卫星光通信中基于fpga的光束精瞄控制算法研究

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1、硕士学位论文卫星光通信中基于FPGA的光束精瞄控制算法研究RESEARCHONBEAMFINEPOINTINGCONTROLALGORITHMINSATELLITEOPTICALCOMMUNICATIONBASEDONFPGA马蕾哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN929.13学校代码：10213国际图书分类号：621.391.6密级：公开硕士学位论文卫星光通信中基于FPGA的光束精瞄控制算法研究硕士研究生：马蕾导师：谭立英教授申请学位：工程硕士学科：物理电子学所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学C

2、lassifiedIndex:TN929.13U.D.C:621.391.6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONBEAMFINEPOINTINGCONTROLALGORITHMINSATELLITEOPTICALCOMMUNICATIONBASEDONFPGACandidate：MaLeiSupervisor：Prof.TanLiYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Physical-Electr

3、onicsAffiliation：Deft.ofOptic-electronicsInformationScienceandTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要与微波通信技术相比，卫星光通信技术具有在容量、抗干扰性能等方面的显著优势。随着在轨试验的一次次成功，替代微波通信技术并实现卫星光通信商业化可谓是指日可待。近些年，国内外的科研机构对卫星光通信技术的研究从未止步，产生了众多的研究成果。不论是

4、星地激光通信或是星间激光通信，激光光束都需要在空气介质中传递相当长的一段距离。但是因为大气湍流影响激光束的传递效果，致使激光束发生闪烁、畸变等湍流效应，严重影响终端接收到的光斑信息，也就进一步影响了通信性能。因此，寻找一种适合系统工作的光束精瞄控制算法，实现对经大气湍流后的光斑图像产生更好的分割效果，提高定位精度，并且达到较好的补偿控制效果。光束精瞄控制算法按流程上的先后可以分为图像处理算法与数字控制算法。模拟控制器反应迅速，工作稳定。然而，由于光通信系统工作的环境特性，对于器件的选择与更换有着及其复杂的筛选过程。一旦系统需要进行参数方面的调整

5、或器件的更换，往往需要很长一段时间才可以准备就绪，拉长了设计时间，对于器件的过度依赖增加了不确定性。随着微型处理器的不断发展，数字控制算法的优点足以让我们积极实现。数字控制算法较于模拟控制器拥有更强的灵活性，但是若想提升控制效果，对图像处理算法的研究亦必不可少。数字控制算法对执行机构的控制效果也大大影响着图像处理算法的运行环境，进而影响运算效果。因此，完成光束精瞄控制算法对提高控制精度意义重大。关键词卫星光通信技术；自适应阈值算法；数字控制算法-I-AbstractAbstractComparedwithmicrowavecommunicati

6、on,satelliteopticalcommunicationtechnologyhastheadvantagesofsmallvolume,lightweight,largecapacityofinformation,andstronganti-interferenceability.Aftersuccessofonorbittests,forsatelliteopticalcommunicationtechnologytoreplacemicrowavecommunicationandrealizingcommercializationi

7、sverysoon.Inrecentyears,domesticandforeignresearchinstitutionsonsatelliteopticalcommunicationtechnologyhasneverstopped,resultinginalargenumberofresearchachievements.Whetheritisasatellite-earthorintersatellitelasercommunication,thelaserneedstobetransmittedintheairmediumforalo

8、ngtime.Becauseoftheinfluenceofatmosphericturbulenceonthelaserbeam,resulting