基于全光捕获法的机载激光通信跟踪控制系统设计

为了保证机载激光通信的质量和稳定性,基于全光捕获方法优化设计机载激光通信跟踪控制系统;加设激光器、激光告警器和运动转台设备,为全光捕获方法的运行提供硬件支持;改装目标跟踪探测器、跟踪控制器、AD数据转换器和电机驱动器,通过系统供电电路的连接实现硬件系统的优化;根据机载激光通信原理,从发送模块、激光通信接收模块等方面,构建机载激光通信模型;利用全光捕获法生成机载激光通信链路,根据机载激光通信跟踪目标相对信息的计算结果,确定通信光斑中心的位置,实现系统机载激光通信的跟踪和控制功能;通过系统测试实验得出结论:综合室内和外场两个应用环境,机载激光通信跟踪控制系统的平均跟踪偏移量为0.875 m,通信误码率和丢包率分别为0.275%和0.384%,均高于预设值。

自由空间卫星光通信跟踪光斑新方法

研究经典跟踪光斑处理重心算法,得到重心算法精度受影响原因,依此提出高精度光斑处理算法。分析典型的卫星平台振动谱和卫星平台振动对光通信链路的影响,结合跟踪光斑重心算法和高精度光斑处理算法,设计出新的光通信跟踪光斑的方法,实验验证此方法不受光斑图像链路距离、光斑不规则圆斑变化等影响。在光斑的像散、光晕、光通信链路距离和光斑不规则圆斑变化的情况下,实现了快速、有效、高精度卫星平台空间光通信的跟踪。

基于前馈补偿和PID控制相融合的光通信跟踪

为了提高光通信跟踪的控制精度,针对传统PID控制策略存在的一些不足,提出一种基于前馈补偿和PID控制相融合的光通信跟踪策略。该策略通过RBF神经网络对外界扰动和模型误差引起的输出误差进行补偿,对PID控制参数进行在线估计,以提升系统的自适应控制性能,降低PID的控制误差,从而提高光通信系统的跟踪性能,并通过仿真实验对光通信跟踪性能进行分析。实验结果表明,相对于传统PID光通信跟踪控制策略,本文控制策略可以适应被控对象的动态变化特性,获得了更加鲁棒的光通信跟踪系统,提高了光通信跟踪控制效果。

研究与开发天基深空通信跟踪（C＆T）网的倡议

文章简要回顾了当代以陆基为立足点的深空Ｃ＆Ｔ网的技术特点。随着下世纪深空探测活动的逐渐加强，文中指出了陆基深空Ｃ＆Ｔ网存在的主要缺点，提出了研究天基深空Ｃ＆Ｔ网的建议，即将现行的陆基深空Ｃ＆Ｔ网搬到地球静止轨道（ＧＥＯ）上，只需两颗地心角间距大于３４．６２４°的Ｃ＆Ｔ星即可连续覆盖考察太阳系行星的所有深空航天器。

基于象限探测器的激光跟踪与通信技术

设计了一套空间激光通信系统,应用四象限探测器完成光斑位置检测与信息接收复合应用。给出了系统组成原理与工作原理,对其中涉及的关键技术进行了阐述。搭建实验系统完成跟踪与通信性能测试,结果表明在实现跟踪精度为3μrad时,系统整体通信速率达到20Mb/s。

追踪卫星轨迹 织就航天情怀——访航天测控专家、北京跟踪与通信技术研究所巫致中

航天测控,对于普通人来说,是一个太过抽象的概念。没有火箭发射时大地震颤、烈焰奔腾的壮观场面,有的只是测控人员埋头于无穷无尽的数据堆里默默无闻的工作。然而,对于航天工程来说,火箭升空一瞬间的辉煌仅仅是一个“序幕”,一个航天器从发射升空到寿命结束,都需要对它进行不间断的测量和控制,在发生故障时,

基于四象限探测器的跟踪与通信技术研究

针对空间激光通信系统小型化设计的需求,提出使用APD型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案。简述了系统总体方案的组成与工作原理,在室内搭建测试平台,对跟踪与通信探测性能进行测试。

四象限探测器数字跟踪通信复合接收机设计

随着微纳卫星技术的迅速发展,为实现空间激光通信接收终端的轻小型化设计,采用四象限探测器(Quadrant Detector,QD)作为通信接收机的探头。设计的四象限探测器数字跟踪通信复合接收机,首先通过四象限探测器将光信号转换为电信号后,然后经过前置跨阻放大电路进行信号放大并转换为电压信号,再由模数转换(Analogue-to-Digital Conversion,ADC)将电信号转换为数字信号,最后通过现场可编辑门列阵(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的数字算法完成跟踪与通信相关的信号处理。通过理论分析得到在1064nm波段,当误码率为10-6,通信速率为10Mbps,信噪比为90时,探测灵敏度为-45dBm;在光斑半径为400μm时,位置分辨力为6.29μm,实现了0.0016的细分能力。通过对探测信号链的仿真、光斑位置分辨力的仿真、通信解调与数据时钟恢复(Clock Data Recover,CDR)的仿真以及对光斑位置与脱靶量解算的仿真,进一步验证了接收机跟踪与通信复合功能的实现。最后通过实验测试得到在误码率为10-6,通信速率为10Mbps时,探测灵敏度为-30d Bm,并对光斑位置探测的误差进行了标定。数字接收机的性能参数满足通信系统的基本要求,基于FPGA的软件设计完成了单探测器跟踪与通信功能的复合,并实现了接收机的数字化,满足接收机的轻小型化设计的要求。

