舰船间激光通信系统视轴捕获技术

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动态空间激光通信系统视轴初始指向建模及验证_赵馨

２空间激光通信系统
空间激光通信系统按其通信模式可以分为强度调制／直接检测（ＩＭ／ＤＤ）和相干通信方式两种。其基本通信流程如图１所示。由图１可以看出，由于两种方式所采用的通信体制不一样，其基本流程也不一致。ＩＭ／ＤＤ体制采用信标光和通信光体制，即存在粗信标光、精信标光、通信光，只有在实现稳定粗精跟踪后，才会发射通信光。而相干体制采用无信标光，用通信光完成捕获、通信。［１，１０－１１］因此，二者在结构、组成、捕获、跟踪、通信等方面都有差异。但是，其初始指向部分没有任何差异，都是通信视轴从零位开始转动，到指向通信对方所在不确定区域（ＦＯＵ）的过程。基本示意图如图２所示。原理是在己方位置、己方姿态，对方位置已知情况下，通信双方在完全时统的条件下，使用坐标转换计算视轴互指的方位角和俯仰角，将此角度信息驱动转台带
北东天（ＮＥＵ）坐标系ｎ：坐标原点自设，一般设置与测试坐标系同原点，ｙｎ轴为地理真北方向（北）；ｘｎ为地球自转切向东，ｚｎ轴垂直水平面向上（天），右手系。
测量坐标系ｂ：由使用的测试仪器决定，原点设置在测试仪器中心，ｘｂ轴沿测试仪器横轴向右，ｙｂ轴沿测试仪器纵轴向前，ｚｂ轴垂直ｘｂ轴和ｙｂ轴，构成右手坐标系（不同厂家生产的测试仪器，坐标轴方向规定会存在差异）。

《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》范文

《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》篇一高频地波雷达与S点迹融合算法研究一、引言在现代海上交通管理和安全领域，雷达技术以其非接触式探测和高实时性的优势扮演着至关重要的角色。

