专利名称：一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及卫星光通信领域，具体涉及一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准
角运动的平台。
背景技术：
卫星间激光链路是指两颗或多颗卫星间通过光作为载体来传输信息，在卫星链路 过程中需要终端对由于卫星轨道和姿态变化引起的相对角运动进行实时补偿。在进行空间 卫星链路试验之前，通常需要在地面进行充分的测试以确保成功。由于两颗链路卫星间的 距离远，相对运动速率高，在地面直接进行空间卫星链路模拟测试较困难，故搭建一种模拟 卫星间相对角运动的平台来完成空间卫星链路模拟测试的任务异常关键。现有的模拟卫星 间相对角运动的平台为多维导轨，通过多维导轨间的相对运动对两卫星间的相对角运动进 行模拟，利用所述多维导轨作为模拟卫星间相对角运动的平台来完成卫星链路动态跟踪性 能模拟测试的缺点是只能分段进行模拟检测，具有一定的局限性，无法对卫星链路动态跟 踪性能的全过程进行模拟检测。
发明内容
为了解决利用现有的模拟卫星间相对角运动的平台无法对卫星链路动态跟踪性 能的全过程进行模拟检测的问题，本发明提供一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角 运动的平台。 本发明的一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台，它由上位计算 机、导轨控制器、转台控制器、一维导轨和二轴转台组成，所述二轴转台包括俯仰轴和方位 轴，所述俯仰轴的运动范围至少为-60° +60° ，所述方位轴的运动范围至少为-180° +180° ，所述上位计算机的一个信号输出端与导轨控制器的信号输入端连接，所述导轨控 制器的信号输出端与一维导轨的导轨上动子移动控制信号输入端连接，上位计算机的另一 个信号输出端与转台控制器的信号输入端连接，所述转台控制器的信号输出端与二轴转台 的转台旋转控制信号输入端连接，二轴转台固定于一维导轨的动子上，被测光通信终端固 定于二轴转台上，且使被测光通信终端的位置随二轴转台的俯仰轴和方位轴的运动而变 化，上位计算机解算出两颗链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动对应的二维角度矢量
A^z，M，n，并预测出光束平移量f(x,n，所述二维角度矢量A止，M^根据两颗链路卫星光 通信终端的实时轨道和姿态变化数据计算得出，根据所述二维角度矢量A^z，M，n和所述
光束平移量f(x,n共同生成一组分别相应于二轴转台和一维导轨的期望位置，利用转台控 制器控制二轴转台运动使二轴转台达到与自身相应的期望位置，并利用导轨控制器控制一 维导轨运动使一维导轨达到与自身相应的期望位置，完成被测光通信终端发生瞄准角度偏 差的模拟。 本发明的有益效果为在卫星激光链路全过程中，根据链路卫星的轨道和姿态 变化情况，采用通用的计算方式即可以获得瞄准角度的变化范围为俯仰轴为-60° +60° ，方位轴为-180° +180° ，本发明通过计算二维角度矢量A^z，M，n和光束平移量f(x,n，相应引入具有俯仰轴和方位轴的二轴转台和一维导轨，可以全范围模拟上述角度，
而不需要进行分区，即全程模拟了卫星间二维相对瞄准角运动。
图1是本发明的一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台的装置示意图； 图2是本发明的具体实施方式
二的立体结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一 根据说明书附图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台，它由上位计算机1、导轨控制器2、转台控制器3、一维导轨4和二轴转台5组成，所述二轴转台5包括俯仰轴和方位轴，所述俯仰轴的运动范围至少为-60° +60° ，所述方位轴的运动范围至少为-180° +180° ，所述上位计算机1的一个信号输出端与导轨控制器2的信号输入端连接，所述导轨控制器2的信号输出端与一维导轨4的导轨上动子移动控制信号输入端连接，上位计算机1的另一个信号输出端与转台控制器3的信号输入端连接，所述转台控制器3的信号输出端与二轴转台5的转台旋转控制信号输入端连接，二轴转台5固定于一维导轨4的动子上，被测光通信终端7固定于二轴转台5上，且使被测光通信终端7的位置随二轴转台5的俯仰轴和方位轴的运动而变化，上位计算机1解算出两颗链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动对应的二维角度矢量A^，M力，并预测出光束平移量f(x,n，所述二维角度矢量A止，M^根
