CN101630970B - 卫星激光通信复合轴光跟瞄装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种卫星激光通信复合轴光跟瞄装置及其控制方法，主要用于卫星激光通信终端瞄准、捕获及跟踪系统的高精度大范围跟踪。该装置采用粗跟瞄系统和精跟瞄系统相结合的复合轴系统，以及粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的控制方法。粗跟瞄系统采用独特的旋转双棱镜结构，具有在较大角度范围以较高精度扫描的特点。捕获跟踪传感器采用单个CMOS传感器进行变视场、变采样率的三段式开窗，通信跟踪探测器采用普通四象限探测器。本发明采用低带宽旋转双棱镜粗跟瞄系统与高带宽精跟瞄系统进行动态的、自适应的带宽匹配实现复合轴系统的高动态范围平稳跟踪，在卫星激光通信高精度激光链路系统中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及卫星激光通信链路技术领域，是一种卫星激光通信的复合轴光跟瞄装置及其控制方法，用作两卫星之间的瞄准、捕获和跟踪，具有大扫描范围、高跟踪精度和高伺服带宽的光跟瞄能力。
背景技术
卫星激光通信和现有的射频通信相比具有传输速率高、通信容量大、功耗低、体积小、重量轻、抗干扰和高保密性等诸多的优势，被认为是实现星间高码率通信的最佳方案，在军用与民用领域获得广泛的重视。在卫星激光通信终端中光跟瞄系统扮演着极为重要的角色，光跟瞄系统决定了一个卫星通信终端的基本架构，同时也是星间激光通信成败的关键之一。
复合轴控制是提高卫星激光通信跟踪系统的跟踪精度和控制带宽的一种有效手段。欧洲空间局SILEX(Semiconductor Laser Intersatellite Link Experiment)计划的复合轴光跟瞄控制系统采用了独特的复合轴闭环回路(在先技术[1]：T.T. Nielsen，“Pointing，acquisition and tracking system for the free space laser communication system，SILEX，”Proc.SPIE，Vol.2381，pp.194-205，1995.)，在闭环跟踪状态，探测器的光点探测信号并不直接导入粗跟瞄控制环，而是通过检测精跟瞄的位置探测器，当精跟瞄偏离角较大时对粗跟瞄系统发出卸载命令以使精跟瞄系统归零。这种粗跟瞄卸载精跟瞄方式的复合轴结构有利于高精度稳定跟踪，特别是平台存在扰动时可以有效地实现光束的瞄准、捕获和跟踪。但是，粗瞄准机构是一个L型臂经纬仪结构，步进电机控制其旋转，进而实现整个终端移动部分的转动，其运行力矩较大，容易扰动卫星，并且扫描精度比较低，体积大；而捕获跟踪传感器采用了两种CCD元件，捕获过程中随时需要在两个CCD间切换，并且开窗式的CCD系统需要采用专用控制与信号处理电路，以致控制系统较为复杂。
美国OCD(Optical Communications Demonstrator)光通信终端的光跟瞄系统(在先技术[2]；C.Racho and A.Portillo，“Characterization and design of digital pointingsubsystem for optical communication demonstrator，”Proc.SPIE，Vol.3615，pp.250-261，1999.)中采用了高速单探测器二开窗结构，只在发射光路中采用精跟瞄系统，省略了提前量光机械系统，不适用于高精度光跟瞄系统的远距双向光通信。采用潜望镜式粗跟瞄系统造成转动惯量过大，导致卫星平台不稳。其复合轴控制系统采用了传统的精跟瞄补偿粗跟瞄残差的结构，缺乏平滑的视场切换，在太空复杂环境下小型平台上的动态扰动抑制能力差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种卫星激光通信复合轴光跟瞄装置及控制方法，以实现卫星激光通信终端大范围、大带宽和高精度的瞄准、捕获和跟踪。
本发明的技术解决方案如下：
