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《电子科技大学》 2005年
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星间光通信ATP中捕获,跟踪技术研究

罗彤  
【摘要】:星间光通信是极具前景的通信方式。由于星上环境复杂,通信距离遥远,而可靠的光通信对跟瞄精度要求很高,所以,捕获,跟踪和瞄准(ATP)技术成为实现星间光通信的关键和难题。跟踪技术是实现整个ATP功能的核心,捕获是建立通信链路的前提。因此,对星间光通信ATP中的捕获和跟踪技术研究非常必要。 本文在简要介绍星间光通信及ATP技术的概念、关键技术、发展现状和趋势、以及各子系统组成及相关技术的基础上,对星间光通信ATP中的捕获技术,跟踪技术,精跟踪控制算法和精跟踪演示系统进行了比较深入的研究。 在星间光通信捕获技术研究方面,本文对捕获方案,捕获过程,捕获方式以及扫描方式进行了阐述。深入分析了捕获概率,提出了覆盖概率下扫描点重叠因子的计算方法。推导了在不同阈噪比和信噪比下的探测概率以及最佳捕获阈值电流。并对捕获链路进行了仿真研究。 在星间光通信跟踪技术研究方面,本文在跟踪误差统计模型研究的基础上,重点分析了跟踪误差对系统性能的影响,得出了在给定突发误差概率情况下,光束束宽与跟踪精度的优化关系;以及在IM/DD方式下,光束束宽、跟踪误差与误码率的优化关系,并分析计算了在不同跟踪误差和光束束宽情况下,系统给定误码率所需的最小发射功率。这些结论为星间光通信系统参数优化设计提供了依据。论文阐述了星间光通信系统的跟踪误差源,重点对探测器误差,卫星平台振动及振动抑制方法进行了研究。在星间光通信跟踪系统结构研究方面,论文对复合轴控制系统的结构,类型和工作原理进行了阐述,并分析了复合轴控制系统的性能。 本文首次将现代鲁棒控制理论应用于星间光通信精跟踪控制器的设计中。论文阐述了鲁棒控制的基本概念,相关理论和研究内容。对系统的鲁棒稳定和鲁棒性能进行了详细讨论,并介绍了H_∞/μ综合方法。根据精跟踪系统模型,利用H_∞/μ理论进行鲁棒控制器设计,并分析了精跟踪系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。论文对精跟踪探测器CCD帧频对系统跟踪带宽的影响也进行了分析说明。在此基础上,建立了星间光通信跟踪系统模型,并对其进行了仿真研究。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN929.1

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邵兵;激光星间通信终端精瞄微定位系统关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 王怡;空间激光通信中的若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王进;空间光通信ATP跟瞄误差分析及控制[D];电子科技大学;2006年
2 冯艳平;星间光通信ATP跟踪控制环路研究及FPGA实现[D];电子科技大学;2006年
3 唐娴;空间光通信中光学运动目标的数字检测系统方案设计及实现[D];电子科技大学;2006年
4 王旭;空间光通信APT跟踪算法研究及实现[D];电子科技大学;2006年
5 王轩;基于DSP的光通信APT跟踪系统的研究[D];长春理工大学;2007年
6 石涛;星间光通信双向跟踪稳定特性研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 陈昆;光无线通信伺服跟踪技术研究[D];华中科技大学;2007年
8 魏郎俊;激光通信APT系统的研究与设计[D];华中科技大学;2008年
9 潘亚君;光通信数据处理单元设计及振动干扰抑制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 徐敏;基于压电陶瓷驱动的精密偏转定位技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 闻传花,李玉权;空间激光通信中的光学系统[J];光通信技术;2003年07期
2 罗彤,胡渝,李贤,熊金涛;星间光链路(OISLs)中捕获系统分析及仿真[J];应用光学;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方水平;;电视跟踪系统仿真[J];北京工业职业技术学院学报;2008年02期
2 桂志国,薄瑞峰,韩焱;基于投影特征的图像匹配的快速算法[J];测试技术学报;2000年01期
3 傅信际,韩焱,袁保生,强小平;迭代模板匹配法在线监测系统的应用[J];测试技术学报;2001年03期
4 滕鹏;张斌;王庆欣;;电视制导炸弹偏导相关跟踪器仿真研究[J];电光与控制;2007年02期
5 吴文超;杜海文;韩统;王浩;;空地电视制导导弹作战使用研究[J];电光与控制;2008年07期
6 陈中起;罗寰;张斌;来强;;人在回路电视制导导弹最优发射区的确定[J];电光与控制;2009年09期
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8 刘子阳;丁达理;田宏理;;电视导引头作用距离影响因素研究[J];弹箭与制导学报;2004年S8期
9 鲁艺;周德云;滕鹏;王庆欣;;一种基于偏导相关的电视图像跟踪算法[J];弹箭与制导学报;2006年S3期
10 闻传花;苏洋;李玉权;张永智;;星间激光通信中接收系统的降噪分析[J];电子科技大学学报;2007年S2期
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1 袁纵横;朱宝平;张文涛;张静;;FSO中干扰和噪声的分析与抑制[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
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1 赵芳;基于单模光纤耦合自差探测星间光通信系统接收性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 宋义伟;潜望式卫星光通信终端45度镜空间温变特性及影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 刘超;光束闪烁及瞄准误差对无线光通信链路影响机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 王东升;视频运动目标检测及其实时处理系统研究[D];电子科技大学;2004年
