RGB合束信标光旋转姿态解耦测量研究

作     者：杨海马 金焱 强佳 刘瑾 李筠 张大伟 黄元申 于涌 Yang Haima;Jin Yan;Qiang Jia;Liu Jin;Li Jun;Zhang Dawei;Huang Yuanshen;Yu Yong

作者机构：上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083 上海工程技术大学电子电气学院上海201620 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2022年第49卷第18期

页      面：47-55页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金天文联合基金(U1831133) 中科院空间主动光电技术重点实验室开放基金(2021ZDKF4) 上海航天科技创新基金(SAST2017-062) 

主　　题：测量 量子光通信 偏振激光 空间旋转角 三维姿态 光电探测器 

摘      要：从信标光链路中高效地获取运动平台的姿态信息是运动平台量子光通信成功的关键之一。针对运动平台量子光通信的实际需求,提出一种探测载体平台旋转姿态角的信标姿态解耦方法,有望显著提高量子光通信的动态链接效率。经0°、45°、-45°偏振片起偏调整的RGB三色合束信标光,携带着载体平台的旋转姿态角信息,经自由空间传输后由地面接收系统解耦。接收端利用光电探测器获得信标光的三色光强值,根据三色光强值的差动、比值构造特征参数β,建立信标光旋转角θ与特征参数β间的关联曲线,利用该曲线反演载体平台的空间旋转角信息。分析θ在0°~90°的变化趋势及β的数值结果,并对不同距离下的测量结果进行误差分布分析。实验表明,所反演的信标空间姿态角度测量精度可以达到±0.05°。室内实验结果的3σ值小于0.5°;室外实验结果的3σ值小于1°。综合整体性能分析,所提方法具有测量运动平台空间旋转姿态角的能力,可用于在浮空平台或类似领域中进行姿态角度测量。