跟踪通信一体化接收光学系统设计

针对机载平台相对位姿变化快、机载设备日趋小型化轻量化等特点,基于大视场凝视扫描的方式,提出一种高帧频CMOS捕获、FSM调节跟踪、APD通信的同轴双光路跟踪通信一体化接收光学系统。介绍了系统的工作原理和方案;设计了一套验证系统,并对该系统的跟踪、瞄准性能进行了优化设计和分析。跟踪光路视场达到±175 mrad,90%能量光斑直径小于10μm;通信光路视场达到±13 mrad,RMS直径小于3.5μm。考虑到机载应用的特殊性,进一步分析了该系统杂散光特性和公差影响。分析结果表明:该方案同时满足高概率捕获、高精度跟踪、瞄准以及小型化的要求,对于机载激光通信具有一定借鉴意义。

领航深空测控事业——记北京跟踪与通信技术研究所测控系统总体团队

大屏幕上喀什和佳木斯两个深空站发出的雷达波束紧紧跟随着嫦娥三号探测器飞向月球，如同一双深邃的眼睛深情注视着游子远行。

用于深空探测任务的先进通信与导航体制(英文)

介绍了一套用于深空探测的先进通信与导航体制。在综述美国国家航空航天局相关研究进展、讨论这套体制中的关键特征技术的同时,文章利用飞行在地月平动点L3/L4/L5的晕轨道上的中继通信和跟踪卫星,建议了一种超长距离干涉测量(ELBI)技术。探讨了ELBI技术对先进通信与导航体制进行增强的可能性和应用潜力。

动中通卫星通信系统移动站关键技术浅析

基于同步轨道卫星的移动通信系统——“动中通”，在兼具卫星通信优点的同时，还真正实现了宽带、移动通信的目的。

中国载人航天测控通信网全面升级 陆海天基三位一体护航

记者从中国载人航天工程测控通信系统总设计9币单位北京跟踪与通信技术研究所获悉，中国自行设计、研制和建设的陆海天基三位一体的载人航天测控通信网，第一次正式携起手来，通力合作为天宫一号及后续进行的交会对接任务护航。

全线通移动卫星通信系统及其应用

概述了全线通双向移动卫星通信和跟踪系统（Omni TRACS)的基本构成，软硬件配置以及系统所具有的主要功能，介绍了该系统在运输管理等方面的应用。

我国研制成功7．5G高速无线空间激光通信系统

由武汉大学、北京跟踪与通信技术研究所和北京国科环宇空间技术有限公司联合组成的高速无线激光通信系统研究项目组，经过1年多的技术攻关，近日研制出7．5G空间激光通信系统。该系统8月下旬在青海省青海湖成功进行了7．5G速率40km距离的自由空间激光通信试验。

7．5Gbps遮率40km距离空间激光通信试验成功

武汉大学、北京跟踪与通信技术研究所和北京圈科环宇空间技术有限公司联合组成的高速无线激光通信系统研究项目组成功研制出了7．5Gbps速率的空间激光通信系统，

三同心球光学系统跟瞄误差分析

针对独有的跟踪方式,具体讨论了激光通信三同心球光学系统的跟瞄方案,并进行了具体规划。通过对通信跟踪光路和通信接收光路的视场和精度分析,给出了二者的相关参数,作为Matlab理论计算跟踪像面轨道的依据。利用Tracepro软件模拟了引入相关误差量后的通信跟踪和通信接收像面光斑质心偏移和光斑大小变化情况。仿真结果显示:随着角度的旋转,通信接收的质心偏差在±4μm范围内,通信跟踪的质心偏差在±50μm范围内;通信接收像面光斑直径小于80μm,通信跟踪像面光斑直径均在400μm以内。系统所引入的误差在允许范围之内,不影响相关跟踪通信功能。

四象限探测器的跟踪与通信复合探测技术

针对空间激光通信系统小型化设计的需求,提出了使用雪崩二极管(APD)型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案,用以降低通信系统的体积和功耗,提高光能量的利用率。简述了系统总体方案的组成与工作原理,在室内搭建测试平台,对跟踪与通信复用模式下的数据采集、通信速率、极限灵敏度、跟踪精度等探测性能进行测试。结果表明:采用靶面直径为4mm的APD型InGaAs四象限探测器,在曼彻斯特编码、强度调制/直接探测条件下,通信速率可达10 Mb/s,探测灵敏度为-35.4dBm,误码率为10^(-6)。当光斑直径为四象限探测器光敏面直径的一半左右时,光斑位置检测的最小分辨率为2μm,探测范围可达0.8 mm,角分辨率为0.8μrad。初步验证了使用APD型四象限探测器用于跟踪与通信复合探测技术的可行性,为空间激光通信系统小型化设计提供技术支持。

天线组阵试验系统顺利建成并投入应用

2010年9月北京跟踪与通信技术研究所和装备指挥技术学院在北京怀柔建立了我国首个天线组阵试验系统，并进行了相关技术试验。天线组阵系统用多个低成本小天线构成增益远高于单个深空大天线的航天测控接收系统，是未来深空测控通信系统的发展方向，是一种高效费比、可持续扩展的深空测控站构建方案。系统由4个12ms／X双频天线、设备机房、监控机房、4个天线基座等组成，具有远程操作和监控功能。

聚焦高分数据政策 促进卫星遥感产业发展——第三届高分辨率对地观测学术年会管理与政策分会召开

11月21日，第三届高分辨率对地观测学术年会管理与政策分会在北京召开，会议由高分专项专家委员会综合组主办，北京跟踪与通信技术研究所、中科院电子研究所承办。会议的主题为“军民融合，产业应用”，关注高分辨率对地观测领域知识产权、政策法规、国际合作、应用推广、学术交流等方面的协同创新。会议邀请了国内对地观测领域的领导、专家、学者、用户代表、企业代表参会，通过大会报告、讨论互动，为高分辨率对地观测应用提供有益借鉴与思考。