据两颗链路卫星光通信终端的实时轨道和姿态变化数据计算得出，根据所述二维角度矢量A^z，M，n和所述光束平移量f(x,n共同生成一组分别相应于二轴转台5和一维导轨4的期望位置，利用转台控制器3控制二轴转台5运动使二轴转台5达到与自身相应的期望位置，并利用导轨控制器2控制一维导轨4运动使一维导轨4达到与自身相应的期望位置，完成被测光通信终端7发生瞄准角度偏差的模拟。 本实施方式中，当二轴转台5按照二维角度矢量A^z，M，n运动时，被测光通信终端7根据接收到的来自配套光源6的信号检测出当前时刻被测光通信终端瞄准角度偏差，利用所述被测光通信终端7的瞄准装置(方位轴和俯仰轴)对瞄准角度偏差进行实时补偿，直至瞄准角度偏差变为零，根据被测光通信终端7的补偿效果可对所述被测光通信终端7的动态跟踪性能进行检测。配套光源6为与被测光通信终端的接收光的波长或频率等参数相匹配的光源，所述配套光源6代表了卫星光通信中的信号发射终端。
本实施方式中所述的二维角度矢量A^z，M，n表示二维转台5在t时刻俯仰轴在z方向的调节幅度Az和方位轴在水平面上的调节幅度El，所述光束平移量f (x,n表示一维导轨4在t时刻在水平面上的调节幅度x，所述水平面与z方向垂直。
具体实施方式
二 根据说明书附图2具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一的不同之处在于二轴转台5包括转台俯仰轴5-l、移动框架5-3、俯仰框架5-4、基座5-5和转台方位轴，所述转台方位轴包括转台方位轴套5-2和方位轴R，被测光通信终端7包括信号接收终端7-l、终端俯仰轴7-2和终端方位轴，所述终端方位轴包括终端方位轴套7-3，转台俯仰轴5-1位于移动框架5-3上，且所述移动框架5-3与俯仰框架5_4通过转台俯仰轴5-1相铰接，终端方位轴套7-3位于基座5-5和转台方位轴套5-2之间，且终端方位轴套7-3和转台方位轴套5-2均套在方位轴R上，方位轴R的下端连接在基座5-5上从而实现所述方位轴R绕其自身轴线旋转的动作，终端俯仰轴7-2与方位轴R的上端连接，所述方位轴R与转台方位轴套5-2和终端方位轴套7-3相固定从而所述方位轴R随二者的运动而作旋转运动，终端俯仰轴7-2与信号接收终端7-1连接，使信号接收终端随终端俯仰轴7-2的运动而作俯仰运动。
具体实施方式
三根据说明书附图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
二的进一步说明，本具体实施方式
中转台俯仰轴5-1和终端俯仰轴7-2的运动范围均为-80° +80° ，转台方位轴和终端方位轴的运动范围均为-180° +180° 。
本实施方式中，一维导轨4还用于补偿被测光通信终端7的瞄准光束的平移误差。
针对本实施方式，进行实例分析 俯仰框架5-4为音叉式敞开结构，该音叉式敞开结构使被测光通信终端7能够在运动范围内无阻挡通信，且该音叉式敞开结构便于被测光通信终端7的安装和调试。移动框架5-3和俯仰框架5-4均采用中空的铸铝结构，以降低重量提高振动频率。转台俯仰轴5-l采用双力矩电机驱动，安装所述双力矩电机时调整好所述双力矩电机的相位角度，并由同一个驱动器对所述双力矩电机进行供电。根据需要调整转台方位轴的零点位置，转台俯仰轴5-1和转台方位轴两轴联动可以将固定于方位轴R上的被测光通信终端7的二维相对瞄准角运动矢量指向空间任意方向，进而模拟卫星在轨的姿态和轨道变化。利用一维导轨4进行平移运动，一维导轨4的行程为lm，它用来补偿由于进行卫星链路动态跟踪性能的全过程地面模拟检测中瞄准光束的平移误差。被测光通信终端7属于潜望式两轴台，在二轴转台5模拟卫星姿态和轨道变化时，被测光通信终端7可通过接收到的光信号检测到当前时刻的瞄准角度偏差，通过控制被测光通信终端7的终端俯仰轴7-2和终端方位轴逐步调整瞄准角度，以实现光束跟踪。
权利要求
