检索结果-南通市图书馆

耦合运动对星间激光链路瞄准过程影响及补偿方法研究

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宇航学报 2006年第4期27卷 582-587页

作者：韩琦琦于思源马晶谭立英王骐哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

在星间激光链路的瞄准过程中,光通信终端与卫星平台的耦合运动是影响瞄准精度的重要因素。本文以耦合运动数学模型为基础,建立了仿真实验系统,并以铱星系统为例,对低轨卫星星间激光链路光束瞄准过程进行了仿真研究。理论分析和仿真结果... 详细信息

在星间激光链路的瞄准过程中,光通信终端与卫星平台的耦合运动是影响瞄准精度的重要因素。本文以耦合运动数学模型为基础,建立了仿真实验系统,并以铱星系统为例,对低轨卫星星间激光链路光束瞄准过程进行了仿真研究。理论分析和仿真结果表明,终端与平台耦合运动所产生的瞄准偏差大于0.9mrad,目标卫星可接收到的信标光功率将被衰减达-7.2dB以上,严重影响目标卫星对信标光的捕获。为确保星间激光链路的建立,提出了耦合运动补偿方法,并进行了相应的仿真实验。仿真结果表明,补偿控制方法使耦合运动产生的瞄准偏差小于2μrad,对信标光的衰减小于-1.7×10-5dB,衰减量可忽略不计。该结果对低轨卫星间激光组网技术的研究具有重要意义。

关键词：星间激光链路耦合运动光束瞄准

恒星背景噪声对星间激光链路跟瞄系统影响的仿真分析

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光学技术 2006年第3期32卷 444-448页

作者：韩琦琦马晶谭立英王骐哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室光电子技术研究所哈尔滨150001

在恒星辐照度谱模型的基础上,根据卫星轨道理论及恒星数据库建立仿真实验系统,对低轨卫星与中继卫星间（LEO-GEO）、中继卫星间（GEO-GEO）、低轨卫星间（LEO-LEO）三种典型的星间激光链路进行了仿真研究,深入分析了恒星背景噪声对卫星... 详细信息

在恒星辐照度谱模型的基础上,根据卫星轨道理论及恒星数据库建立仿真实验系统,对低轨卫星与中继卫星间（LEO-GEO）、中继卫星间（GEO-GEO）、低轨卫星间（LEO-LEO）三种典型的星间激光链路进行了仿真研究,深入分析了恒星背景噪声对卫星光通信终端跟瞄子系统的影响规律、背景光功率等特性.仿真结果表明：对于视场较大的LEO终端,恒星进入视场的概率约为7%～10%,而对于视场较小的GEO终端,恒星进入视场的概率仅为0.05%,恒星背景光功率约为10-13～10-11W.该项工作对星间激光链路设计、光通信系统参数优化等工作具有一定指导意义.

关键词：星间激光链路恒星背景卫星轨道运动

面向星间高动态链路的激光通信测距一体化技术

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中国电子科学研究院学报 2024年

作者：朱简尊林玉洁胡春源北京理工大学信息与电子学院

面向星间链路的激光通信测距一体化技术将高速通信与测距定位的功能相结合，可以有效缓解当前通信速率低、链路隐蔽性差、卫星载荷冗杂的问题。但相干体制下的星间激光链路易受多普勒频偏的影响，通信质量与测距精度急需提高。对此提出... 详细信息

面向星间链路的激光通信测距一体化技术将高速通信与测距定位的功能相结合，可以有效缓解当前通信速率低、链路隐蔽性差、卫星载荷冗杂的问题。但相干体制下的星间激光链路易受多普勒频偏的影响，通信质量与测距精度急需提高。对此提出一种基于定时同步环路的精准测距与消除频偏的方法。通过定时同步环路，在星间距离为100 km～1 500 km，符号速率为5GBaud条件下，有效提高测距精度到10-1mm。同时可以对星间链路中±125 kHz范围内的码多普勒频偏进行估计补偿，有效去除相干体制下多普勒频偏的干扰，最终实现提高测距精度与抗频偏能力的目的。

关键词：通信测距一体化星间激光链路定时同步多普勒频偏

基于接入流量分布的空间信息网络激光链路分配方法研究

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南京大学学报（自然科学版） 2020年第6期56卷 877-884页

作者：王俊英严志博李文峰赵康僆蔺祥宇南京大学电子科学与工程学院南京210023 北京空间飞行器总体设计部北京100094

考虑我国卫星地面设站约束和地面接入流量分布对数据交付时间的影响,以空间数据回传为切入点,针对地面接入流量分布不均导致部分区域链路拥塞的问题,以最小化数据交付时间为目标,研究空间信息网络激光星间链路分配方案的设计,提出一种... 详细信息

考虑我国卫星地面设站约束和地面接入流量分布对数据交付时间的影响,以空间数据回传为切入点,针对地面接入流量分布不均导致部分区域链路拥塞的问题,以最小化数据交付时间为目标,研究空间信息网络激光星间链路分配方案的设计,提出一种基于接入流量分布的空间信息网络链路分配方案.该方案借鉴有限状态自动机(Finite State Automaton,FSA)思想,将卫星间动态可见关系转化为若干连续的静态可见关系,利用卫星覆盖区域信息,分状态建立卫星对接入流量的转发量模型,并在此基础上建立了星间激光链路分配模型,通过多目标模拟退火算法求解得到全局最优的分配结果.仿真结果表明,经过该算法优化的链路分配方案能够针对接入流量分布有效提升加权时延性能,实现了对链路分配方案设计的优化.

