卡尔曼滤波在空间多点光通信跟踪系统中的应用研究-论文.pdf

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1、信息技术卡尔曼滤波在空间多点光通信跟踪系统中的应用研究张令军刘云清董岩(长春理工大学吉林长春130022)摘要：目前，空间激光通信的研究仍然是一点对一点的通信模式，无法完成星地间、星星闯不间断信息高速传输的任务。要完成完整的激光链路信息传输，必须采用星上多点激光通信技术。本文介绍了多点激光通信中的光学天线，并利用卡尔曼滤波预测实现对光斑的预测跟踪，实现了光学镜片的协同控制，为多点通信的实现提供了研究价值。关键词：卡尔曼滤波多点通信MATLAB跟踪系统中图分类号：TN953文献标识码：A文章编号：16

2、72-3791(2014)01(a)一0014—02ApplicationResearchOfKalmanOnSpaceOpticalCommunicationNetworkTrackingZhangLingjunLiuYunqingDongYan(ChangchunUniversityofTechnology，CbangchunJilin，130022，China)Abstract：NOWthepresentresearchofthespacelasercommunicationisstillap

3、oint-to-pointcommunicationmode．whichisunabletocompletethetasksofuninterruptedhigh-speedinformationtransmissionbetweenthestarsandtheearth，starsandstars．Tocompletetheintegratedinformationtransmissionofthelaserlink，themulti-pointlasercommunicationtechnolo

4、gymustbeused．Thispaperintroducesthemulti-laseropticalcommunicationsantennaandusingKalmanfilteringtoachievethepredictedspotforecasttracktoachieveacoordinatedcontrolofopticallenses．multi-pointcommunicationstoprovideresearchvalue．KeyWords：Kalman；Networkin

5、g；MATLAB；TheSystemofTracking目前，空间激光通信技术研究基本上力和竞争力的通信模式。镜片的边缘，这样光斑可能出现裂斑、破碎都是点对点形式的，点对点的通信已经不等现象。为此需要与其相邻的镜片与其协能够满足当代大容量、高速率的通信需求，1国内外研究现状同工作，即将两者拼按在一起，这样就可以从应用的角度看，实现多点间的空间激光目前，点对点激光通信工作模式已经防止裂斑信息的不完整。如图1所示，当光通信，建立起信息传输网络，才是今后空间在卫星间成功试验，但由于技术水平的限斑打在1镜上

6、时，由于可能会向2镜或3镜方激光通信的主要发展方向。制，多个卫星之间的组网激光通信工作模向移动，所以需要卡尔曼的预测功能判断随着轻小型化卫星技术的进步，卫星式还无法实现，当前各国已经着手相关工可能出现的位置，使镜片提前偏转，使两个问的组网系统开始展示出其良好的优势，作。美国、欧洲航天局、日本等在其未来空镜片在一个平面上，防止光斑信息的不完许多国家已经开始或者准备开始建立起卫间通信发展计划中已经明确了将空天信息整，达到协同控制的目的，能保证稳定实时星间的组网通信，卫星组网多数建立在低网络作为其研究的主

7、体，美国计划2016年跟踪。轨道或者中轨道上。卫星间通信组网系统实施名为“TSAT”的空间信息网络计划，在协同控制系统实质上是当两个镜片联呵以把不同星际链路的卫星互相联在一2009年曾因经费问题被暂停，2011年又重新动工作时，通过当前时刻镜片的位置提前起，其实质是将颗卫星作为卫星间的通启动，该计划目的组建一个类似与因特网判断下一刻光学镜片可能出现的位置，反信交换点，即将一颗卫星前后左右不同的似的的星地、星星、星船无线通信系统，为馈给控制单元，通过计算输出控制量控fr,0卫星作为交换接点实现其相间的

8、通信。其全球战略部署部队提供高带宽、高速率光学天线的执行电机，提前转到下一时刻但是此前使用的通信是微波技术，在2l世的卫星通信能力。在该计划中高速率(10～的位置，达到协同控制的效果。由于光斑的纪的卫星组网通信领域中，由于通信信息40Gbps)的激光通信是其主要的通信方式，位置要求和光学镜片的中心位置基本上·量大、传输速率更高、抗干扰力要求更强的预计2015年将发射卫星入轨，并进行为期致，所以跟踪是通过CCD相机检测光斑的一系列的高要求任务，对通信能力要求非一年的试验