[发明专利]自由空间光通信机之间的快速引导捕获方法及系统

权利要求书

1.一种用于动平台自由空间光通信的快速光学引导捕获方法，其特征在于，包括方位捕获和俯仰捕获：

其中方位捕获包括以下步骤：

A1.主通信机的引导设备先在水平方向发射方位呼叫光进行扇形扫描，所述方位呼叫光的调制方式由扫描方位角与真北角的夹角决定；

A2.从通信机的引导设备接收到所述方位呼叫光，并对呼叫光信号进行解调算出夹角信息，并依据自身真北角信息得出两通信机之间的引导方位角；

A3.从通信机的引导设备依据所述引导方位角与自身真北角的夹角发射呼叫光信号，呼叫光信号调制特性由该引导方位角与自身真北角的夹角决定；

A4.主通信机的引导设备接收到从通信机设备发射的呼叫光信号，并解算出引导方位角与自身真北角的夹角信息，进而实现方位捕获；

俯仰捕获包括以下步骤：

B1.当主从通信机实现方位捕获后，主通信机的引导设备在垂直方向发射俯仰呼叫光进行扇形扫描，所述俯仰呼叫光调制特性由扫描俯仰角与水平零位之间夹角决定；

B2.从通信机的引导设备接收到所述俯仰呼叫光的信号，并解算出扫描俯仰角与水平零位之间夹角的信息，同时由自身水平零位得出两通信机之间的引导俯仰角；

B3.从通信机的引导设备依据所述引导俯仰角发射呼叫光信号，呼叫光信号调制特性由所述引导俯仰角决定；

B4.主通信设备的引导设备接收到从通信机发射的呼叫光信号，并解算出所述引导俯仰角，进而实现俯仰捕获；

主通信机和从通信机的引导设备均将其光学指向器的方位角与真北角构成的0～360度分成N个扇区，每个水平扇区对应着一个方位呼叫光源的编码信息，其中N决定着水平定向精度；同时将光学指向器的最大通信垂直视场角分成M个扇区，每个垂直扇区对应着一个俯仰呼叫光源的编码信息，其中M决定俯仰定向精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当从通信机的引导设备获取到两通信机之间的引导方位角时，将自身光学指向器调整到所述引导方位角的角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当从通信机的引导设备获取到两通信机之间的引导俯仰角时，将自身光学指向器调整到所述引导俯仰角的角度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方位呼叫光为线结构光束，垂直于水平扫描方向。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述俯仰呼叫光为线结构光束，垂直于俯仰方向。

6.一种用于动平台自由空间光通信的快速光学引导捕获系统，其特征在于，包括主通信机和从通信机；

所述主通信机和从通信机均包括呼叫光信号探测模块、方位呼叫光源、俯仰呼叫光源、控制模块、姿态基准模块、光学指向器和伺服扫描及测角模块；

其中，呼叫光信号探测模块、姿态基准模块、伺服扫描及测角模块均与控制模块连接；伺服扫描及测角模块还与光学指向器连接；

方位呼叫光源、俯仰呼叫光源的输入端均与控制模块连接，输出端均与光学指向器连接；

呼叫光信号探测模块用于对外部呼叫光信号进行接收和处理，并解算出所携带的角度信息；

姿态基准模块用于获取通信设备的真北角信息，并将该真北角信息传输给控制模块；

伺服扫描及测角模块用于控制光学指向器在水平和俯仰方向的扫描，同时保证指向精度及测量光学指向器的旋转方位角和俯仰角，并将测量信息传输给控制模块；

控制模块用于接收伺服扫描及测角模块发送的测量信息，解算出引导方位角和引导俯仰角，并控制伺服扫描及测角模块；该控制模块同时控制方位呼叫光源、俯仰呼叫光源的发射的方位呼叫光和俯仰呼叫光，该控制模块将扫描时的方位角和俯仰角信息调制到方位呼叫光和俯仰呼叫光中；

主通信机和从通信机的引导设备均将其光学指向器的方位角与真北角构成的0～360度分成N个扇区，每个水平扇区对应着一个方位呼叫光源的编码信息，其中N决定着水平定向精度；同时将光学指向器的最大通信垂直视场角分成M个扇区，每个垂直扇区对应着一个俯仰呼叫光源的编码信息，其中M决定俯仰定向精度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，方位呼叫光源、俯仰呼叫光源均为可调制光源。