CN117579154A - 激光通信组网方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光通信技术领域，公开了一种激光通信组网方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，目标激光通信终端基于激光扫描操作反馈毫米波信号；在接收到毫米波信号时，基于毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节；在调节完成时，通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。由于本发明根据毫米波测向装置进行激光扫描后获得的毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节，并在调节完成时通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路，解决了现有技术中激光通信组网定向困难，定向精度较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光通信技术领域，尤其涉及一种激光通信组网方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在卫星激光通信组网建立初期阶段，每个激光通信终端需要获知当前时刻自身的姿态数据，定姿精度一般要求在0.01°。目前可以采用导航数据差分的方式实现较高精度的初始定向，但是该方案需要两天线基线至少具备1m以上的间距，对于小卫星平台很难实现。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种激光通信组网方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中激光通信组网定向困难，定向精度较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种激光通信组网方法，所述激光通信组网方法包括：
通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号；
在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节；
在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
可选地，所述毫米波测向装置包括：毫米波收发天线；所述通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作的步骤之前，还包括：
对激光通信终端和目标激光通信终端进行粗对准处理；
所述通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作的步骤，包括：
在粗对准完成时，通过激光通信终端上设置的所述毫米波收发天线对所述目标激光通信终端进行激光扫描操作。
可选地，所述基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节的步骤，包括：
通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向；
通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；
基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节。
可选地，所述通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向的步骤，包括：
通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，获取所述毫米波信号对应的电压幅值；
根据所述电压幅值确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向。
可选地，所述通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度的步骤，包括：
基于所述电压幅值和所述毫米波收发天线对应的目标方向图函数，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；
所述基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节的步骤，包括：
根据所述测向角度获取方位角和俯仰角；
基于所述方位角和所述俯仰角确定方位角误差和俯仰角误差；
基于所述目标指向方向、所述方位角误差和所述俯仰角误差对所述毫米波测向装置进行调节。
可选地，所述通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路的步骤，包括：
以所述测向角度为中心位置、以所述毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过所述激光通信终端进行螺旋扫描，以建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路。
可选地，所述建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路的步骤之后，还包括：
获取所述毫米波测向对应的毫米波测向时间，以及所述激光通信终端的扫描时间；
基于所述毫米波测向时间和所述扫描时间确定终端组网时间，所述终端组网时间为每两台激光通信终端对应的组网时间。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种激光通信组网装置，所述装置包括：
激光扫描模块，用于通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号；