高频地波雷达作为一种广泛应用的雷达类型，对海洋环境中的动态目标和信息捕捉具有重要的实用价值。

此外，船舶自动识别系统（S）作为一种重要的信息通信手段，为船舶提供位置、速度等关键信息。

为了更有效地利用这些信息，高频地波雷达与S点迹融合算法的研究显得尤为重要。

本文将详细探讨高频地波雷达与S点迹融合算法的原理、方法及其应用。

二、高频地波雷达技术概述高频地波雷达是一种利用高频电磁波在地表传播的雷达系统，其探测范围广、抗干扰能力强，适用于海上交通管理、海洋环境监测等领域。

地波雷达的原理是利用地面作为反射面，接收来自目标物体的回波信号，从而获取目标的位置、速度等信息。

三、S系统及点迹数据特点S系统是一种基于卫星定位和数字通信技术的船舶自动识别系统，可以实时提供船舶的位置、速度、航向等关键信息。

S点迹数据具有实时性高、准确性强的特点，但受限于卫星信号的覆盖范围和船舶设备的安装情况。

四、高频地波雷达与S点迹融合算法为了充分利用高频地波雷达和S系统的优势，实现两者的数据融合具有重要的现实意义。

点迹融合算法是实现在同一坐标系下对两种不同来源的数据进行融合的关键技术。

本文将介绍一种基于卡尔曼滤波的点迹融合算法。

卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波器，适用于处理具有噪声的数据。

在点迹融合中，卡尔曼滤波可以通过预测和更新步骤对地波雷达的原始数据进行处理，并根据S点迹数据进行调整，从而得到更准确的融合结果。

该算法可以有效地解决数据间存在的噪声和干扰问题，提高数据处理的精度和稳定性。

五、实验与结果分析为了验证高频地波雷达与S点迹融合算法的有效性，我们进行了多组实验。

实验结果表明，通过采用卡尔曼滤波等点迹融合算法，可以显著提高数据的准确性和可靠性。

在复杂多变的海洋环境中，融合后的数据能够更准确地反映目标的位置和速度信息，为海上交通管理和安全提供了有力支持。

星间光通信中的瞄准、捕获和跟踪

在卫星光通信系统进行通信之前，发射端的光波波束必须要准确地对准光接收机即在接收机的接收光场内以建立光通道。由于卫星自身振动和
有两种方法：一是利用事先注入的方法，要求在地面精密定轨时有高精度的地面外推初值；二是利用高精度模型进行星上实时计算方法，这个方法对星上的计算能力和算法要求很高。在准确掌握了通信双方的相互位置和姿态后，
关键词激光通信星问光通信
中图分类号Ｔ９９１Ｎ２．
ＰＴＡ
Ｐｉｔｇ，Ａｃｕｓｔｎａｄ＇ａｌｎｅｈｎｌｇｎｅｏｎｎｉｑｉｉｏｎｒｃａｇＴｃｏｏｙｉＩｔｒ—Ｓｔｌ￣ＯｐｉａｍｍｕｉａｉｎｉｒｎａｅｌｉｔｌｃＣｏｎｃｔｏ
现起来难度较大。
２星间光通信的捕获技术
天线扫描捕获技术是ＰＴ系统中的关键技术Ａ之一。主要用于星间光通信链路的建立和恢复。
线通信所无法比拟的优点，在星间通信中具有重要作用。由于卫星光通信的光束很窄（ｒ量级）传输距离又在几万公里ｔｄｔａ，
ＶｋＩ自身存在振动和相对高速运动，自动瞄准、获和跟踪（Ａ）Ｘ：Ｉ￣．因此捕ＰＴ技术成为了星问光通信的关键技术之一。分析了影响星间光通信中捕获、和跟踪的因素，探讨了其工作的一般过程和方法。瞄准着重
ｃｍｔｅｔｎｈｓａｔｌｎｙｅｈａｔｒ￣ｕｎｅＯｈＡｏｍｉａｉ．ＴｉｒｃｅａａｓｓｔｆｃｏｓｏｉｅｅｉｔＰＴ，ａｄｐｔｅｈｓｎｉｅｅａｐｏｅｕｅｎｔｏｓｏｉｌｅｆｔｌｅｎｕｓｍｐａｉｏｔｇｎｒｌｒｃｄｒｓａｄｍｅｄ。ｓｓｈ

激光通信技术论文

激光通信技术论文激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势，下面是店铺整理了激光通信技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!激光通信技术论文篇一卫星激光通信技术摘要：激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势，广泛应用在卫星与卫星之间的高速数据传输。

文章介绍了卫星激光通信技术的特点及系统组成，详细分析了卫星激光通信的关键技术。

最后结合国内外卫星激光通信技术的发展现状和水平，提出了我国大力发展卫星激光通信技术和应用系统的建议。

关键词：卫星激光通信;激光通信;数据传输引言目前卫星通信主要是微波通信，随着航天技术应用的逐步深入，微波通信中的频率资源已经显得越来越紧张，且经常性出现频率干扰问题，数据量越来越大，传统的微波通信已经不能满足未来航天通信的需求，因此急需开发新的通信手段来弥补未来通信的不足。

卫星与卫星之间的无线激光通信是一项崭新的卫星通信体制，相对于现有的卫通技术而言，具有以下技术特点和优势：(1)通信速率高，激光通信通信速率能达到10Gbps或者更高。

(2)体积小、重量轻、功耗低。

(3)不存在频率干扰问题，由于卫星与卫星之间采用点对点无线激光通信，因此基本上不存在干扰问题。

(4)隐蔽通信和抗干扰能力更强。

由于卫星激光通信具有极窄的束散角，不容易被侦察和被干扰。

(5)作用距离更远，是未来深空高速数据传输的理想技术手段。

深空探测从环月的几十万千米到几百万千米(甚至更远)，对通信频段提出了更高的要求。

1 国内外卫星激光通信发展现状1.1 国外发展现状分析20世纪60年代，国际上就开始了空间光通信技术的研究，主要进展如下。

1.1.1 欧空局光通信欧洲空间局(ESA)于1986年提出了SILEX计划，经过几十年的发展先后进行了低轨道卫星与同步轨道卫星之间、GEO与地面的激光通信实验(见图1)。

低轨道终端搭载在法国地球观测卫星SPOT4上，高轨道终端OPALE搭载在ARTEMIS卫星上。

运动平台捕获跟踪与瞄准系统视轴稳定技术研究

与算法优化是实现高精度视轴稳定的关键环节。常用的数据处理方法包括卡尔曼滤波、最小二乘法、神经网络等。通过数据处理与算法优化，可以降低外部环境因素对视轴稳定的影响，提高光电平台的性能和精度。
三、结论
高精度机载光电平台视轴稳定技术是当前研究的热点问题。通过对控制系统、传感器技术、执行机构设计以及数据处理与算法优化的研究，可以进一步提高光电平台的性能和精度，为军事侦查、远程监控、科研测量等领域的发展提供强有力的技术支持。未来，随着科技的不断发展，高精度机载光电平台视轴稳定技术将会得到更广泛的应用和推广。
3、执行机构设计
执行机构是实现视轴稳定的关键部分。在设计执行机构时，需要考虑机构的响应速度、精度、可靠性等因素。常用的执行机构包括电机、液压系统等。其中，电机具有体积小、重量轻、效率高的优点，但需要精确的控制算法；液压系统具有力矩大、稳定性好的优点，但响应速度较慢。因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的执行机构。
1、控制系统设计
控制系统是高精度机载光电平台视轴稳定技术的核心部分。在设计控制系统时，需要考虑系统的稳定性、快速性、准确性。常用的控制方法包括PID控制、模糊控制、最优控制等。其中，PID控制由于其简单、稳定、可靠的特点，被广泛应用于实际工程中。
2、传感器技术
传感器在视轴稳定系统中起着至关重要的作用。它能够实时获取光电平台的姿态信息，并将其传递给控制系统。常用的传感器包括陀螺仪、加速度计、GPS 等。其中，陀螺仪能够提供准确的姿态信息，但存在漂移误差；加速度计能够提供重力方向的信息，但易受外部振动的影响；GPS能够提供全球定位信息，但精度较低。因此，在实际应用中，需要结合多种传感器的优点，进行优化组合。
一、视轴稳定技术概述
视轴稳定技术是通过对光电平台的姿态进行控制，使其在各种环境条件下保持视轴稳定的一种技术。其基本原理是通过传感器获取光电平台的姿态信息，再通过控制系统对平台进行相应的调整，使其始终保持稳定的视轴指向。这种技术广泛应用于军事侦查、远程监控、科研测量等领域。