5 王莉;引信与武器系统信息交联中的光学装定技术研究[D];南京理工大学;2006年
6 王怡;空间激光通信中的若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 石利霞;机载光电对抗稳定平台目标跟踪干扰技术研究[D];长春理工大学;2009年
8 白旭;电视制导中图像处理算法和信息安全问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 郭伟;复杂背景下红外目标检测与跟踪[D];西安电子科技大学;2008年
10 姜义君;星地激光通信链路中大气湍流影响的理论和实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晶南;红外无线激光通信系统研究[D];长春理工大学;2010年
2 姜涛;数字视频在多光轴动态同步检测中的应用[D];长春理工大学;2010年
3 于金淼;车载图像采集与处理系统的研究[D];长春理工大学;2010年
4 曾欣欣;基于单摄像头的360度旋转跟踪系统[D];昆明理工大学;2009年
5 胡婷婷;星地光通信系统ATP软件控制模块研制[D];电子科技大学;2010年
6 马燕;图像目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 熊桂芳;基于GPS/MANET的大气激光通信APT系统研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 罗金城;电视图像跟踪系统的DSP设计[D];西安电子科技大学;2011年
9 黄爱玲;运动目标模拟场景产生系统的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
10 张先武;大气激光通信脉冲位置编码技术研究[D];南京理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马东堂,魏急波,庄钊文;空间激光通信及应用[J];半导体光电;2003年02期
2 谭千里;四象限探测器组件在激光制导技术中的应用[J];半导体光电;2005年02期
3 郭玉彬;光无线通信系统及其应用[J];长春邮电学院学报;2000年04期
4 熊金涛,胡成;空间激光通信APT系统误差信号的特性分析[J];电子科技大学学报;2001年05期
5 胡渝,刘华;空间激光通信技术及其发展[J];电子科技大学学报;1998年05期
6 李贤,周宇,曾广荣;半导体激光器的光学准直[J];电子科技大学学报;1998年05期
7 赵晓丽,韩焱;运动目标检测方法的比较[J];电脑开发与应用;2004年04期
8 谭立英,马晶,黄波;卫星光通信系统及其发展[J];电信科学;1999年01期
9 牛征;;CMOS电路中的闩锁效应研究[J];电子与封装;2007年03期
10 陈大任;压电陶瓷微位移驱动器概述[J];电子元件与材料;1994年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 魏波;点时空约束图像目标跟踪理论与实时实现技术研究[D];电子科技大学;2000年
2 邵兵;激光星间通信终端精瞄微定位系统关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 温涛;无线激光通信中ATP关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张永健;光通信精跟踪系统的研究与设计[D];电子科技大学;2003年
【二级引证文献】
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1 孙文昌;袁丹;;宽视角光学接收天线研究与进展[J];大众科技;2012年06期
2 林均仰;王建宇;张亮;贾建军;舒嵘;;高带宽量子通信信标跟踪技术研究[J];光通信技术;2010年07期
3 王鹏;邢柳;马永青;;无线激光通信APT系统设计[J];光通信技术;2011年03期
4 张亮;王建宇;贾建军;林俊仰;;基于CMOS的量子通信精跟踪系统设计及检验[J];中国激光;2011年02期
5 张丽娴;冯振元;;高新技术在通信系统中的应用[J];数字技术与应用;2012年04期
6 谢春玉;孙璟宇;王中宇;;无人机激光协同系统设计方案及仿真分析[J];微计算机信息;2009年22期
7 刘瑞雄;张涛;;自由空间激光通信中的APT技术分析[J];现代电子技术;2010年07期
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1 李大社;海上激光大气通信中传输关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
2 郑燕红;卫星激光通信终端系统捕获瞄准跟踪技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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1 陈洪生;基于IBIS5的APT系统视频跟踪器技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 张男;光通信系统跟踪精度测试方法研究[D];长春理工大学;2010年
3 叶云峰;基于液晶的非机械式ATP关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
4 余向英;自由空间激光视频传输系统研究[D];长春理工大学;2011年
5 王勇;基于LUPA300的高帧频APT精跟踪成像技术研究[D];长春理工大学;2011年
6 岳志研;基于微反射镜阵列的激光光束跟踪方法研究[D];长春理工大学;2011年
7 李长江;深空光通信瞄准捕获跟踪扩展信标算法的FPGA硬件实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 徐鹏;反常声光偏转系统动态性能与逆向光路特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 聂晓倩;新型高精度二维调平台结构研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
10 刘飞;湍流对部分相干双曲余弦高斯列阵光束扩展和光束传输因子的影响[D];四川师范大学;2011年