一种卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，包括发射信标光、接收信标光和通信激光，其特点在于该装置由粗跟瞄系统、望远镜系统、精跟瞄系统、第一透反镜、第二透反镜、第三透反镜、半透半反镜、捕获跟踪传感器、超前瞄准系统、通信跟踪传感器和信号接收机组成，上述元部件的位置关系如下：
按所述的接收信标光进入的方向，依次是所述的粗跟瞄系统、望远镜系统、精跟瞄系统、第一透反镜、第二透反镜、第三透反镜、半透半反镜和所述的信号接收机，在所述的第二透反镜的反射光设置所述的捕获跟踪传感器，在所述的半透半反镜反射光方向设置所述的通信跟踪传感器；
所述的发射信标光经所述的第一透反镜反射后进入所述的精跟瞄系统，反射后，再经所述的望远镜和所述的粗跟瞄系统后向对方发射；
所述的接收信标光进入所述的粗跟瞄系统，经所述的望远镜系统准直再经所述的精跟瞄系统反射后，透过所述的第一透反镜，由所述的第二透反镜反射的光由所述的捕获跟踪传感器探测，由所述的第二透反镜透射的光透过所述的第三透反镜后，经所述的半透半反镜反射的光进入所述的通信跟踪传感器，透过所述的半透半反镜的光进入所述的信号接收机；
所述的通信激光经所述的第三透反镜反射后，透过所述的第二透反镜和所述的第一透反镜进入所述的精跟瞄系统，反射后由所述的望远镜系统扩束准直后经过所述的粗跟瞄系统发射。
所述的粗跟瞄系统是由旋转双棱镜及其驱动电路组成，对发射信标光粗指向，对接收信标光进行捕获与粗跟瞄，同时卸载精跟瞄系统。
所述的精跟瞄系统是由快速倾斜镜及其驱动电路组成，用于快速和高精度捕获跟踪接收信标光与通信光，同时抑制高频平台振动。
所述的超前瞄准系统是由快速倾斜镜及其驱动电路组成，功能是在系统瞄准时提供超前瞄准角。
所述的捕获跟踪传感器为开窗式CMOS传感器，在捕获模式、汇聚模式和跟踪模式进行三段式开窗，分别对应捕获窗口、过渡窗口和跟踪窗口。
所述的通信跟踪传感器为四象限探测器。
所述的第一透反镜对所述的发射信标光高反，对接收信标光和通信激光高透。
所述的第二透反镜对接收信标光半透半反，对通信激光高透。
所述的第三透反镜对接收信标光高透，对通信激光高反；所述的半透半反镜对接收信标光半透半反。
所述卫星激光通信复合轴光跟瞄装置的控制方法，包括下列步骤：
①首先将已知的卫星轨道和姿态数据提供给星历表生成器，再将数据传递给超前瞄准环路控制器和粗指向环路控制器，由粗指向环路控制器控制粗跟瞄系统进行预瞄准，粗跟瞄系统指向对方不确定区域，同时粗跟瞄系统的旋转双棱镜进行旋转扫描不确定区域；
②发射信标光经第一透反镜和精跟瞄系统的快速倾斜镜反射，经望远镜和粗跟瞄系统后将发射信标光发射，当捕获跟踪传感器的捕获窗口中的最亮光点高于阈值，旋转双棱镜停止旋转扫描，进入捕获模式；
③进入捕获模式后，接收信标光通过粗跟瞄系统、望远镜系统，经精跟瞄系统的快速倾斜镜反射和第一透反镜透射后，由第二透反镜反射的信标光被捕获跟踪传感器的捕获窗口探测到光点，精跟瞄系统的快速倾斜镜在考虑到精跟瞄结构噪声、电路源噪声和接收光束指向角的信息后，不断调整快速倾斜镜的偏转位置，将捕获窗口的光点逐步拉入过渡窗口中；在这个过程中，当精跟瞄系统的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时，发出卸载指令，于是，粗指向环路控制器控制驱动粗跟瞄系统的旋转双棱镜旋转一定角度，从而将精跟瞄系统的快速倾斜镜复位；当过渡窗口的一个像素高于阈值，进入汇聚模式；
④进入汇聚模式后，精跟瞄系统的快速倾斜镜继续调整偏转位置，而且当位置数据高于阈值时，持续进行粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的过程，当快速倾斜镜偏转最亮光点到捕获跟踪传感器的窗口中心区域即跟踪窗口，而且满足中心四个像素之和减相邻四个像素之和的值大于阈值时，进入跟踪模式；
