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随着人们对空间光通信诸如传输码率高、功耗低、抗干扰能力强、保密性好、体积小、重量轻等一系列优点认识之后,空间光通信的应用成为了通信领域研究的热点,并逐渐正向工程化实现。而在空间光通信中,它具有很多关键技术和问题需要解决。其中,ATP(Acquisition,TrackingandPointing)技术作为其中的一项核心关键技术受到了广泛的重视。
而捕获检测又是ATP中一项重要的关键单元技术。能否有效的、实时的检测到目标,对目标进行准确的捕获,直接关系到是否能够成功的为通信双方建立通信链路进行通信。因此,对于ATP中目标的捕获检测研究是十分重要的。
本文首先对空间光通信中的ATP系统及常用的一些检测算法进行了简单介绍。然后,对ATP系统的捕获检测流程,捕获检测模型以及捕获检测概率进行了一系列的讨论和分析,并且,在传统的捕获检测概率模型上,针对振动误差对于捕获检测概率的影响提出了一个修正的捕获检测概率模型,从数学模型上阐述了振动误差对于捕获概率的影响。此外,文章针对空间光通信中对于目标检测的高精度、强实时性的特点,在分析了传统的空间光通信检测算法后,提出了具有自适应调整的阈值选择以及二级滤波的检测算法,以满足空间光通信中对目标检测的精度和实时性要求。最后,根据我们课题中实际所研发的系统,本文给出了捕获检测单元的硬件工作流程及方案设计。此外,我们还通过对实验得到的数据对实际捕获检测单元及采用的检测算法性能进行了分析和评估。
仿真实验的结果以及实际硬件系统测试的结论均表明,本文所提出的修正后的捕获检测概率模型,以及针对空间光通信提出的检测算法,具有一定的理论和实际意义,而且其分析研究并未见公开报道,对完成ATP这一核心技术的优化设计和工程实现具有重要参考价值。