基于GPS-INS運動二維轉(zhuǎn)臺的指向技術(shù)研究.pdf

1、自由空間激光通信(FSO)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、協(xié)議透明、通信容量大、高保密性和無需頻譜許可等優(yōu)點，目前成為國內(nèi)外星地通信研究的熱點。國外已經(jīng)實現(xiàn)了機載激光通信、星地激光通信等移動平臺間的激光通信，國內(nèi)也正在積極開展飛機間、衛(wèi)星間激光通信以及星地激光通信的研究。
　　對于基于運動平臺的激光通信系統(tǒng)，因通信距離遠、光束窄以及存在外界干擾（大氣影響，平臺角運動及振動等），必須采用捕獲(Acquisition)，跟蹤(Tracking)和

2、瞄準(Pointing)技術(shù)來建立維持光通信鏈路，該技術(shù)簡稱ATP技術(shù)。
　　其中，捕獲技術(shù)作為跟蹤和瞄準的前提，用來快速建立激光通信鏈路或者恢復(fù)中斷的通信鏈路。ATP系統(tǒng)的視場能否準確轉(zhuǎn)到不確定區(qū)域，直接決定了通信鏈路是否能夠建立，并且決定了通信鏈路維持時間。為快速建立穩(wěn)定而高效的通信鏈路從而為捕獲、跟蹤和瞄準提供保障，本課題對基于GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的初始指向技術(shù)進行了研究，并搭建了指向系統(tǒng)。
　　論文對捕獲方法進

3、行分析，詳細推導(dǎo)了分行式螺旋掃描方式下的捕獲概率、掃描時間函數(shù)及平均捕獲時間的數(shù)學表達式，進行了MATLAB仿真分析，并通過室內(nèi)實驗進行了驗證。論文主要提出了初始指向算法，詳細地推導(dǎo)了指向算法中的坐標轉(zhuǎn)換過程，通過對實時更新的GPS/INS數(shù)據(jù)進行解算得出指向角度。然后設(shè)計并搭建了相應(yīng)地指向系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并且設(shè)計編寫了上位機軟件可以對指向系統(tǒng)進行監(jiān)顯和控制。接著通過實驗室內(nèi)測試實驗得到了本系統(tǒng)的定位精度，通過外場指向?qū)嶒烌炞C了動態(tài)指向