⑤进入跟踪模式后，将捕获跟踪传感器的跟踪窗口切换到高精度的通信跟踪传感器，而且在跟踪模式中，当精跟瞄系统的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时，进行粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的过程，同时半透半反镜透射一部分光信号到信号接收机，此时整个光跟瞄装置实现了稳定的捕获跟踪功能；然后，发射通信激光(L3)，并关闭发射信标光(L1)；
⑥通信激光经过超前瞄准系统的调整后，经第三透反镜反射、第二透反镜和第一透反镜透射、精跟瞄系统反射后，通过望远镜系统和粗跟瞄系统后发射，超前瞄准环路控制器在系统瞄准时开环控制超前瞄准系统提供一定的超前瞄准角，补偿激光远距离传输所消耗时间内卫星的相对移动，以实现激光通信。
一种所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置的控制方法，包括下列步骤：
根据捕获跟踪传感器以及通信跟踪传感器探测的偏差信号的不同来切换捕获模式、汇聚模式和跟踪模式的控制过程，实现多模式切换。
本发明的技术效果：
本发明卫星激光通信复合轴光跟瞄装置是基于粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的复合轴采用旋转双棱镜结构的粗跟瞄系统和高带宽精跟瞄系统相结合、采用三段开窗和变采样率的单个CMOS传感器为捕获跟踪传感器、普通四象限探测器为通信跟踪传感器的装置，该装置的粗跟瞄系统采用独特的旋转双棱镜结构，由于旋转双棱镜结构的减速比很高，对于棱镜旋转角不敏感，转动力矩小，可以达到较高的控制精度，因此可用于部分弥补精跟瞄放射镜偏转角度较小的缺点，在一定程度上降低精跟瞄放射镜偏转角度的要求。捕获跟踪传感器采用CMOS传感器进行变视场、变采样率的三段式开窗。而且该装置的控制方法采用了多模式切换和粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的控制方式。本发明采用低带宽旋转双棱镜粗跟瞄系统与高带宽精跟瞄系统进行动态的、自适应的带宽匹配实现复合轴系统的高动态范围平稳跟踪，在卫星激光通信高精度激光链路系统中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的捕获跟踪传感器的三段式开窗示意图。
图中：11-捕获窗口，12-过渡窗口，13-跟踪窗口，14-光点。
图2本发明卫星激光通信复合轴光跟瞄装置示意图。
图中：L1-发射信标光，L2-接收信标光，L3-通信激光，21-粗跟瞄系统，22-望远镜系统，23-精跟瞄系统，24-捕获跟踪传感器，25-超前瞄准系统，26-通信跟踪传感器，27-信号接收机，M1-第一透反镜，M2-第二透反镜，M3-第三透反镜，M4-半透半反镜。
图3是本发明卫星激光通信复合轴光跟瞄装置的控制系统框图。
图中：k1-捕获模式，k2-汇聚模式，k3-跟踪模式，k4-粗指向环路控制器，k5-超前瞄准环路控制器，k6-卸载指令，s1-卫星轨道和姿态数据，s2-星历表生成器，A1-发射光束指向角，A2-接收光束指向角，21-粗跟瞄系统，23-精跟瞄系统，24-捕获跟踪传感器，25-超前瞄准系统，B1-卫星振动噪声，B2-粗跟瞄机构噪声，B3-精跟瞄结构噪声，B4-电路源噪声。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细说明本发明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图2，图2是本发明卫星激光通信复合轴跟瞄装置示意图。由图可见，本发明卫星激光通信复合轴跟瞄装置，包括发射信标光L1、接收信标光L2、通信激光L3；粗跟瞄系统21、望远镜系统22、精跟瞄系统23、超前瞄准系统25；捕获跟踪传感器24、通信跟踪传感器26、信号接收机27；第一透反镜M1、第二透反镜M2、第三透反镜M3、半透半反镜M4；发射信标光L1入射到第一透反镜M1后进入精跟瞄系统23，再经望远镜系统22进入粗跟瞄系统21后发射；接收信标光L2进入粗跟瞄系统21，经望远镜系统22准直再经精跟瞄系统23后，透过第一透反镜M1，由第二透反镜M2反射的光由捕获跟踪传感器24探测，由第二透反镜M2透射的光透过第三透反镜M3后，经半透半反镜M4反射的光进入通信跟踪传感器26，透过半透半反镜M4的进入信号接收机27；通信激光L3入射到第三透反镜反射M3后，透过第二透反镜M2和第一透反镜M1进入精跟瞄系统23，由望远镜系统22扩束准直后经过粗跟瞄系统21发射；