关键词：空间信息网络星间激光链路接入流量分布链路分配

Walker-δ星座轨道间激光链路的稳定性研究

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应用光学 2011年第1期32卷 155-160页

作者：吴继礼李勇军赵尚弘王翔侯睿石磊空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077

根据Walker-δ星座中相邻轨道卫星的相位差,引入轨道间激光链路连接参数K,建立参考卫星固联坐标系中目标卫星运动方程,得到不同轨道卫星之间方位角、俯仰角和距离(AER)的解析表示式,进而求出AER及其变化率极值的数值解。其中相邻轨道卫... 详细信息

根据Walker-δ星座中相邻轨道卫星的相位差,引入轨道间激光链路连接参数K,建立参考卫星固联坐标系中目标卫星运动方程,得到不同轨道卫星之间方位角、俯仰角和距离(AER)的解析表示式,进而求出AER及其变化率极值的数值解。其中相邻轨道卫星的方位角变化率和变化范围都远大于俯仰角,对激光链路稳定性影响较大;方位角最大变化率同最小距离成反比,在极端情况下会超出激光通信终端跟踪范围导致链路中断。综合轨道间激光链路的稳定性和网络拓扑结构的复杂程度,得出相对连接相位为0是激光链路的低轨卫星星座连接配置方式。

关键词：卫星光网络 Walker-δ星座星间激光链路网络拓扑

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中继卫星资源调度问题研究现状与展望

电讯技术 2012年第11期52卷 1837-1843页

作者：赵静赵尚弘李勇军王翔赵卫虎空军工程大学信息与导航学院西安710077

随着跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的发展以及中继应用需求的增加,其资源调度成为决定系统性能的关键因素之一。分析了包括描述方法、活动与资源、约束条件等在内的中继卫星资源调度问题基本内涵,研究了目前中继卫星资源调度的数学模... 详细信息

随着跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的发展以及中继应用需求的增加,其资源调度成为决定系统性能的关键因素之一。分析了包括描述方法、活动与资源、约束条件等在内的中继卫星资源调度问题基本内涵,研究了目前中继卫星资源调度的数学模型和实现算法,比较了不同数学模型和实现算法的优缺点。针对未来卫星激光和微波链路联合组网的发展趋势,提出了基于多终端-多节点及基于资源故障的激光/微波混合链路中继卫星资源调度的基本方法。

关键词：数据中继卫星资源调度星间激光链路微波激光混合链路

一种新型零相位因子LEO/MEO双层卫星光网络

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中国科学：信息科学 2010年第6期40卷 876-891页

作者：李勇军吴继礼赵尚弘蒙文马丽华石磊楚兴春侯睿李田空军工程大学电讯工程学院西安710077

相对于微波卫星通信,卫星光通信具有容量大、速率高、高保密性和抗干扰性等优点.利用星间激光链路连接高中低轨道卫星形成空间信息高速公路将在通信、导航、军事侦察、遥感遥测以及深空探测中发挥巨大作用.文中利用覆盖带法,设计了全球... 详细信息

相对于微波卫星通信,卫星光通信具有容量大、速率高、高保密性和抗干扰性等优点.利用星间激光链路连接高中低轨道卫星形成空间信息高速公路将在通信、导航、军事侦察、遥感遥测以及深空探测中发挥巨大作用.文中利用覆盖带法,设计了全球连续覆盖低轨道(LEO)/中轨道(MEO)双层卫星光网络结构.LEO层是一个零相位因子walker-δ星座,系统具有准静态的Mesh逻辑结构,MEO层由赤道和极地轨道两个轨道组成,可以有效地覆盖LEO层.覆盖性能结果表明,该网络上升轨道卫星对全球提供99.9%的平均覆盖,对我国提供100%的覆盖.系统可为我国提供单星可见21°的最小仰角,双星可见16°的最小仰角.链路空间位置性能仿真表明,零相位因子星座相邻节点星间链路性能在仰角、方位角和距离上优于非零相位因子星座,非常适合激光链路.激光链路通信性能仿真表明,当卫星光通信在几个GBit/s的较低通信速率时,短波长和长波长波段误码性能相差很小,随着高达100GBit/s通信速率的出现,1550nm波段是一个明智的选择.