一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台，其特征在于它由上位计算机(1)、导轨控制器(2)、转台控制器(3)、一维导轨(4)和二轴转台(5)组成，所述二轴转台(5)包括俯仰轴和方位轴，所述俯仰轴的运动范围至少为-60°～+60°，所述方位轴的运动范围至少为-180°～+180°，所述上位计算机(1)的一个信号输出端与导轨控制器(2)的信号输入端连接，所述导轨控制器(2)的信号输出端与一维导轨(4)的导轨上动子移动控制信号输入端连接，上位计算机(1)的另一个信号输出端与转台控制器(3)的信号输入端连接，所述转台控制器(3)的信号输出端与二轴转台(5)的转台旋转控制信号输入端连接，二轴转台(5)固定于一维导轨(4)的动子上，被测光通信终端(7)固定于二轴转台(5)上，且使被测光通信终端(7)的位置随二轴转台(5)的俯仰轴和方位轴的运动而变化，上位计算机(1)解算出两颗链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动对应的二维角度矢量Az，El，ti，并预测出光束平移量x，ti，所述二维角度矢量Az，El，ti根据两颗链路卫星光通信终端的实时轨道和姿态变化数据计算得出，根据所述二维角度矢量Az，El，ti和所述光束平移量x，ti共同生成一组分别相应于二轴转台(5)和一维导轨(4)的期望位置，利用转台控制器(3)控制二轴转台(5)运动使二轴转台(5)达到与自身相应的期望位置，并利用导轨控制器(2)控制一维导轨(4)运动使一维导轨(4)达到与自身相应的期望位置，完成被测光通信终端(7)发生瞄准角度偏差的模拟。F2009103105659C0000011.tif,F2009103105659C0000012.tif,F2009103105659C0000013.tif,F2009103105659C0000014.tif,F2009103105659C0000015.tif
2. 根据权利要求1所述的一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台， 其特征在于二轴转台(5)包括转台俯仰轴(5-l)、移动框架(5-3)、俯仰框架(5-4)、基座 (5-5)和转台方位轴，所述转台方位轴包括转台方位轴套(5-2)和方位轴(R)，被测光通信 终端(7)包括信号接收终端(7-l)、终端俯仰轴(7-2)和终端方位轴，所述终端方位轴包括 终端方位轴套(7-3)，转台俯仰轴(5-1)位于移动框架(5-3)上，且所述移动框架(5-3)与 俯仰框架(5-4)通过转台俯仰轴(5-1)相铰接，终端方位轴套(7-3)位于基座(5-5)和转 台方位轴套(5-2)之间，且终端方位轴套(7-3)和转台方位轴套(5-2)均套在方位轴(R) 上，方位轴(R)的下端连接在基座(5-5)上从而实现所述方位轴(R)绕其自身轴线旋转的 动作，终端俯仰轴(7-2)与方位轴(R)的上端连接，所述方位轴(R)与转台方位轴套(5-2) 和终端方位轴套(7-3)相固定从而所述方位轴(R)随二者的运动而作旋转运动，终端俯仰 轴(7-2)与信号接收终端(7-1)连接，使信号接收终端随终端俯仰轴(7-2)的运动而作俯 仰运动。
3. 根据权利要求2所述的一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台，其 特征在于转台俯仰轴(5-1)和终端俯仰轴(7-2)的运动范围均为-80° +80° ，转台方位 轴和终端方位轴的运动范围均为-180° +180° 。
全文摘要
一种模拟链路卫星光通信终端间相对瞄准角运动的平台，它涉及卫星光通信领域。它解决了利用现有的模拟卫星间相对角运动的平台无法对卫星链路动态跟踪性能的全过程进行模拟检测的问题，本发明的平台由上位计算机1、导轨控制器2、转台控制器3、一维导轨4和二轴转台5组成，上位计算机1解算出一组相应于二轴转台5和一维导轨4的期望位置，利用转台控制器3控制二轴转台5运动使二轴转台5达到与自身相应的期望位置，并利用导轨控制器2控制一维导轨4运动使一维导轨4达到与自身相应的期望位置，完成被测光通信终端7发生瞄准角度偏差的模拟。本发明适用于卫星间光通信终端链路情况的仿真实验。
文档编号H04B10/118GK101719792SQ20091031056
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者于思源, 宋义伟, 武凤, 谭立英, 马晶 申请人:哈尔滨工业大学