装置调节模块，用于在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节；
链路建立模块，用于在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种激光通信组网设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光通信组网程序，所述激光通信组网程序配置为实现如上文所述的激光通信组网方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有激光通信组网程序，所述激光通信组网程序被处理器执行时实现如上文所述的激光通信组网方法的步骤。
在本发明中，公开了通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，目标激光通信终端基于激光扫描操作反馈毫米波信号；在接收到毫米波信号时，基于毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节；在调节完成时，通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路；相较于现有技术中采用导航数据差分的方式实现较高精度的初始定向，需要两天线基线至少具备1m以上的间距，难以实现，由于本发明根据毫米波测向装置进行激光扫描后获得的毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节，并在调节完成时通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路，从而解决了现有技术中激光通信组网定向困难，定向精度较低的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的激光通信组网设备的结构示意图；
图2为本发明激光通信组网方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明激光通信组网方法第一实施例中毫米波蛇形扫描示意图；
图4为本发明激光通信组网方法第一实施例中激光通信终端的示意图；
图5为本发明激光通信组网方法第二实施例的流程示意图；
图6为本发明激光通信组网方法第二实施例中毫米波定向流程图；
图7为本发明激光通信组网方法第三实施例的流程示意图；
图8为本发明激光通信组网方法第三实施例中激光通信终端螺旋扫描示意图；
图9为本发明激光通信组网装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的激光通信组网设备结构示意图。
如图1所示，该激光通信组网设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM），也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对激光通信组网设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及激光通信组网程序。
在图1所示的激光通信组网设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明激光通信组网设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在激光通信组网设备中，所述激光通信组网设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的激光通信组网程序，并执行本发明实施例提供的激光通信组网方法。
本发明实施例提供了一种激光通信组网方法，参照图2，图2为本发明激光通信组网方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述激光通信组网方法包括以下步骤：
步骤S10：通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号。
需要说明的是，本实施例的方法的执行主体可以为对卫星激光通信终端进行组网的激光通信组网设备，或者是其他能够实现相同或相似功能的、包含了该激光通信组网设备的激光通信组网系统。此处以激光通信组网系统（以下简称系统）对本实施例和下述各实施例提供的激光通信组网方法进行具体说明。
应当理解的是，上述激光通信终端可以为可以利用激光来传输信息的通信终端。
应当说明的是，上述毫米波测向装置可以为通过毫米波段的电波测量距离、相对距离、方向等信息的装置。实际应用中，在建立卫星激光通信组网时，可以通过安装高精度的定向装置进行定向，但其造价成本较高，为了减少成本，本实施例可以通过毫米波测向装置代替昂贵且安装要求极高的平台定位及定向装置，将初始指向精度提高到0.01°以内，有效提高了小卫星平台激光通信链路的组网效率。同时，毫米波测向装置可以设置在激光通信终端上或其他同轴位置。
需要说明的是，本实施例中毫米波测向装置可以和激光通信装置通过转接板共轴安装，从而系统可以控制激光通信终端带动毫米波测向装置进行激光扫描，其中，本实施例中毫米波测向装置可以进行蛇形扫描，参照图3，图3为本发明激光通信组网方法第一实施例中毫米波蛇形扫描示意图。
可以理解的是，上述目标激光通信终端可以为激光通信终端进行激光扫描操作的目标终端。其中，目标激光通信终端上也设置有毫米波测向装置。
需要说明的是，上述毫米波信号可以为目标激光通信终端中的毫米波测向装置发射的毫米波信号，其中，毫米波即电磁波频率近似在30GHz到300GHz频段范围内的电磁波。
实际应用中，在进行激光通信组网时，激光通信终端和目标激光通信终端均可以带动其毫米波测向装置进行激光扫描操作，从而互相可以检测到对方发送的毫米波信号。
