機載激光通信的視軸指向技術(shù)研究.pdf

1、機載激光通信鏈路建立的前提是通信雙方快速捕獲、實現(xiàn)視軸對準(zhǔn)，但是由于機載平臺機動性強、速度快、運動軌跡難以預(yù)測，所以機載激光通信的實現(xiàn)必須建立在捕獲、對準(zhǔn)、跟蹤(APT)的基礎(chǔ)之上。而視軸初始指向作為捕獲中的第一步，是能否成功捕獲、捕獲概率大小以及捕獲時間長短的決定性因素。所以，為了實現(xiàn)粗跟蹤系統(tǒng)高精度的視軸指向，必須在保證視軸穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)通信雙方位置、姿態(tài)信息的實時精確解析，從而為捕獲、對準(zhǔn)和跟蹤提供保障。
　　首先，本文

2、介紹了機載激光通信APT分系統(tǒng)的組成和工作原理，同時分析了機載激光通信的視軸指向誤差影響因素。提出了基于全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的視軸初始指向算法，通過解算GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實時更新的數(shù)據(jù)得出指向角度，進(jìn)而控制二維轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動實現(xiàn)通信雙方的視軸指向。并詳細(xì)介紹了機載激光通信的視軸指向系統(tǒng)模型。
　　然后，針對機載平臺的非線性振動以及通信終端的相對運動造成視軸穩(wěn)態(tài)誤差較大的問題，本文設(shè)計了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)的PID控制方法以消除機載平臺振動帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并詳細(xì)分析了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制方法的組成和工作原理。
　　最后，通過仿真實驗驗證了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法可以消除平臺振動帶來的視軸穩(wěn)定誤差，并且具有較快的響應(yīng)速度和較強的魯棒性。并通過建立模擬實驗系統(tǒng)，對基于GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的初始指向技術(shù)在機載激光通信的視軸指向過程中的性能進(jìn)行了研究，并從指向精度方面對視軸指向算法進(jìn)行驗證。實驗結(jié)果表明，該視軸指向技術(shù)滿足機