CN114142943B - 单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法，包括单光子探测器、精瞄机构、终端，终端包括测距模块、通信模块、精瞄控制模块，测距模块用于解调发射光信号发射时刻和提取回波光信号到达时刻、并计算出目标发射端与接收端的距离；通信模块用于提取回波光信号中光子携带的通信信息、并与目标发射端通信；精瞄控制模块用于获取落在单光子探测器上的光子分布位置差异，精瞄控制模块与精瞄机构通信连接。本接收装置对运动目标的精瞄、被动测距、通信通过同一个单光子探测器实现，提高了集成化、小型化，有利于极限场景下的高精度跟瞄、测距和高速通信。

Description

单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法

技术领域

本发明涉及少光子通信接收机技术领域，尤其涉及一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法。

背景技术

随着人类航天科技水平和能力的提高，深空探测的概念也会逐渐发展，同时针对深空这种超远距离通信情况，接收的回波光信号能量极其微弱，通常微弱到只有若干个光子能量，甚至是单光子。单光子已不是连续光，且单光子能量很小，产生的光电流比室温下常规光电探测器本身的噪声还要低，因此要探测这种极其微弱的回波光信号，需要特别的探测技术。在深空通信下，无线激光通信的信号传输光束束宽窄、传输距离长，在空间环境下建立和保持激光链路面临着较大的困难，因此必须建立一套高精度高可靠性的测距与跟瞄系统来防止由于跟瞄精度而造成的信号丢失。由于跟瞄光信号是利用更大功率的信标光进行跟踪捕获，通信光是利用红外通信光信号来进行高速通信，这两束光通常是不同波段的光信号，以便区别跟瞄和通信，所以现有的通信跟瞄系统包括两个探测器、分别用于跟瞄和通信；并且，现有的通信跟瞄系统不具备测距功能，若要实现测距，则需要额外增加一个探测器来接收发射端的光信号来进行主动测距，从而使通信跟瞄系统集成化低、体积增大。

发明内容

本发明提供一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法，用以解决上述缺陷，通过测距模块和通信模块将接收信号中的信号到达时刻与光子数信息准确地提取出来，提高了光通信的速率，降低了光子通信中背景光子带来的影响，提高测量精度；并通过测距模块计算出目标发射端和接收端的距离，从而实现被动测距；通过单光子探测器具有的位置敏感特性，可以实现对回波光斑的高精度跟踪捕获，以实现对运动目标进行高精度捕获与跟踪。而且，对运动目标的精瞄、测距、通信通过同一个单光子探测器实现，提高了接收系统的集成化、小型化，更有利于极限场景下的高精度跟瞄、测距和高速通信，从而更容易应用于机载星载等场景。

本发明提供一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，包括用于接收回波光信号的单光子探测器、用于精确调节回波光信号在光路上的光轴方位的精瞄机构、与所述单光子探测器和所述精瞄机构通信连接的终端，所述终端包括：

测距模块，所述测距模块用于解调发射光信号的发射时刻和提取回波光信号的到达时刻，并计算出目标发射端与接收端的距离；

通信模块，所述通信模块用于提取所述回波光信号中光子携带的通信信息，并与目标发射端通信；

精瞄控制模块，所述精瞄控制模块用于获取落在所述单光子探测器上的光子分布位置的差异，所述精瞄控制模块与所述精瞄机构通信连接、以能够调控所述精瞄机构。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述单光子探测器为至少有四个象限的单光子探测器。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述精瞄控制模块包括光子数信息分析模块，所述光子数信息分析模块用于分析所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异、以控制所述精瞄机构，逐步减小回波光信号与光路的光轴的偏移角度。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述终端还包括用于提取回波光信号的光子数信息的光子信息提取模块，所述光子信息提取模块与所述测距模块通信连接，且所述测距模块根据所述光子信息提取模块提取的回波光信号的光子数信息基于去噪消差算法计算出目标发射端与接收端的距离。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述单光子探测器为串联型超导纳米线单光子探测器。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述串联型超导纳米线单光子探测器的每个像元探测器均包括多组超导纳米线，每组所述超导纳米线均并联有电阻，且多组所述超导纳米线相串联。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，还包括粗瞄机构，所述粗瞄机构包括用于接收回波光信号的第一反射镜和用于接收所述第一反射镜传输的光斑信号的捕获跟踪器，所述终端还包括用于控制所述第一反射镜的粗瞄控制模块，所述粗瞄控制模块与所述捕获跟踪器通信连接。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，所述单光子探测器通过低温放大器放大并由同轴线传输至外部检测仪器，所述单光子探测器和所述低温放大器均位于低温恒温器内。

