| 【中文题名】 | 空间光通信ATP跟瞄误差分析及控制 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-28 |
| 【中关键词】 | 空间光通信,ATP,跟瞄误差模型,误差分析,突发误差概率, |
| 【英关键词】 | free-space optical communication,ATP,pointing error model,error analisis, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线通信>光波通信、激光通信>> |
| 【论文摘要】 | 由于空间光通信具有高速、大容量、高保密性以及强抗干扰等优点，因此能够很好的满足未来天基综合信息网的海量数据实时、安全传输。而窄的激光发射光束对准、捕获、跟踪是空间光通信一大难题，ATP技术性能关系到光通信质量好坏甚至成败，因此ATP技术是空间光通信系统的一项关键支撑技术。由于空间环境复杂，来自卫星内部、外部的各种干扰经常会造成接收端光束随机抖动，这种随机抖动体现在接收端即为跟踪误差随机变化，严重影响跟踪精度，极大的恶化了通信质量。
本论文从理论上分析了空间光通信跟瞄误差的属性，运用随机过程理论分析了跟瞄误差的概率密度及其分布，在水平和俯仰满足圆对称的条件下，根据水平和俯仰跟踪误差的零均值高斯概率密度模型和非零均值高斯概率密度模型，推导了跟踪误差在径向跟踪误差概率密度服从Rayleigh分布模型和Rician分布模型。基于这两个模型，更进一步分析了跟踪误差对通信链路性能的影响，仿真分析了随机跟瞄误差和系统偏置误差对突发误差概率和误码率的影响，最后在跟瞄误差和误码率的约束条件下，给出了光束发散角的优化值，该优化值对系统设计具有重要的参考价值。
更进一步结合实际系统，分析了空间光通信... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 引言 |
8-19 |
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1.1 空间光通信概述 |
8-9 |
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1.2 空间光通信系统中AIP技术意义 |
9-10 |
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1.3 空间光通信技术的国内外发展状况 |
10-18 |
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1.3.1 空间光通信国外发展概况 |
10-16 |
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1.3.2 空间光通信国内发展概况 |
16-17 |
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1.3.3 空间光通信技术发展趋势与展望 |
17-18 |
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1.4 课题基本内容与本人承担的工作 |
18 |
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1.5 本文结构 |
18-19 |
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第二章 跟瞄误差统计模型分析 |
19-34 |
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2.1 跟瞄误差理论 |
19-20 |
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2.2 跟瞄误差统计模型 |
20-27 |
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2.2.1 Rayleigh分布跟瞄误差统计模型 |
22-24 |
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2.2.2 引入系统误差后的Rician分布跟瞄误差统计模型 |
24-25 |
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2.2.3 跟瞄误差统计模型分析 |
25-27 |
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2.3 跟瞄误差对空间光通信系统性能的影响 |
27-34 |
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2.3.1 跟踪误差对突发误差概率的影响 |
27-31 |
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2.3.2 跟踪误差对误码率影响 |
31-34 |
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第三章 空间光通信AIP系统跟瞄误差因素分析 |
34-51 |
|
3.1 引言 |
34 |
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3.2 空间光通信传感器误差 |
34-37 |
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3.2.1 光电传感器CCD误差 |
34-35 |
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3.2.1.1 光电探测器噪声引入误差 |
34-35 |
|
3.2.1.2 CCD不均匀性引入误差 |
35 |
|
3.2.1.3 CCD空间量化误差 |
35 |
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3.2.2 光电码盘误差 |
35-37 |
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3.3 空间光通信ATP系统光斑图像定位算法误差 |
37-43 |
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3.3.1 空间光通信CCD图像噪声模型 |
37-40 |
|
3.3.2 光斑定位算法 |
40-42 |
|
3.3.2.1 质心定位 |
40 |
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3.3.2.2 形心定位 |
40-41 |
|
3.3.2.3 峰值定位 |
41 |
|
3.3.2.4 边缘定位 |
41-42 |
|
3.3.2.5 相关定位 |
42 |
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3.3.3 高斯-泊松混合噪声模型下光斑定位误差 |
42-43 |
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3.4 动态跟踪滞后误差 |
43-44 |
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3.5 卫星平台振动误差 |
44-48 |
|
3.5.1 典型的卫星平台振动功率谱密度 |
46-48 |
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3.5.2 振动对跟瞄精度的影响 |
48 |
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3.6 万向节低速抖动造成误差 |
48-49 |
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3.7 空间光通信ATP系统跟瞄精度分配 |
49-51 |
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第四章 空间光通信ATP跟瞄误差控制 |
51-64 |
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4.1 空间光通信ATP跟瞄误差控制设计方案 |
51-52 |
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4.2 粗跟踪误差控制组件 |
52-54 |
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4.3 精跟踪控制组件 |
54-60 |
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4.3.1 跟瞄误差信号探测单元 |
55-56 |
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4.3.2 跟瞄误差控制单元 |
56-58 |
|
4.3.3 误差控制执行单元 |
58-60 |
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4.4 ATP系统跟瞄误差控制实验及结果分析 |
60-64 |
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4.4.1 跟踪误差控制实验原理 |
60-61 |
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4.4.2 实验结果及分析 |
61-64 |
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第五章 总结 |
64-65 |
|
致谢 |
65-66 |
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参考文献 |
66-69 |
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作者攻硕期间取得的研究成果 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.353227 |