进一步地，为了提高激光通信的组网效率，所述毫米波测向装置包括：毫米波收发天线；所述步骤S10之前还包括：对激光通信终端和目标激光通信终端进行粗对准处理；相应的，所述步骤S10包括：在粗对准完成时，通过激光通信终端上设置的所述毫米波收发天线对所述目标激光通信终端进行激光扫描操作。
应当理解的是，毫米波收发天线即可以进行毫米波接收和毫米波发送的天线。
可以理解的是，上述粗对准处理可以为根据组网终端之间的粗略方向对组网终端进行对准的处理。实际应用中，在进行激光通信组网时，组网终端可以预先确定目标终端的粗略方向（本实施例对具体的确定方式不加以限制），从而其可以根据粗略方向进行粗对准处理，在粗对准后，再通过设置在激光通信终端上的毫米波收发天线对目标激光通信终端进行激光扫描操作。
需要说明的是，参照图4，图4为本发明激光通信组网方法第一实施例中激光通信终端的示意图。如图4所示，本方案中的激光通信终端中设置有粗瞄装置，通过粗瞄装置可以对激光通信终端和目标激光通信终端进行粗对准处理。同时，激光通信终端上还设置有激光通信终端天线和毫米波收发天线，其中，系统可以控制激光通信终端粗瞄带动毫米波收发天线进行蛇形激光扫描。
在具体实现中，在进行小卫星激光通信组网时，可以先确定进行通信组网的激光通信终端A和目标激光通信终端B，其视场为0.15度；毫米波测向天线视场为2°，测向精度优于0.01°。同时，激光通信终端A和目标激光通信终端B中的毫米波收发天线通过转接板进行共轴安装，其安装精度优于0.02°。然后，激光通信终端A和目标激光通信终端B可以进行方位、俯仰蛇形扫描，带动毫米波收发天线进行扫描，当激光通信终端A和目标激光通信终端B互相检测到毫米波信号时，激光通信终端A作为主终端进行测向，目标激光通信终端B作为被动终端固定不动。
步骤S20：在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节。
需要说明的是，上述测向角度可以为目标激光通信终端和等信号轴之间的夹角。具体地，本实施例中可以采用等信号法进行角度测量，其中，等信号法可以为采用两个相同且彼此部分重叠的波束进行测角的方法。
实际应用中，本实施例通过对激光通信终端中粗瞄装置的控制即可基于毫米波测向引导指向接收天线的方向，从而完成初步指向。具体地，系统可以通过毫米波信号对应的测向角度控制粗瞄装置进行角度误差补偿，引导其指向接收毫米波收发天线的方向，从而实现毫米波测向装置的调节。
步骤S30：在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
应当说明的是，本实施例可以通过毫米波测向辅助的大范围粗略定向，从而可以有效提高激光通信的组网效率。
可以理解的是，本方案中激光通信终端还可以与地面雷达基站结合，组成通信、探测一体化建设，促进空天地海一体化空间激光通信网络技术的发展。
在具体实现中，在对毫米波测向装置进行调节后，可以通过激光通信终端进行激光扫描，直至获取到光斑信号以完成地面激光通信终端通信链路的建立，及实现激光通信组网。
本实施例公开了通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，目标激光通信终端基于激光扫描操作反馈毫米波信号；在接收到毫米波信号时，基于毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节；在调节完成时，通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路；相较于现有技术中采用导航数据差分的方式实现较高精度的初始定向，需要两天线基线至少具备1m以上的间距，难以实现，由于本实施例根据毫米波测向装置进行激光扫描后获得的毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节，并在调节完成时通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路，从而解决了现有技术中激光通信组网定向困难，定向精度较低的技术问题。同时，本实施例通过毫米波测向辅助进行粗略定向，有效提高了激光通信的组网效率。
参考图5，图5为本发明激光通信组网方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，为了提高基于毫米波测向进行定向的定向精度，本实施例中，所述步骤S20包括：
步骤S201：通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向。
需要说明的是，上述预设测向方法可以为测量毫米波的方向的方法，例如：顺序波瓣法、同时波瓣法等，本实施例对此不加以限制。具体地，本实施例中激光通信终端可以采用顺序波瓣法进行毫米波测向，其中，顺序波瓣法即采用两个波束交替出现的方法进行测向的方法。
应当理解的是，上述目标指向方向即毫米波测向天线应当指向的方向。其中，本实施例中目标指向方向即目标激光通信终端所在的方向。
进一步地，所述步骤S201包括：通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，获取所述毫米波信号对应的电压幅值；根据所述电压幅值确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向。
应当说明的是，上述电压幅值即激光通信终端接收的目标激光通信终端发送的毫米波信号的电压幅值，本实施例中电压幅值可以为：
；
式中，U为电压幅值，K为系数，其与功率和激光通信终端和目标激光通信终端中毫米波收发天线之间的距离等有关，为目标激光通信终端与激光通信终端中毫米波收发天线最大增益处的夹角，/>为毫米波收发天线的方向图函数的平方，其中，平方项为毫米波收发天线的方向图函数。
实际应用中，本实施例可以根据激光通信终端接收的毫米波信号的电压幅值对应的强度确定目标指向方向。其中，由于毫米波信号的电压幅值的强度较弱时，毫米波测向装置的指向精度也较低，因此，本实施例可以通过调整毫米波信号对应的方位角和俯仰角的指向使毫米波信号的电压幅值达到预设幅值强度，此时指向误差为0，从而确定毫米波测向装置对应的目标指向方向，即将此时毫米波测向装置指向的方向确定为目标指向方向。