本发明还提供一种单光子测距跟瞄及少光子通信方法，包括：基于上述任一项所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，包括：

控制单光子探测器接收回波光信号；

完成测距、精瞄与通信，所述完成测距、精瞄与通信包括：

获取所述测距模块得出目标发射端与接收端的距离，其中，所述距离是所述测距模块基于解调的发射光信号的发射时刻和提取的回波光信号的到达时刻计算的；

获取所述通信模块提取的回波光信号中光子携带的通信信息、并与目标发射端通信；

获取落在所述单光子探测器上的光子分布位置的差异，调控精瞄机构，逐步减小回波光信号与光路上的光轴的偏离角度，实现对运动目标的精准瞄准。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信方法，在所述控制单光子探测器接收回波光信号之前，还包括：

获取捕获跟踪器传输的偏移信号；

控制第一反射镜转动，使光斑信号落在捕获跟踪器的正中心。

根据本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信方法，所述获取落在所述单光子探测器上的光子分布位置的差异包括：光子数信息分析模块分析所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异。

本发明提供的一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置及方法，通过测距模块和通信模块将接收信号中的信号到达时刻与光子数信息准确地提取出来，提高了光通信的速率，降低了光子通信中背景光子带来的影响，提高测量精度；并通过测距模块内的测距算法计算出目标发射端和接收端的距离，从而实现被动测距；通过单光子探测器具有的位置敏感特性，可以实现对回波光斑的高精度跟踪捕获，以实现对运动目标进行高精度捕获与跟踪。而且，对运动目标的精瞄、测距、通信是通过同一个单光子探测器实现，提高了接收系统的集成化、小型化，更有利于极限场景下的高精度跟瞄、测距和高速通信，从而更容易应用于机载星载等场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置的结构示意图；

图2是本发明提供的单光子测距跟瞄及少光子通信方法的流程图。

附图标记：

1：第一反射镜；      2：单光子探测器；    3：平面反射镜；

4：电控可变焦透镜；  5：透镜；            6：压电陶瓷反射镜；

7：分光棱镜；        8：第一聚焦透镜；    9：红外面阵相机；

10：第二聚焦透镜；   11：低温恒温器；     12：第一滤光片；

13：第二滤光片；     14：低温放大器；     15：示波器；

16：计算机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图2描述本发明的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，包括单光子探测器2和终端，单光子探测器2与终端通信连接，单光子探测器2用于接收回波光信号，以将回波光信号转换成电信号传递给终端。具体地，终端可以为计算机16，也可以为服务器，或者其他设备。

终端包括测距模块，测距模块用于解调发射光信号的发射时刻和提取回波光信号的到达时刻、并计算出目标发射端与接收端的距离，具体地，测距模块内设置有测距算法，通过测距模块将目标发射端的发射光信号的发射时刻解调出来，再根据回波光信号的到达时刻计算出光子飞行的时间，然后根据测距算法计算出目标发射端和接收端的距离，无需额外设置激光发射装置和接收该激光的探测器，实现被动测距，极大地提高了接收装置的集成化，而且也有助于前端发射端载荷的小型化、集成化。

终端包括通信模块，通信模块用于提取回波光信号中光子携带的通信信息、并与目标发射端通信，具体地，在通信模块内设置有信号处理算法，通过信号处理算法对接收到的信号进行处理，从而实现高速率、远距离下的少光子通信。这里，信号处理算法可以是差分阈值算法与匹配滤波算法等，具体地，通信模块将回波光信号中光子所携带的完整的一帧数据信息提取出，并传输给信号处理模块，信号处理模块通过差分阈值算法与匹配滤波算法等对接收的信号进行处理，确定每个输出脉冲到达时刻与输出脉冲的光子数信息，再将处理后的信号经过纠错译码，将译码后的数据与原始数据对比可以计算出该接收装置的误码率情况，从而提高所使用的纠错码的纠错能力和实现高效率、远距离下的少光子通信。

如此，本接收装置通过信号处理算法将接收信号中的信号到达时刻与光子数信息准确地提取出来，提高了光通信的速率，降低了光子通信中背景光子带来的影响，提高测量精度；同时利用测距模块解调出发射光信号的发射时刻，与回波光信号的到达时刻进行比较，得出光子的飞行时间，并通过测距算法计算出目标发射端和接收端的距离，从而实现被动测距；与现有跟瞄通信系统相比，极大地提高了该接收装置的集成化，而且也有助于前端发射端载荷的小型化集成化，从而更容易应用于机载星载等场景。