关键词：卫星光通信卫星光网络星座设计双层星座星间激光链路

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深空引力波探测的无拖曳控制技术研究

深空引力波探测的无拖曳控制技术研究

作者：王楠上海交通大学

学位级别：硕士

引力波是时空的涟漪,承载着引力相互作用的基本自由度。引力波覆盖了从10Hz到10Hz的宽阔频段,其中空间引力波探测主要对10Hz到10Hz范围内的引力波起源进行探究。空间引力波探测任务通常采用三星编队,每颗卫星内部放置两个自由漂浮的测... 详细信息

引力波是时空的涟漪,承载着引力相互作用的基本自由度。引力波覆盖了从10Hz到10Hz的宽阔频段,其中空间引力波探测主要对10Hz到10Hz范围内的引力波起源进行探究。空间引力波探测任务通常采用三星编队,每颗卫星内部放置两个自由漂浮的测试质量,构成三个迈克尔逊型干涉仪,通过测量不同卫星上测试质量之间的距离变化来探测引力波。由于空间引力波信号非常微弱,必须尽可能降低卫星平台上的残余扰动,消减卫星系统扰动对测量的影响。无拖曳控制技术是实现超静超精超稳平台的重要手段,因此成为空间引力波探测任务中的关键技术之一。本论文以太极计划卫星的构型和设计为背景,针对引力波探测任务过程中所需的无拖曳控制及高精度星间链路对准问题进行研究。首先,介绍了引力波探测卫星本体、两个测试质量和两个望远镜共同构成了一个19维的复杂动力学行为系统,建立了卫星本体与测试质量的轨道和姿态动力学方程、三星构成的空间圆编队相对动力学方程、卫星与测试质量之间的相对动力学及静电耦合方程,并分析了卫星在空间中受到的各种摄动因素。其次,根据引力波探测卫星的卫星构型和任务目标,将单颗卫星的复杂控制系统设计问题分解为无拖曳控制、悬浮控制、航天器姿态控制和星间激光指向控制等4个互联的控制子系统。进一步研究了各子系统的控制原理、输入来源、设计驱动因素,建立了全系统回路的耦合控制模型。并采用基于输入解耦的控制器设计方法,将复杂的MIMO(Multi Input Multi Output)问题分解为多个SISO(Single Input Single Output)问题,简化了控制器的设计。再次,针对引力波探测卫星的无拖曳控制回路,分析了控制回路设计约束,将一系列约束转换为灵敏度函数需求,采用H∞鲁棒控制方法设计了无拖曳控制器,并通过数字仿真验证了所设计的控制器能够使无拖曳控制轴达到所设定的性能。最后,针对引力波探测卫星星座中的激光链路高精度对准技术进行研究,解决300万公里超远星间距离、姿态传感器精度有限等约束带来的问题。考虑到星间激光的传播延时,根据编队卫星的轨道特性计算了超前角调整量,确保激光链路对接收星的覆盖。根据STR(Star Tracker)、CCD(Charge Coupled Device)和QPD(Quadrant Photodiode)三种姿态传感器的视场、分辨率等特性确定了激光捕获过程,设计了三级捕获策略来建立星间激光链路,即确定了敏感器切换过程、卫星-望远镜系统姿态运动过程和激光光路开闭过程。基于指向误差与稳定度指标、敏感器与执行机构特性和卫星-望远镜系统动力学模型,设计了一种PID控制器,作用于微推力器与望远镜关节角执行器,使望远镜能够对准所设计的指向。本文设计了无拖曳控制器、激光捕获策略及星间激光指向控制器,为实现引力波探测激光干涉测量提供了技术基础。但仍存在许多不足,在未来的研究中可以重点关注悬浮控制回路的设计以及捕获过程中的姿态确定方法设计。

关键词：引力波探测无拖曳控制星间激光链路超前角计算高精度对准

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卫星激光通信网络研究进展

光通信技术 2023年第5期47卷 37-44页

作者：张家铭西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

为了弥补卫星网络中使用微波无线通信的不足,卫星激光通信网络因具有高数据传输速率、体积小、重量轻、低功耗、小天线尺寸、抗干扰能力强等优点而备受关注。总结了国内外卫星激光通信网络研究进展,介绍了卫星激光通信网络的关键技术、... 详细信息

为了弥补卫星网络中使用微波无线通信的不足,卫星激光通信网络因具有高数据传输速率、体积小、重量轻、低功耗、小天线尺寸、抗干扰能力强等优点而备受关注。总结了国内外卫星激光通信网络研究进展,介绍了卫星激光通信网络的关键技术、卫星网络结构、星间激光链路几何结构、卫星网络路由算法等重要内容,最后展望了卫星激光通信网络的未来发展方向。

关键词：卫星激光通信卫星组网星间激光链路