步骤S202：通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度。
应当说明的是，等信号方法即采用两个相同且彼此部分重叠的波束进行角度测量的方法。
步骤S203：基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节。
进一步地，所述步骤S202包括：基于所述电压幅值和所述毫米波收发天线对应的目标方向图函数，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度。
需要说明的是，上述目标方向图函数可以为用于表征毫米波收发天线的方向的函数，如上述F（θ）。
相应的，所述步骤S203包括：
根据所述测向角度获取方位角和俯仰角；基于所述方位角和所述俯仰角确定方位角误差和俯仰角误差；基于所述目标指向方向、所述方位角误差和所述俯仰角误差对所述毫米波测向装置进行调节。
应当说明的是，本实施例中基于上述目标方向图函数和余弦定理可得：
；
式中，R为激光通信终端和目标激光通信终端之间的距离，为等信号轴与波束最大值之间的夹角，/>为目标激光通信终端与等信号轴之间的夹角，即需要进行补偿的夹角，上式经过推导之后可以得到：
；
其中，由于上述公式包含了信号回波（即毫米波信号）的波形，对于角度求解而言只需要获取到其包络值：
；
式中，为基波能量，其为一确定常数；/>为高阶分项系数，其也为固定常数。
由于粗瞄装置采用二维旋转的方式，需要将其分解为方位角与俯仰角：
；
；
此时实现根据测向角度确定方位角和俯仰角。
可以理解的是，上述方位角误差可以为当前毫米波收发天线的指向对应的方位角和目标指向方向对应的方位角之间的误差。相应的，上述俯仰角误差可以为当前毫米波收发天线的指向对应的俯仰角和目标指向方向对应的俯仰角之间的误差。本实施例可以根据测向角度确定的方位角和俯仰角，并根据目标指向方向对应的方位角和俯仰角确定方位角误差和俯仰角误差。
应当理解的是，本实施例在确定目标指向方向、俯仰角误差和方向角误差后，可以控制粗瞄装置指向目标位置，以实现对毫米波测向装置的调节，使得初始指向精度可以提高到0.01°以内，从而可以有效提高小卫星平台激光通信链路的组网效率。
在具体实现中，参照图6，图6为本发明激光通信组网方法第二实施例中毫米波定向流程图。如图6所示，系统首先可以确定扫描起点、扫描终点和扫描间隔，其中，扫描起点可以为激光通信终端；扫描终点可以为目标激光通信终端；扫描间隔可以为毫米波波束角的1/2，实现对于扫描区域的覆盖。同时，系统可以通过控制激光通信终端粗瞄带动毫米波收发天线进行蛇形扫描，此时毫米波收发天线做匀速角运动，假定毫米波收发天线转动的角速度为/>，并设置接收到毫米波信号的强度为U，则在扫描的过程中波束会覆盖目标天线区域，在覆盖的过程中不断收到回波信号，从而可以根据等信号法测向原理，可以分别求得等信号轴与波束最大值之间的夹角/>，目标激光通信终端与等信号轴之间的夹角，以及目标指向方向与波束最大值方向的夹角/>，之后可以求得方位角误差和俯仰角误差，并控制粗瞄装置进行角度误差补偿以指向目标位置。此外，系统还可以判断毫米波收发天线的指向误差是否为0，若不为0，则继续根据目标激光通信终端的回波进行角度误差补偿，直至指向误差为0，并在指向误差为0时，完成对毫米波测向装置的调节。
本实施例通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定毫米波测向装置对应的目标指向方向，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定毫米波信息对应的测向角度，并基于目标指向方向和测向角度对毫米波测向装置进行调节，从而可以提高激光通信终端的初始指向精度，进而提高了激光通信链路的组网效率。
参考图7，图7为本发明激光通信组网方法第三实施例的流程示意图。
基于上述各实施例，为了提高激光通信终端之间建立通信链路的成功率，本实施例中，所述步骤S30包括：
步骤S30'：在调节完成时，以所述测向角度为中心位置、以所述毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过所述激光通信终端进行螺旋扫描，以建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路。
需要说明的是，上述测向误差区域可以为通过毫米波扫描时毫米波扫描到的误差区域。
可以理解的是，螺旋扫描即扫描轨迹呈螺旋线的扫描方式。
应当说明的是，毫米波测向误差可以认为在方位和俯仰上满足高斯分布，且两轴上的均方差相等均为，此时覆盖概率为：
；
式中，FOU即为上述扫描区域，和/>分别为方位角和俯仰角。本实施例将方位轴和俯仰轴角度偏差合成后，概率分布函数可以在径向上简化为：
；
由于本实施例中毫米波测向误差采用，故激光通信终端对毫米波测向范围的覆盖概率大于98.89%，即经过毫米波测向，激光通信终端扫描后有98.89%可以实现激光通信终端链路的建立。
实际应用中，相较于激光通信终端的精确扫描，毫米波扫描的区域可能范围较大，从而导致毫米波扫描的区域存在误差，此时可以将毫米波扫描的误差区域确定为扫描区域，并以测向角度为中心位置，通过激光通信终端采用螺旋扫描的方式对该扫描区域进行覆盖。参照图8，图8为本发明激光通信组网方法第三实施例中激光通信终端螺旋扫描示意图。
进一步地，为了确定激光通信终端之间的组网时间，以评估组网效率，所述建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路的步骤之后，还包括：
步骤S30'a：获取所述毫米波测向对应的毫米波测向时间，以及所述激光通信终端的扫描时间。