本发明的可选实施例中，本接收装置还包括精瞄机构，用于精确调节回波光信号在光路上的光轴方位；终端还包括精瞄控制模块，精瞄控制模块与精瞄机构通信连接，精瞄控制模块用于获取落在单光子探测器上的光子分布位置的差异，以根据差异调控精瞄机构，实现光束方向的精密调整，使光束对准更精确。这样，通过单光子探测器2具有的位置敏感特性，可以实现对回波光斑的高精度跟踪捕获，以实现对运动目标进行高精度捕获与跟踪。而且，对运动目标的精瞄和通信通过同一个单光子探测器2实现，提高了接收系统的集成化、小型化，更有利于极限场景下的高精度跟瞄和高速通信。

在可选的实施例中，单光子探测器2可以为至少有四个象限的单光子探测器，以提高单光子探测器2的分辨能力和纠错编码能力，从而可以实现高速少光子通信。具体地，单光子探测器2可以为串联型超导纳米线单光子探测器，串联型超导纳米线单光子探测器的每个像元探测器均包括多组超导纳米线，每组超导纳米线均并联有电阻，并且多组超导纳米线相串联。这样，当有单个光子入射时，只有其中一条纳米线产生输出响应；当有多个光子输入时，则会有多条纳米线响应，产生幅度同响应纳米线数目成比例的输出电脉冲。单个像元的优势不仅在于具有光子数分辨的能力，且当其中一条纳米线响应后其余纳米线仍可继续响应，并且通过将纳米线串联形成N个阵列，在使用同样探测区域面积的情况下，每个单元器件的电感会减小为LK/N(LK为所有纳米线的动态电感之和)。由于每个单元都并联了电阻Rs，单元器件的恢复时间常数都会减小为LK/(Rs*N)，大大提高了纳米线的响应速率。

这里，串联型超导纳米线单光子探测器可以为2×2串联型超导纳米线单光子探测器，使单光子探测器具有四个象限，并且2×2串联型超导纳米线单光子探测器的每个像元探测器均包括六组超导纳米线，这样，使单光子探测器2具有24光子数分辨能力，提高了纠错编码能力，可以实现高速少光子通信。

在其他实施例中，串联型超导纳米线单光子探测器也可以为2×3串联型超导纳米线单光子探测器，或3×3串联型超导纳米线单光子探测器，或3×4串联型超导纳米线单光子探测器，或者串联型超导纳米线单光子探测器可以为具有更多象限的单光子探测器。这里不对单光子探测器2的象限数量作具体限定，具体根据实际需要确定。

上述串联型超导纳米线单光子探测器的每个像元探测器均可以包括五组、七组超导纳米线或八组超导纳米线，或更多的超导纳米线，使单光子探测器2具有更高的光子数分辨能力。此外，上述精瞄控制模块包括光子数信息分析模块、以用于分析单光子探测器2的各个象限上的光子数信息来得到运动目标位置的差异，从而控制精瞄机构逐步减小回波光信号与光路中光轴的偏移角度，以实现精确瞄准。具体地，2×2串联型超导纳米线单光子探测器响应中心波长为1550nm，感光面分为了四个单独的探测器，接收到的光子数可以表示为Q1、Q2、Q3、Q4，当光信号落在象限表面，将其转换成电信号，其数值输出X轴坐标为(Q1+Q3)-(Q2+Q4)，Y轴坐标为(Q1+Q2)-(Q2+Q4)，总光子数为(Q1+Q2+Q3+Q4)，因此可以通过光子数信息分析模块计算四个象限上的光子数信息来得到运动目标位置的差异。

另外，精瞄机构可以为压电陶瓷反射镜6，压电陶瓷反射镜6的调节范围为5mrad，开环精度达到了0.1μrad，因此通过压电陶瓷反射镜6可以实现光束方向的精密调整，使光束对准更精确。精瞄机构也可以为MEMS偏转镜或液晶自由空间光调制器，具体可以根据实际需要确定。

本发明的可选实施例中，终端还包括光子信息提取模块，光子信息提取模块用于提取回波光信号的光子数信号，光子数信息提取模块与测距模块通信连接，并且测距模块可以基于去噪消差算法计算出目标发射端与接收端的距离，以提高回波光信号的信噪比和测距精度。这里，去噪消差算法可以为标准差算法、方差算法，或标准平均算法，滤波算法。具体地，可通过通信调制的方法将发射光信号设置为一个特定的帧头，然后根据光子飞行时间模块提取(解调)出该帧头信号的所有回波光信号的光子的到达时刻，然后测距模块可以通过标准平均算法计算出目标发射端与接收端的平均距离。

