星间光通信ATP中捕获，跟踪技术研究

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。 推导了在不同阐噪比和信噪比下的探测概率以及最佳捕获 阐值电流。 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。