需要说明的是，上述毫米波测向时间即通过发射毫米波信号进行测向的时间。实际应用中，毫米波测向时间与毫米波收发天线初始角度范围以及扫描速度相关，具体可以为：
；
式中，tg为毫米波测向时间，θb为毫米波收发天线初始角度，ωs为毫米波收发天线的扫描速度。实际应用中，由于毫米波收发天线视场较大，该时间一般在5s以内。
应当理解的是，上述扫描时间可以为激光通信终端进行激光扫描的时间。实际应用中，考虑对扫描区域全覆盖情况，扫描时间为：
；
式中，ts为扫描时间，为激光通信终端的扫描步进距离，/>为每步进一次需要的时间，由于经过毫米波定向之后扫描区域（θFOU）相对较小，而激光通信终端的步进时间可以在10ms左右，故扫描时间可以认为小于3s。
步骤S30'b：基于所述毫米波测向时间和所述扫描时间确定终端组网时间，所述终端组网时间为每两台激光通信终端对应的组网时间。
可以理解的是，上述终端组网时间可以为激光通信终端和目标激光通信终端之间建立通信链路的时间，其中，终端组网时间对应的计算公式可以为：
；
式中，T为终端组网时间，tg为毫米波测向时间，ts为扫描时间。
综上可知，上述终端组网时间可以短于8s，同时，在存在多终端的情况下，由于毫米波可以连续扫描，其扫描时间可以由多个终端共同分担，假定小卫星搭载激光通信终端为n，则终端组网时间优于（5/n+3）s，终端组网概率优于98.89%。
在具体实现中，系统首先可以获取毫米波收发天线的初始角度和扫描角速度，并根据初始角度和扫描角速度计算毫米波测向时间，同时，可以基于激光通信终端的扫描区域、扫描步进距离和步进一次需要的时间计算扫描时间，从而可以根据毫米波测向时间和扫描时间计算获得终端组网时间。
本实施例以测向角度为中心位置、以毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过激光通信终端进行螺旋扫描，以建立激光通信终端和目标激光通信终端之间的激光通信链路，从而提高了激光通信终端之间建立通信链路的成功率。同时，本实施例基于毫米波测向对应的毫米波测向时间和激光通信终端的扫描时间确定终端组网时间，从而实现了对组网效率的评估。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有激光通信组网程序，所述激光通信组网程序被处理器执行时实现如上文所述的激光通信组网方法的步骤。
参照图9，图9为本发明激光通信组网装置第一实施例的结构框图。
如图9所示，本发明实施例提出的激光通信组网装置包括：
激光扫描模块901，用于通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号；
装置调节模块902，用于在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节；
链路建立模块903，用于在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
进一步地，所述毫米波测向装置包括：毫米波收发天线；激光扫描模块901，还用于对激光通信终端和目标激光通信终端进行粗对准处理；在粗对准完成时，通过激光通信终端上设置的所述毫米波收发天线对所述目标激光通信终端进行激光扫描操作。
本实施例的激光通信组网装置公开了通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，目标激光通信终端基于激光扫描操作反馈毫米波信号；在接收到毫米波信号时，基于毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节；在调节完成时，通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路；相较于现有技术中采用导航数据差分的方式实现较高精度的初始定向，需要两天线基线至少具备1m以上的间距，难以实现，由于本实施例根据毫米波测向装置进行激光扫描后获得的毫米波信号对应的测向角度对毫米波测向装置进行调节，并在调节完成时通过激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路，从而解决了现有技术中激光通信组网定向困难，定向精度较低的技术问题。同时，本实施例通过毫米波测向辅助进行粗略定向，有效提高了激光通信的组网效率。
基于本发明上述激光通信组网装置第一实施例，提出本发明激光通信组网装置的第二实施例。
在本实施例中，所述装置调节模块902，还用于通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向；通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节。
所述装置调节模块902，还用于通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，获取所述毫米波信号对应的电压幅值；根据所述电压幅值确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向。
所述装置调节模块902，还用于基于所述电压幅值和所述毫米波收发天线对应的目标方向图函数，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；根据所述测向角度获取方位角和俯仰角；基于所述方位角和所述俯仰角确定方位角误差和俯仰角误差；基于所述目标指向方向、所述方位角误差和所述俯仰角误差对所述毫米波测向装置进行调节。
本实施例通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定毫米波测向装置对应的目标指向方向，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定毫米波信息对应的测向角度，并基于目标指向方向和测向角度对毫米波测向装置进行调节，从而可以提高激光通信终端的初始指向精度，进而提高了激光通信链路的组网效率。