舰载激光雷达系统技术研究及应用探索

舰载激光雷达系统技术研究及应用探索随着科技的不断发展，舰载激光雷达系统逐渐成为了军事领域的热门话题。

作为战争中的关键技术之一，舰载激光雷达系统大大提高了军队的战斗效率和胜利概率。

本文将就舰载激光雷达系统的技术研究以及应用探索进行探讨。

一、舰载激光雷达系统的概述舰载激光雷达系统是一种利用激光波束进行测量和探测的雷达系统。

它主要由准直器、扫描器、光学接收器、控制部件和数据处理器等组成。

相比传统雷达系统，它具有极高的精度和强大的抗干扰能力，同时也能够在复杂的环境下进行作战。

二、技术研究舰载激光雷达系统的技术研究主要集中在以下几个方面：1. 激光束的控制技术由于激光雷达系统输出的是高能的激光束，因此控制激光束的方向和强度是非常关键的。

目前，研究人员主要借助于光学元件的设计和激光发射的稳定技术，来控制激光束的探测区域和扫描方向。

2. 光电子技术光电子技术可以提高激光雷达系统的精度和灵敏度。

研究人员可以通过增加传感器的数量，提高数据采集的频率和精度，来达到更高的检测效果。

3. 频谱处理技术舰载激光雷达系统的频谱处理技术可以在收到的激光信号中提取目标所在的频率。

通过对信号进行处理，研究人员可以更加准确地判断目标的种类和位置。

三、应用探索1. 战术作战舰载激光雷达系统可以在海上监控和定位敌方舰船，同时通过激光束照射，使其暂时失去行动能力。

这种技术可以在战斗中取得非常好的效果。

2. 海洋科学舰载激光雷达系统可以用于海洋深度测量和海底探测，通过计算激光反射的时间和强度，可以得到海洋底部的形状和结构信息，为海洋科学研究提供有力的依据。

3. 环境监测舰载激光雷达系统可以用于监测大气、水体和污染物等环境参数。

与传统监测方法相比，它具有快速、精准、实时等优点。

四、总结舰载激光雷达系统的技术研究和应用探索不断深入，为军事、科研、环保等领域带来了新的机会和挑战。

相信随着技术的进步，这一系统将会在未来的战争和平时期中发挥出更加重要的作用。

自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究的开题报告

自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究的开题报告题目：自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究一、选题意义激光通信具有传输速度快、带宽宽、信息安全性高等优势，是未来通信技术的发展方向。

在自由空间激光通信中，由于气象和其他环境因素的影响，通信质量不稳定，其捕获技术决定着系统的稳定性和可靠性。

因此，开展自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术的研究，对推动激光通信技术的发展具有重要意义。

二、研究内容1、自由空间激光通信系统的原理和特点分析。

2、自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术研究，包括信号检测、预处理、信号定位和跟踪、误差校正等环节的优化与改进。

3、基于仿真和实验研究，验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性，并对其性能进行评估。

三、研究目标1、实现自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术，降低系统捕获时间和提高系统稳定性，使其适应不同天气和环境条件下的工作。

2、针对现有自由空间激光通信系统的不足，提出改进措施，优化系统性能，为自由空间激光通信系统的实际应用提供技术支撑。

四、研究方法1、理论分析与模拟仿真。

通过建立模型和模拟仿真，研究自由空间激光通信系统中高概率、快速捕获技术的实现原理和性能，为后续实验提供理论依据。

2、实验研究。

根据仿真结果对自由空间激光通信系统进行实验研究，验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性，并对其性能进行评估。