所述的粗跟瞄系统21由旋转双棱镜及其驱动电路组成，对发射信标光粗指向，对接收信标光进行捕获与粗跟瞄，同时卸载精跟瞄系统；
所述的精跟瞄系统23由两块快速倾斜镜及其驱动电路组成，用于快速和高精度捕获跟踪接收信标光与通信光，同时抑制高频平台振动；
所述的超前瞄准系统25由两块快速倾斜镜及其驱动电路组成，功能是在系统瞄准时提供超前瞄准角；
所述的捕获跟踪传感器24为可开窗式CMOS传感器，可在捕获模式、汇聚模式和跟踪模式进行三段式开窗：捕获窗口、过渡窗口和跟踪窗口，如图1所示；
所述的通信跟踪传感器26为四象限探测器，在进入跟踪模式时，由捕获跟踪传感器24的跟踪窗口切换到四象限探测器；
所述的第一透反镜M1对发射信标光L1高反，对接收信标光L2和通信激光L3高透；
所述的第二透反镜M2对接收信标光L2半透半反，对通信激光L3高透；
所述的第三透反镜M3对接收信标光L2高透，对通信激光L3高反；
所述的半透半反镜M4对接收信标光L2半透半反；
本发明的整个工作过程和控制方法结合图2和图3综合说明如下：
①首先将已知的卫星轨道和姿态数据s1提供给星历表生成器s2，再将数据传递给超前瞄准环路控制器k5和粗指向环路控制器k4，由粗指向环路控制器k4控制粗跟瞄系统21进行预瞄准，粗跟瞄系统指向对方不确定区域，同时旋转双棱镜进行扫描；
②发射信标光L1经第一透反镜M1和精跟瞄系统23的快速倾斜镜反射，经望远镜系统22经过粗跟瞄系统后将信标光发射，当捕获跟踪传感器24中捕获窗口11中的最亮光点高于阈值，旋转双棱镜停止扫描，进入捕获模式k1；
③接收信标光L2通过粗跟瞄系统21、望远镜系统22，经精跟瞄系统23的快速倾斜镜反射和第一透反镜M1透射后，由第二透反镜M2反射的信标光由捕获跟踪传感器24的捕获窗口11中探测到光点，精跟瞄系统23的快速倾斜镜在考虑到精跟瞄结构噪声B3，电路源噪声B4和接收光束指向角A2的信息后，不断调整快速倾斜镜的偏转位置，将捕获窗口中的光点逐步拉入过渡窗口12；在这个过程中当精跟瞄系统23的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时发出卸载指令k6，于是，粗指向环路控制器k4控制驱动粗跟瞄系统21的旋转双棱镜旋转一定角度，从而将精跟瞄系统的快速倾斜镜复位；当过渡窗口12中的一个像素高于阈值，进入汇聚模式k2；
④随后，精跟瞄系统23的快速倾斜镜继续调整偏转位置，而且当位置数据高于阈值时持续进行粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的过程，当快速倾斜镜偏转最亮光点到捕获跟踪传感器24的窗口中心区域即跟踪窗口13，而且满足中心四个像素之和减相邻四个像素之和的值大于阈值时，进入跟踪模式k3；
⑤将捕获跟踪传感器24的跟踪窗口13切换到高精度的通信跟踪传感器26，而且在跟踪模式中，当精跟瞄系统23的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时，进行粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的过程，同时半透半反镜M4透射一部分光信号到信号接收机27，此时整个光跟瞄装置实现了稳定的捕获跟踪功能；然后，关闭发射信标光L1，开始发射通信激光L3。
⑥通信激光L3经过超前瞄准系统25的调整后经第三透反镜M3反射、第二透反镜M2和第一透反镜M1透射、精跟瞄系统23反射后，通过望远镜系统22和粗跟瞄系统21后发射。超前瞄准环路控制器k5在系统瞄准时开环控制超前瞄准系统25提供一定的超前瞄准角以补偿激光远距离传输所消耗时间内卫星的相对移动。