可选的实施例中，本接收装置还包括粗瞄机构，粗瞄机构包括第一反射镜1和捕获跟踪器，第一反射镜1用于接收回波光信号，捕获跟踪器用于接收第一反射镜1传输的光斑信号。并且终端还包括粗瞄控制模块，以用于控制粗瞄机构；粗瞄控制模块与捕获跟踪器通信连接，以使捕获跟踪器能够将偏移信号传输给粗瞄控制模块，从而使粗瞄控制模块控制第一反射镜1调整水平和俯仰角度，从而调节回波光信号的入射角度和反射角度，以达到粗瞄的目的，让目标光斑信号逐步落在捕获跟踪器的正中心，从而完成粗跟踪的过程。

具体地，第一反射镜1可以由万向转台和设置在万向转台上的反射镜组成。具体地，第一反射镜1可以为二维转台反射镜或六自由度转台反射镜。二维转台反射镜的二维转台为方位和俯仰两轴系结构，通过直流力矩电机驱动，采用光电码盘实现控制反馈，针对卫星平台要求同时实现了轻量化、小型化和一体化设计。

这里，捕获跟踪器可以为红外面阵相机9，以捕获回波光信号，得出相应的光斑图像。

在上述可选的实施例中，精瞄机构位于第一反射镜1的反射路径上，以对回波光信号的传播方向再次改向，以便于回波光信号能够落在单光子探测器2上。

本接收装置还包括分光元件，分光元件可以为分光棱镜7，分光元件位于精瞄机构的反射路径上，以用于将回波光信号的入射光路分为反射光路和透射光路，单光子探测器2位于透射光路上，捕获跟踪器位于反射光路上，以用于接收回波光信号。这样，通过分光元件将入射光路分为两路，以便于实现粗瞄和精瞄。

第一反射镜1和精瞄机构之间设置有缩束组件，以对回波光信号的光束进行缩束，使其适应精瞄机构的尺寸。

缩束组件包括设置在第一反射镜1的反射路径上的电控可变焦透镜4和透镜5。

在精瞄机构和分光棱镜7之间设置有平面反射镜3，以改变光束的方向，使光束照射到分光棱镜7上。

并且，在捕获跟踪器的前端设置有第一聚焦透镜8，在单光子探测器2的前端设置有第二聚焦透镜10，以使光束汇聚在捕获跟踪器和单光子探测器2上。

在分光元件和单光子探测器2之间设置有滤波组件，具体地，滤波组件可以设置在第二聚焦透镜10和单光子探测器2之间，以降低或消除干扰，提高回波光信号的信噪比。滤波组件包括并排设置的第一滤光片12和第二滤光片13。

进一步的实施例中，单光子探测器2通过低温放大器放大由同轴线传输至外部检测仪器，外部检测仪器可以为示波器15，示波器与终端电连接，示波器15能够采集单光子探测器2的电信号，并将采集到的电信号传递给终端，使终端对电信号进行数据处理。单光子探测器2的输出端通过同轴线与低温放大器的输入端相连，低温放大器的输出端通过同轴线连接至示波器15。这样，单光子探测器2输出的电信号通过低温放大器进行放大，从而得出信噪比较高的输出信号。这里，本接收装置还可以包括低温恒温器11，单光子探测器2和低温放大器14均位于低温恒温器11内，以保证单光子探测器2和低温放大器14处于低温环境，从而单光子探测器2正常工作。

下面对本发明提供的单光子测距跟瞄及少光子通信方法进行描述，下文描述的单光子测距跟瞄及少光子通信方法与上文描述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置可相互对应参照。

本单光子测距跟瞄及少光子通信方法包括：

控制单光子探测器接收回波光信号；

完成测距、精瞄与通信，完成测距、精瞄与通信包括:

获取测距模块计算出的目标发射端与接收端的距离；其中，该距离是基于解调的发射光信号的发射时刻和提取的回波光信号的到达时刻计算的；

获取通信模块提取的回波光信号中光子携带的通信信息、并与目标发射端通信；其中，与目标发射器通信是通过通信模块内的信号处理算法对接收到的信号进行处理，来实现高速率、远距离下的少光子通信；

获取落在单光子探测器上的光子分布位置的差异，调控精瞄机构，逐步减小回波光信号与光路上的光轴的偏离角度，实现对运动目标的精准瞄准。其中，获取落在单光子探测器上的光子分布位置的差异包括：光子数信息分析模块分析单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异。