五、进度安排第一阶段（前期准备）1、文献调研：对现有的自由空间激光通信系统和捕获技术进行综述和分析。

2、理论分析与仿真：建立自由空间激光通信系统的数学模型，进行仿真分析。

第二阶段（中期实施）1、系统优化设计：根据仿真结果，针对系统实际工作环境和应用需求，对系统进行优化设计。

2、实验研究：设计实验方案，进行实验研究，验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性，并对其性能进行评估。

第三阶段（后期总结）1、数据分析与总结：对实验数据进行分析和总结，完善自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术。

基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案

基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案目录一、1 概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 研究目的与内容 (4)1.3 研究方法与技术路线 (5)二、卫星通讯技术基础 (6)2.1 卫星通信原理 (8)2.2 卫星通信系统组成 (9)2.3 卫星通信频段选择 (11)2.4 卫星天线设计与优化 (12)三、船舶无线局域网需求分析 (14)3.1 船舶无线局域网的业务需求 (15)3.2 船舶无线局域网的技术需求 (16)3.3 船舶无线局域网的安全需求 (18)四、基于卫星通讯的船舶无线局域网架构设计 (19)4.1 网络拓扑结构设计 (20)4.2 核心网络设备选择 (21)4.3 边缘节点设备选择 (22)4.4 用户终端设备选择 (23)4.5 网络安全策略设计 (24)五、基于卫星通讯的船舶无线局域网实现方案 (26)5.1 硬件设备安装与调试 (27)5.2 软件系统开发与集成 (28)5.3 系统集成测试与验证 (30)5.4 实际应用案例分析 (31)六、结果分析与讨论 (32)6.1 实现效果评估 (33)6.2 技术优势与不足分析 (34)6.3 对未来研究方向的展望 (35)七、结论与建议 (36)7.1 主要研究成果总结 (37)7.2 建议和展望 (38)一、1 概述随着卫星通信技术的不断发展，越来越多的船舶开始采用卫星通讯作为其通信手段之一。

为了满足船舶在无线局域网方面的需求，本文提出了一种基于卫星通讯的船舶无线局域网解决方案。

该方案旨在为船舶提供一个稳定、可靠、高速的无线网络连接，以满足船上的通信、导航、监控、数据传输等方面的需求。

通过利用卫星通讯技术，该解决方案可以实现在全球范围内的无缝覆盖，为船舶提供稳定的网络连接。

该方案还可以提供多种增值服务，如远程监控、数据传输等，从而提高船舶的安全性和运营效率。

该方案还可以为船员提供便捷的网络接入方式，丰富他们的娱乐生活。

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第３９卷第６期２０ｌ６年ｌ２月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔａｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
通过理论建模分析，优化捕获系统中的参数，包括捕获概率、捕获不确定区域，以及捕获时间等。结合具体使用器件对捕
获系统参数进行了设计，并通过野外舰船间试验对其进行测试，实验结果测试捕获概率优于９８％，不确定区域大小为
２６ｒｎｒａｄ，捕获时间优于３０ｓ。
ｌｅｍｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｄｉｆｉｆｃｕｌｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｈｉｐｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａ－ｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｈｉｐｓｃａｐｔｕｒｅｄ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｈｉｐｓｃａｐｔｕｒｅｓｙｓ — ｔｅｎ，ｔｒｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃａｐｔｕｒｅｓｔｒａｔｅｇｙ，ａｎｄｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｃａｐｔｕｒｅｔｉｍｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｎｄａｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｐｔｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒａａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｎ —
摘
要：空间激光通信逐渐成为舰船间通信新型手段，但捕跟问题是舰船间激光通信最大的难点，阐述了舰船间激光通信
捕获特点，分析了舰船间激光通信捕获系统的组成、工作原理和捕获策略，并着重研究捕获概率和捕获时间的影响因素，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐａｃｅｌａｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｍｅａｎｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｈｉｐｓ，ｂｕｔｃａｔｃｈｐｒｏｂ —
Ｉｎｔｅｒ－ｓｈｉｐｂｏｒｎｅＬａｓｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ
ＳＯＮＧＹａｎｓｏｎｇ，ＺＨＡＯＸｉｎ，ＤＯＮＧＫｅｙａｎ，ＣＨＡＮＧＳｈｕａｉ，Ｄ０ＮＧＹａｎ
Ｖｏｌ＿３９Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２０１６
舰船间激光通信系统视轴捕获技术
宋延嵩，赵馨，董科研，常帅，董岩。
（１．长春理工大学空间光电技术研究所，长春１３００２２；１３００２２）２．长春理工大学电子信息工程学院，长春
关键词：舰船激光通信；不确定区域；捕获时间；捕获概率
中图分类号：
ＴＮ９２９．１
文献标识码：Ａ
文章编号：ｌ６７２ — ９８７Ｏ（２Ｏ１６）０６－００１６－０４
ＡｎｔｅｎｎａＣａｐｔபைடு நூலகம்ｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２）