[发明专利]用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法及系统

权利要求书

1.一种用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，包括：

步骤1：主星获取自身及副星GNSS信息，副星获取自身及主星GNSS信息；

步骤2：主星根据副星及自身的GNSS信息，星上实时递推计算副星在主星本体坐标系的视线矢量，副星根据主星及自身的GNSS信息，星上实时递推计算主星在副星本体坐标系的视线矢量；

步骤3：主星根据副星在主星本体坐标系的视线矢量，结合主星激光终端的星上布局，进行接力终端选择及接力窗口计算；副星根据主星在副星本体坐标系的视线矢量，进行接力终端选择及接力窗口计算；

步骤4：主星和副星待接力终端分别对目标终端的信标光进行搜索、捕获和跟踪，实现对激光链路的切换和自主跟踪；

所述GNSS信息包括位置、速度和时间信息。

2.根据权利要求1所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，绕飞编队构型为副星相对主星进行360度环绕飞行的编队构型，所述激光终端为激光通信终端。

3.根据权利要求2所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，当副星进入主星待接力终端接力窗口时，根据副星在主星本体系的视线矢量控制主星待接力终端指向并连续开环跟踪副星；当主星进入副星待接力终端接力窗口时，根据主星在副星本体系的视线矢量控制待接力终端指向并连续开环跟踪主星。

4.根据权利要求2所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，主星待接力终端在跟踪副星轨道的基础上，对副星激光通信终端的信标光进行凝视跳步搜索，搜索到副星激光通信终端信标光后，自主转入信标光闭环跟踪模式，主星待接力终端进入跟踪模式后，副星对应激光通信终端对主星待接力激光通信终端信标光进行螺旋扫描，搜索到主星信标光后，副星待接力激光通信终端自主转入信标光闭环跟踪模式，自主完成主副星激光通信终端切换。

5.根据权利要求1所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，主星获取副星GNSS信息以及副星获取主星GNSS信息，通过激光星间链路或微波星间链路实现。

6.根据权利要求3所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，连续开环跟踪是利用目标星矢量，结合激光通信终端在主星或副星上的安装矩阵和误差标定参数，连续控制激光通信终端视轴指向目标卫星。

7.根据权利要求3所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，所述待接力终端接力窗口，通过激光通信终端在星上的布局以及激光通信终端本身的视场范围计算。

8.根据权利要求4所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力方法，其特征在于，所述信标光闭环跟踪模式包括：激光通信终端实时解算目标终端信标光在自身探测器上的脱靶量，通过闭环反馈控制激光通信终端视线实时指向目标终端。

9.一种用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力系统，其特征在于，包括：

模块M1：主星获取自身及副星GNSS信息，副星获取自身及主星GNSS信息；

模块M2：主星根据副星及自身的GNSS信息，星上实时递推计算副星在主星本体坐标系的视线矢量，副星根据主星及自身的GNSS信息，星上实时递推计算主星在副星本体坐标系的视线矢量；

模块M3：主星根据副星在主星本体坐标系的视线矢量，结合主星激光终端的星上布局，进行接力终端选择及接力窗口计算；副星根据主星在副星本体坐标系的视线矢量，进行接力终端选择及接力窗口计算；

模块M4：主星和副星待接力终端分别对目标终端的信标光进行搜索、捕获和跟踪，实现对激光链路的切换和自主跟踪；

所述GNSS信息包括位置、速度和时间信息。

10.根据权利要求9所述的用于绕飞编队的激光星间链路终端自主接力系统，其特征在于，绕飞编队构型为副星相对主星进行360度环绕飞行的编队构型，所述激光终端为激光通信终端；

当副星进入主星待接力终端接力窗口时，根据副星在主星本体系的视线矢量控制主星待接力终端指向并连续开环跟踪副星；当主星进入副星待接力终端接力窗口时，根据主星在副星本体系的视线矢量控制副星接力终端指向并连续开环跟踪主星；

主星待接力终端在跟踪副星轨道的基础上，对副星激光通信终端的信标光进行凝视跳步搜索，搜索到副星激光通信终端信标光后，自主转入信标光闭环跟踪模式，主星待接力终端进入跟踪模式后，副星对应激光通信终端对主星待接力终端信标光进行螺旋扫描，搜索到主星信标光后，副星待接力激光通信终端自主转入信标光闭环跟踪模式，自主完成主副星激光通信终端切换。