这里，控制精瞄机构逐步减小回波光信号与光路上的光轴的偏离角度实现对运动目标的精准瞄准，即通过调节压电陶瓷反射镜6的转动角度，调节回波光信号在光路中的光轴方位，逐步减小回波光信号与光路中光轴的偏离角度，使回波光信号对准更精确，以实现精确瞄准。

在进一步的实施例中，在单光子探测器接收回波光信号之前，单光子测距跟瞄及少光子通信方法还包括：

获取捕获跟踪器传输的偏移信号；

控制第一反射镜1转动，使光斑信号落在捕获跟踪器的正中心。

如此，终端根据捕获跟踪器传输的偏移信号来控制第一反射镜1转动，从而调节第一反射镜1的水平和俯仰角度，让目标光斑逐步落在捕获跟踪器的正中心，从而完成对运动目标的粗瞄。

并且，在获取捕获跟踪器传输的偏移信号之前，本单光子测距跟瞄及少光子通信方法还包括控制光学接收装置扫描捕获光信号，并传输光斑信号。这里，光学接收装置包括第一反射镜、缩束组件、压电陶瓷反射镜、平面反射镜和分光元件，或其他能够实现光传输的元件。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，包括用于接收回波光信号的单光子探测器、用于精确调节回波光信号在光路上的光轴方位的精瞄机构、与所述单光子探测器和所述精瞄机构通信连接的终端，所述终端包括：

测距模块，所述测距模块用于解调发射光信号的发射时刻和提取回波光信号的到达时刻，并计算出目标发射端与接收端的距离；

通信模块，所述通信模块用于提取所述回波光信号中光子携带的通信信息，并与目标发射端通信；

精瞄控制模块，所述精瞄控制模块用于分析所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异，所述精瞄控制模块与所述精瞄机构通信连接，以能够调控所述精瞄机构。

2.根据权利要求1所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述单光子探测器为至少有四个象限的单光子探测器。

3.根据权利要求2所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述精瞄控制模块包括光子数信息分析模块，所述光子数信息分析模块用于分析所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异、以控制所述精瞄机构，逐步减小回波光信号与光路的光轴的偏移角度。

4.根据权利要求1所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述终端还包括用于提取回波光信号的光子数信息的光子信息提取模块，所述光子信息提取模块与所述测距模块通信连接，且所述测距模块根据所述光子信息提取模块提取的回波光信号的光子数信息基于去噪消差算法计算出目标发射端与接收端的距离。

5.根据权利要求2所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述单光子探测器为串联型超导纳米线单光子探测器。

6.根据权利要求5所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述串联型超导纳米线单光子探测器的每个像元探测器均包括多组超导纳米线，每组所述超导纳米线均并联有电阻，且多组所述超导纳米线相串联。

7.根据权利要求1所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，还包括粗瞄机构，所述粗瞄机构包括用于接收回波光信号的第一反射镜和用于接收所述第一反射镜传输的光斑信号的捕获跟踪器，所述终端还包括用于控制所述第一反射镜的粗瞄控制模块，所述粗瞄控制模块与所述捕获跟踪器通信连接。

8.根据权利要求1所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，其特征在于，所述单光子探测器通过低温放大器放大并由同轴线传输至外部检测仪器，所述单光子探测器和所述低温放大器均位于低温恒温器内。

9.一种单光子测距跟瞄及少光子通信方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的单光子测距跟瞄及少光子通信一体化接收装置，包括：

控制单光子探测器接收回波光信号；

完成测距、精瞄与通信，所述完成测距、精瞄与通信包括：

获取所述测距模块计算出的目标发射端与接收端的距离，其中，所述距离是所述测距模块基于解调的发射光信号的发射时刻和提取的回波光信号的到达时刻计算的；

获取所述通信模块提取的回波光信号中光子携带的通信信息、并与目标发射端通信；

获取所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异，调控精瞄机构，逐步减小回波光信号与光路上的光轴的偏离角度，实现对运动目标的精准瞄准。

10.根据权利要求9所述的单光子测距跟瞄及少光子通信方法，其特征在于，在所述控制单光子探测器接收回波光信号之前，还包括：

获取捕获跟踪器传输的偏移信号；

控制第一反射镜转动，使光斑信号落在捕获跟踪器的正中心。

11.根据权利要求9所述的单光子测距跟瞄及少光子通信方法，其特征在于，所述获取所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异包括：光子数信息分析模块分析所述单光子探测器的各个象限上的光子数信息得到运动目标位置的差异。

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