i o n S y s t e m
S ON G Ya n s o n g ,Z H AO Xi n , DON G Ke y a n , CHAN G S h u a i ,D0NG Ya n
Vo l _ 3 9 No . 6 De c . 2 01 6
舰船 间激光通信 系统视轴捕获技术
宋延 嵩 ,赵 馨 ,董科研 ,常帅 ,董岩。
( 1 . 长春理工大学 空间光电技术研究 所 ,长春 1 3 0 0 2 2 ; 1 3 0 0 2 2 ) 2 . 长春 理工 大学 电子信息工程学 院,长春
关 键 词 :舰 船 激 光 通 信 ;不 确 定 区域 ;捕 获 时 间 ;捕 获概 率
中图分类号 :
T N9 2 9 . 1
文献标 识码 :A
文章编号 :l 6 7 2 — 9 8 7 O ( 2 O 1 6 ) 0 6 - 0 0 1 6 - 0 4
Ant e nn a Ca p tபைடு நூலகம்u r i n g Te c hn o l o g y f o r
( 1 . I n s t i t u t e o f S p a c e Op t o e l e c t r o n i c Te c h n o l o g y,Ch a n g c h u n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ,Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 2; 2 . S c h o o l o f El e c t r o n i c s a n d I n f o r ma t i o n En g i n e e r i n g,Ch a n g c h u n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y,Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 2)