基于上述各装置实施例，提出本发明激光通信组网装置的第三实施例。
在本实施例中，所述链路建立模块903，还用于以所述测向角度为中心位置、以所述毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过所述激光通信终端进行螺旋扫描，以建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路。
进一步地，所述链路建立模块903，还用于获取所述毫米波测向对应的毫米波测向时间，以及所述激光通信终端的扫描时间；基于所述毫米波测向时间和所述扫描时间确定终端组网时间，所述终端组网时间为每两台激光通信终端对应的组网时间。
本实施例以测向角度为中心位置、以毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过激光通信终端进行螺旋扫描，以建立激光通信终端和目标激光通信终端之间的激光通信链路，从而提高了激光通信终端之间建立通信链路的成功率。同时，本实施例基于毫米波测向对应的毫米波测向时间和激光通信终端的扫描时间确定终端组网时间，从而实现了对组网效率的评估。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光通信组网方法，其特征在于，所述激光通信组网方法包括：
通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号；
在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节；
在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
2.如权利要求1所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述毫米波测向装置包括：毫米波收发天线；所述通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作的步骤之前，还包括：
对激光通信终端和目标激光通信终端进行粗对准处理；
所述通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作的步骤，包括：
在粗对准完成时，通过激光通信终端上设置的所述毫米波收发天线对所述目标激光通信终端进行激光扫描操作。
3.如权利要求2所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节的步骤，包括：
通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向；
通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；
基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节。
4.如权利要求3所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向的步骤，包括：
通过激光通信终端采用预设测向方法进行测向，获取所述毫米波信号对应的电压幅值；
根据所述电压幅值确定所述毫米波测向装置对应的目标指向方向。
5.如权利要求4所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度的步骤，包括：
基于所述电压幅值和所述毫米波收发天线对应的目标方向图函数，通过激光通信终端采用等信号方法进行测角，确定所述毫米波信号对应的测向角度；
所述基于所述目标指向方向和所述测向角度对所述毫米波测向装置进行调节的步骤，包括：
根据所述测向角度获取方位角和俯仰角；
基于所述方位角和所述俯仰角确定方位角误差和俯仰角误差；
基于所述目标指向方向、所述方位角误差和所述俯仰角误差对所述毫米波测向装置进行调节。
6.如权利要求3所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路的步骤，包括：
以所述测向角度为中心位置、以所述毫米波测向对应的测向误差区域为扫描区域，通过所述激光通信终端进行螺旋扫描，以建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路。
7.如权利要求6所述的激光通信组网方法，其特征在于，所述建立所述激光通信终端和所述目标激光通信终端之间的激光通信链路的步骤之后，还包括：
获取所述毫米波测向对应的毫米波测向时间，以及所述激光通信终端的扫描时间；
基于所述毫米波测向时间和所述扫描时间确定终端组网时间，所述终端组网时间为每两台激光通信终端对应的组网时间。
8.一种激光通信组网装置，其特征在于，所述装置包括：
激光扫描模块，用于通过激光通信终端上设置的毫米波测向装置对目标激光通信终端进行激光扫描操作，所述目标激光通信终端基于所述激光扫描操作反馈毫米波信号；
装置调节模块，用于在接收到所述毫米波信号时，基于所述毫米波信号对应的测向角度对所述毫米波测向装置进行调节；
链路建立模块，用于在调节完成时，通过所述激光通信终端进行扫描以建立激光通信链路。
9.一种激光通信组网设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光通信组网程序，所述激光通信组网程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的激光通信组网方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有激光通信组网程序，所述激光通信组网程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的激光通信组网方法的步骤。
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