在整个系统工作过程中，根据捕获跟踪传感器24以及通信跟踪传感器26探测到的偏差信号的不同来切换本发明卫星激光通信复合轴光跟瞄装置的捕获模式k1、汇聚模式k2和跟踪模式k3的控制过程，进行多模式切换。在这三种模式中，如果精跟瞄系统23的位置传感器测得快速倾斜镜的偏转位置超出阈值，将之反馈到粗指向环路控制器k4，由粗跟瞄系统21和精跟瞄系统23共同完成卸载过程，将精跟瞄系统的快速倾斜镜复位。
本实施例中，粗跟瞄系统21的旋转双棱镜选用K9玻璃材料，有效通光口径Φ250mm，扫描范围±16°，扫描精度100μrad，扫描速度2.7°/s；精跟瞄系统23选用美国Newport公司FSM-320型的快速倾斜镜，扫描角度范围±26mrad，角分辨率≤1μrad，闭环带宽800Hz；捕获跟踪传感器24选用德国Mikrotron公司MC1302型CMOS传感器，像素1280×1024，像素尺寸12μm×12μm，自由开窗；通信跟踪传感器26选用美国太平洋硅传感器公司的QP50-6SD2型传感器，感光区域Φ7.8mm，带宽257kHz。
Claims (8)
1.一种卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，包括发射信标光(L1)、接收信标光(L2)和通信激光(L3)，其特征在于该装置由粗跟瞄系统(21)、望远镜系统(22)、精跟瞄系统(23)、第一透反镜(M1)第二透反镜(M2)、第三透反镜(M3)、半透半反镜(M4)、捕获跟踪传感器(24)、超前瞄准系统(25)、通信跟踪传感器(26)和信号接收机(27)组成，上述元部件的位置关系如下：
按所述的接收信标光(L2)进入的方向，依次是所述的粗跟瞄系统(21)、望远镜系统(22)、精跟瞄系统(23)、第一透反镜(M1)、第二透反镜(M2)、第三透反镜(M3)、半透半反镜(M4)和所述的信号接收机(27)，在所述的第二透反镜(M2)的反射光设置所述的捕获跟踪传感器(24)，在所述的半透半反镜(M4)反射光方向设置所述的通信跟踪传感器(26)；
所述的粗跟瞄系统(21)是由旋转双棱镜及其驱动电路组成，对发射信标光粗指向，对接收信标光进行捕获与粗跟瞄，同时卸载精跟瞄系统；
所述的精跟瞄系统(23)是由快速倾斜镜及其驱动电路组成，用于快速和高精度捕获跟踪接收信标光与通信光，同时抑制高频平台振动；
所述的发射信标光(L1)经所述的第一透反镜(M1)反射后进入所述的精跟瞄系统(23)，反射后，再经所述的望远镜系统(22)和所述的粗跟瞄系统(21)后向对方发射；
所述的接收信标光(L2)进入所述的粗跟瞄系统(21)，经所述的望远镜系统(22)准直再经所述的精跟瞄系统(23)反射后，透过所述的第一透反镜(M1)，由所述的第二透反镜(M2)反射的光由所述的捕获跟踪传感器(24)探测，由所述的第二透反镜(M2)透射的光透过所述的第三透反镜(M3)后，经所述的半透半反镜(M4)反射的光进入所述的通信跟踪传感器(26)，透过所述的半透半反镜(M4)的光进入所述的信号接收机(27)；
所述的通信激光(L3)经所述的第三透反镜(M3)反射后，透过所述的第二透反镜(M2)和所述的第一透反镜(M1)进入所述的精跟瞄系统(23)，反射后由所述的望远镜系统(22)扩束准直后经过所述的粗跟瞄系统(21)发射。
2.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的超前瞄准系统(25)是由快速倾斜镜及其驱动电路组成，功能是在系统瞄准时提供超前瞄准角。
3.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的捕获跟踪传感器(24)为开窗式CMOS传感器，在捕获模式、汇聚模式和跟踪模式进行三段式开窗，分别对应捕获窗口(11)、过渡窗口(12)和跟踪窗口(13)。
4.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的通信跟踪传感器(26)为四象限探测器。
