無線激光通信ATP系統光斑檢測技術研究與實現.pdf

1、無線激光通信（Wireless Laser Communication，WLC）是一種利用激光作為載波傳播信息的通信方式，具有通信容量火、抗干擾能力強、架設機動靈活、無需無線電頻譜許可等優(yōu)點。由于W LC系統采用發(fā)散角極小的激光作為載體，光束非常窄小，加之大氣湍流和平臺抖動帶來的光束漂移和光斑抖動影響，需要一套捕獲、跟蹤和瞄準（Acquisition、Tracking and Pointing，ATP）系統來建立通信鏈路并保證鏈路的暢通

2、。光斑檢測技術是ATP系統中的一項關鍵技術，一種抗干擾性強、魯棒性好的光斑檢測方法可以有效地縮短捕獲時間、提高跟蹤精度。
　　本研究主要內容包括：⑴設計了一種新的ATP系統光斑檢測方案。利川天線前端CCD相機完成光束初始捕獲；光束經卡塞格林望遠鏡接收后，需要被分光棱鏡一分為二，其中一束在毛玻璃屏上成像，后端CCD相機通過對屏上光斑位置的檢測完成光束的精跟蹤。⑵根據光斑檢測系統的特點提出了相應的圖像處理算法。對于捕獲探測器，通過制作

3、凝視端背景噪聲模板的方法識別出目標光斑；精跟蹤階段，采用圓擬合算法計算出光斑的零點坐標和半徑，并通過對不規(guī)則環(huán)狀光斑的特征提取和參數降維檢測出光斑形心坐標。⑶完成了系統的軟件設計和算法的軟件實現，并進行了多次外場系統調試，確保了算法和系統的穩(wěn)定性。給出了各階段算法的光斑處理效果圖，在1.3km實驗中，從復雜背景噪聲中準確識別出目標光斑，并成功提取出不同時刻光斑在水平和俯仰方向上誤差信號，給出了光斑坐標的位置分布圖，實現了系統自動捕獲、對