【相似文献】
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1 唐涛,熊辉,魏急波,庄钊文;大气光通信PAT子系统指标初步设计分析[J];红外与激光工程;2002年03期
2 姜复兴,陈希军,吴征能;提高图象跟踪精度的一种算法[J];应用激光;2001年06期
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4 熊金涛,张秉华;自由空间光通信ATP地面模拟系统研制[J];电子科技大学学报;1998年05期
5 张秉华,熊金涛,胡渝;光通信中光束瞄准的误差分析[J];电子科技大学学报;1998年05期
6 姜复兴;PAT控制系统设计[J];自动化技术与应用;2002年01期
7 马迁 ,胡爱群 ,朱志明 ,边柱;CDMA移动台接收机的实现研究[J];电子技术应用;2001年11期
8 马迁,胡爱群,朱志明,疏朝明;CDMA移动台接收机的研究与实现[J];通信技术;2001年09期
9 马峻,李思敏;空间光通信ATP技术应用与研究进展[J];光电子技术与信息;2005年05期
10 余杨,张旭苹;基于焦面阵列FPA(CCD)探测器的捕获、跟踪和瞄准系统研究[J];应用激光;2005年04期
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1 徐科华;马晶;谭立英;;深空激光通信的发展现状[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集[C];2005年
2 余杨;周献中;叶彪明;;带跟瞄功能的视觉眼孔通信模型研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
3 薛垠;杨武利;汪长春;府寿宽;;PMMA纳米水凝胶形成过程的跟踪观测研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
4 孙帅;宋玉贵;;弹道跟踪转镜成像研究[A];2010年西部光子学学术会议摘要集[C];2010年
5 周萍;;浅谈跟踪审计在交通工程建设项目中的主要做法及作用[A];全国城市公路学会第十六届(2007)学术年会论文集[C];2007年
6 田星;;高斯描绘子在识别雷达回波轮廓上的应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 张智炜;徐远新;吴涛;;被动声纳浮标阵对潜跟踪方法及定位能力研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
8 严秋月;季源;;2030彩涂机组钢卷缺陷翻送[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
9 谢勇;皮亦鸣;;GPS软件接收机设计和实现[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
10 杨逸;何春;唐广;陆辉;;一种基于自适应滤波算法的扩频码捕获方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
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1 周恒祥;谁能“不怕跟踪”[N];工人日报;2000年
2 记者 王斌;跟踪一汽发展吉林汽配业[N];中国机电日报;2001年
3 本报记者 廖新军;“跟踪股票”:登陆欧洲的创新工具[N];国际金融报;2000年
4 徐琨 陈干渠;采取专题公开跟踪评议方法[N];人民政协报;2001年
5 王敦民;优惠政策是否落实要跟踪[N];中国乡镇企业报;2001年
6 记者 林中明;上海:249双慧眼“跟踪”执法[N];检察日报;2000年
7 记者 李佳路;跟踪特快专递[N];新华每日电讯;2002年
8 彭继民 史月英;外商在华投资跟踪[N];中国乡镇企业报;2000年
9 周甲禄 林炎 周红章;湖北:网上跟踪黑司机[N];新华每日电讯;2002年
10 黄利杰 田靖;逮捕案件应跟踪全过程[N];检察日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗彤;星间光通信ATP中捕获,跟踪技术研究[D];电子科技大学;2005年
2 刘丹平;空间光通信中高精度对准信息获取方法研究[D];电子科技大学;2005年
3 梁坤;高灵敏度GPS接收技术中几个关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(国家天文台);2008年
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5 杨广林;主动视频监控中若干问题的研究[D];燕山大学;2006年
6 汤红吉;不确定时滞系统的鲁棒控制[D];华东师范大学;2005年
7 何波;OFDM系统同步及自适应链路技术研究[D];北京邮电大学;2006年
8 王韬;基于阵列天线的空中目标搜索与跟踪[D];重庆大学;2006年
9 王秀贞;超宽带无线通信及其定位技术研究[D];华东师范大学;2010年
10 李春霞;高动态条件下伪码相关特性及其应用研究[D];国防科学技术大学;2005年
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1 李延辉;压制干扰下GPS接收机的捕获与跟踪性能分析[D];华中科技大学;2005年
2 韩旭东;无线激光通信系统的改进[D];东南大学;2006年
3 段文娟;GPS接收机基带处理器研究与设计[D];北京交通大学;2008年
4 姜冰心;高灵敏度GNSS软件接收机的同步技术研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 蒋晓燕;多点无线扩频通信系统数字化接收技术的研究与FPGA实现[D];电子科技大学;2008年
6 李勇;基于DS-UWB的扩频系统算法仿真及电路实现[D];西安理工大学;2007年
7 胡雨;电子文件管理系统捕获需求规范研究[D];中国人民大学;2008年
8 荆文芳;飞机红外图像的检测、识别与跟踪技术研究[D];西北工业大学;2006年
9 邓涛;直扩MSK调制解调和差错控制技术研究[D];电子科技大学;2006年
10 苗祺;软件GPS接收机教学与研发平台的设计与实现[D];天津师范大学;2006年
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