5.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的第一透反镜(M1)对所述的发射信标光(L1)高反，对接收信标光(L2)和通信激光(L3)高透。
6.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的第二透反镜(M2)对接收信标光(L2)半透半反，对通信激光(L3)高透。
7.根据权利要求1所述的卫星激光通信复合轴光跟瞄装置，其特征在于所述的第三透反镜(M3)对接收信标光(L2)高透，对通信激光(L3)高反；所述的半透半反镜(M4)对接收信标光(L2)半透半反。
8.一种卫星激光通信复合轴光跟瞄装置的控制方法，其特征在于包括下列步骤：
①首先将已知的卫星轨道和姿态数据(s1)提供给星历表生成器(s2)，再将数据传递给超前瞄准环路控制器(k5)和粗指向环路控制器(k4)，由粗指向环路控制器(k4)控制粗跟瞄系统(21)进行预瞄准，粗跟瞄系统(21)指向对方不确定区域，同时粗跟瞄系统(21)的旋转双棱镜进行旋转扫描不确定区；
②发射信标光(L1)经第一透反镜(M1)和精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜反射，经望远镜系统(22)和粗跟瞄系统(21)后将发射信标光(L1)发射，当捕获跟踪传感器(24)的捕获窗口(11)中的最亮光点高于阈值，旋转双棱镜停止旋转扫描，进入捕获模式(k1)；
③进入捕获模式(k1)后，接收信标光(L2)通过粗跟瞄系统(21)、望远镜系统(22)，经精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜反射和第一透反镜(M1)透射后，由第二透反镜(M2)反射的信标光被捕获跟踪传感器(24)的捕获窗口(11)探测到光点，精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜在考虑到精跟瞄结构噪声(B3)、电路源噪声(B4)和接收光束指向角(A2)的信息后，不断调整快速倾斜镜的偏转位置，将捕获窗口(11)的光点逐步拉入过渡窗口(12)中；在这个过程中，当精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时，发出卸载指令(k6)，于是，粗指向环路控制器(k4)控制驱动粗跟瞄系统(21)的旋转双棱镜旋转一定角度，从而将精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜复位；当过渡窗口(12)的一个像素高于阈值，进入汇聚模式(k2)；
④进入汇聚模式(k2)后，精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜继续调整偏转位置，而且当位置数据高于阈值时，持续进行粗跟瞄系统(21)卸载精跟瞄系统(23)的过程，当快速倾斜镜偏转最亮光点到捕获跟踪传感器(24)的窗口中心区域即跟踪窗口(13)，而且满足中心四个像素之和减相邻四个像素之和的值大于阈值时，进入跟踪模式(k3)；
⑤进入跟踪模式(k3)后，将捕获跟踪传感器(24)的跟踪窗口(13)切换到高精度的通信跟踪传感器(26)，而且在跟踪模式中，当精跟瞄系统(23)的快速倾斜镜的位置数据高于阈值时，进行粗跟瞄系统卸载精跟瞄系统的过程，同时半透半反镜(M4)透射一部分光信号到信号接收机(27)，此时整个光跟瞄装置实现了稳定的捕获跟踪功能；然后，发射通信激光(L3)，并关闭发射信标光(L1)；
⑥通信激光(L3)经过超前瞄准系统(25)的调整后，经第三透反镜(M3)反射、第二透反镜(M2)和第一透反镜(M1)透射、精跟瞄系统(23)反射后，通过望远镜系统(22)和粗跟瞄系统(21)后发射，超前瞄准环路控制器(k5)在系统瞄准时开环控制超前瞄准系统(25)提供一定的超前瞄准角，补偿激光远距离传输所消耗时间内卫星的相对移动，以实现激光通信。
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