衛(wèi)星光通信終端跟瞄控制方法研究.pdf

1、衛(wèi)星光通信具有大通信容量、高傳輸速率、高抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)成未來外層空間通信網(wǎng)絡(luò)的重要通信技術(shù)。捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤(acquisition, point-ing and tracking, APT)技術(shù)是衛(wèi)星光通信的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是建立通信鏈路的前提。本文研究了APT系統(tǒng)的工作原理和工作過程。對(duì)APT系統(tǒng)的粗瞄準(zhǔn)控制單元的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及掃瞄捕獲方法進(jìn)行了研究，同時(shí)還對(duì)變結(jié)構(gòu)控制(variable structure control, V

2、SC)在粗瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真分析。
　　針對(duì)光通信鏈路的建立和保持過程，詳細(xì)分析APT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和各子系統(tǒng)的任務(wù)。研究掃瞄捕獲原理與實(shí)現(xiàn)方法，提出用等效覆蓋評(píng)價(jià)信標(biāo)光束對(duì)捕獲不確定區(qū)域的覆蓋情況，并通過仿真可得信標(biāo)光對(duì)捕獲不確定區(qū)域達(dá)到等效覆蓋時(shí)比完全覆蓋具有更高的掃描效率。
　　粗瞄準(zhǔn)控制單元負(fù)責(zé)計(jì)算粗瞄準(zhǔn)裝置的掃瞄軌跡和位置跟蹤軌跡并發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，需要保證與主控單元和驅(qū)動(dòng)控制單元之間的可靠通信。考慮

3、到航天產(chǎn)品可靠性的要求，在試驗(yàn)終端系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)粗瞄準(zhǔn)控制單元的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和功能完善，主要包括指令與數(shù)據(jù)傳輸接口模塊、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊、運(yùn)動(dòng)控制接口模塊和系統(tǒng)調(diào)試與處理電路模塊等。主控單元可向粗瞄準(zhǔn)控制單元發(fā)送控制參數(shù)，提高了系統(tǒng)對(duì)空間環(huán)境的適應(yīng)能力。
　　詳細(xì)分析變結(jié)構(gòu)控制的基本原理和其在跟蹤問題中的使用方法。以衛(wèi)星光通信粗瞄準(zhǔn)裝置為控制對(duì)象，對(duì)變結(jié)構(gòu)控制在粗瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行仿真分析并給出仿真結(jié)果。針對(duì)影響APT系統(tǒng)控制精