新型卫星激光通信捕获技术研究

传统的卫星激光通信系统是采用信标光+子区扫描的捕获模式，已获得空间实验的成功；另外还有一种采用星敏感器的捕获模式，但尚未获得空间验证。本申请提出一种新的卫星激光通信捕获模式和通信端机设计思想：在通信端机的设计中融合星敏感器功能，而不是直接采用单独的星敏感器。用端机捕获导航星，获得精确的卫星姿态信息后，再捕获目标卫星。通过合理的波束设计，可以不用扫描直接捕获目标卫星。在此基础上，本申请进一步提出把信标光和信号光合二为一，采用一种光源完成两种功能。本申请研究和论证了这种融合设计的合理性、可行性，并给出了必须满足的结构条件、功能条件、参数条件以及性能条件；建立了相应的捕获时间和捕获概率的数学模型；进行了导航星及目标卫星的捕获仿真研究；本申请还研究了激光光束宽度自适应变换技术的方案；进行了实验验证方案的设计。与传统捕获方案相比，本方案大大缩短捕获时间，增加捕获概率，减小端机的尺寸，减小系统功耗。