CN101832816B - 空间激光通信中天空背景光测量装置 - Google Patents

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张雷
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Abstract

本发明提供的空间激光通信中天空背景光测量装置，属于空间激光通信技术领域。该装置由可调光阑、焦距可变透镜组、可调窄带滤光片组、CCD、接收机、GPS天线、计算机、连接架、寻北仪、经纬仪构成。该装置使用GPS系统得到被测点的地理坐标信息；使用经纬仪与寻北仪得到日距角和日升角信息；使用CCD相机完成背光大小的测量。装置对环境要求低，不受地点限制，具有操作简单、机动性好等特点。

Description

空间激光通信中天空背景光测量装置
技术领域
本发明涉及空间激光通信中天空背景光测量装置，属于空间激光通信技术领域。
背景技术
由于自由空间激光通信具有通信容量大、传输速率高，隐蔽性好、抗干扰能力强等优点，因而具有广泛的应用前景。在实际通信过程中探测器接收到的信号，除光源的功率外，还有将包含较强的背景辐射。在进行信号处理时，背景场与信号光场将被一起处理，这将影响整个光通信系统的性能，使得系统信噪比下降。在考虑背景辐射时，背景辐射功率是一重要参数，要由辐射源来确定。对于地面接收终端，天空的背景辐射亮度是一个主要的光学背景噪声源。此种光学噪声源对于光通信系统性能指标的影响因素主要有两个因素：其一是：白天与黑夜的天空背景光的强度差别巨大，对于夜晚，其天空背景光亮度大约为5nW/m2·nm·sr，而对于白天，其天空背景亮度要比黑夜大107左右，所以，在讨论天空背景对于光通信系统的影响时重点考虑白天应用场合。其二是：对于白天天空背景强度，其值是光波波长、日距角和太阳高角等参数的函数；对于地面终端，又与大气条件紧密相关。所以有必要在地面完成对空间背景光的测量与记录，为空间激光通信系统设计及链路选址打下基础。
发明内容
为实现空间激光通信中天空背景光测量。本发明的目的在于提供空间激光通信中天空背景光测量装置。
本发明提供的空间激光通信中天空背景光测量装置的构成如下：
如图1所示，由可调光阑1、焦距可变透镜组2、可调窄带滤光片组3、CCD4、接收机5、GPS天线6、计算机7、连接架8、寻北仪9和经纬仪10构成。
可调光阑1、焦距可变透镜组2、可调窄带滤光片组3、CCD4、接收机5、GPS天线6顺次固定在连接架8上；连接架8固定在寻北仪9上；寻北仪9固定在经纬仪10上；计算机7通过连接线缆与CCD4、接收机5、寻北仪9保持连接；接收机5通过连接线缆与GPS天线6保持连接；可调光阑1安放在焦距可变透镜组2的前方，CCD5安放在焦距可变透镜组2的焦点处。
本发明提供的空间激光通信中天空背景光测量装置的测量步骤如下：
(1)将测量装置安放在需要测量的地点，通过经纬仪10提供的角度信息将测量装置调平。
(2)根据寻北仪9提供的角度信息，调整经纬仪10相应角度，将CCD4的视轴指向正北方向。
(3)根据需要测量的日升角、日距角信息，旋转经纬仪10相应角度。
(4)开启接收机5记录当时地理位置信息，包括经纬度值和高度值；开启CCD相机，记录相机输出的灰度值信息。
(5)根据相机输出灰度值，结合相机灵敏度、积分时间、A/D转换位数、焦距可变透镜组2的提供的焦距，可以计算出背景光强度大小。
本发明提出的空间激光通信中天空背景光测量装置，能完成空间激光通信中背光光大小的测量。此测量装置使用GPS系统得到被测点的地理坐标信息；使用经纬仪与寻北仪得到日距角和日升角信息；使用CCD相机完成背光大小的测量。装置对环境要求低，不受地点限制，具有操作简单、机动性好等特点。
附图说明
图1发明装置组成示意图。此图也是说明书摘要附图。其中，1为可调光阑，2为焦距可变透镜组，3为可调窄带滤光片组，4为CCD，5为接收机，6为GPS天线，7为计算机，8为连接架，9为寻北仪，10为经纬仪。
具体实施方式
GPS选用Superstar II型GPS OEM；寻北仪选用SDI-141寻北仪；经纬仪选用尼康DTM-532；CCD选用DALSA公司的Falcon 1.4M100；焦距可变透镜组焦距100～300mm可变。
实施例1
(1)将测量装置安放在需要测量的地点，通过经纬仪10提供的角度信息将测量装置调平。
(2)根据寻北仪9提供的角度信息，调整经纬仪10相应角度，将CCD4的视轴指向正北方向。
(3)根据需要测量的日升角、日距角信息，旋转经纬仪10相应角度。
(4)开启接收机5记录当时地理位置信息，包括经纬度值和高度值；开启CCD相机，记录相机输出的灰度值信息。
(5)根据相机输出灰度值，结合相机灵敏度、积分时间、A/D转换位数、焦距可变透镜组2的提供的焦距，可以计算出背景光强度大小。
通过以上步骤完成背景光大小测量。

Claims (1)

1.空间激光通信中天空背景光测量装置，其特征在于，该装置由可调光阑(1)、焦距可变透镜组(2)、可调窄带滤光片组(3)、CCD(4)、接收机(5)、GPS天线(6)、计算机(7)、连接架(8)、寻北仪(9)和经纬仪(10)构成；
所述可调光阑(1)、焦距可变透镜组(2)、可调窄带滤光片组(3)、CCD(4)、接收机(5)、GPS天线(6)顺次固定在连接架(8)上；连接架(8)固定在寻北仪(9)上；寻北仪(9)固定在经纬仪(10)上；计算机(7)通过连接线缆与CCD(4)、接收机(5)、寻北仪(9)保持连接；接收机(5)通过连接线缆与GPS天线(6)保持连接；可调光阑(1)安放在焦距可变透镜组(2)的前方，CCD(5)安放在焦距可变透镜组(2)的焦点处。
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