CN117614518B - 星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光通信领域，提供一种星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统，方法包括：控制发射激光器向平行光管发出第一激光信号，控制接收激光器向平行光管发出第二激光信号；将第一激光信号转化为第一光信号，获得第一成像光斑；控制第一成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；将第二激光信号转化为第二光信号，获得第二成像光斑；控制第二成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；分别确定第一质心坐标和第二质心坐标；根据第一质心坐标和第二质心坐标，计算收发同轴度差值；根据收发同轴度差值，对星载激光载荷进行收发同轴标校。该标校过程以收发同轴度差值为依据，标校过程操作简便、易于实现，提高了标校过程的准确性和便捷性。

Description

星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统
技术领域
本发明涉及激光通信技术领域，尤其涉及一种星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统。
背景技术
卫星激光星间载荷或星地建链过程中，由于激光通信系统高度集成，星载激光载荷的收发设备通常使用一套光学天线，这就导致收发同轴标校精度会直接影响星间载荷或者星地之间的建链可靠性，进而影响数据传输过程的稳定性。
相关技术中，通常利用在轨状态的星载激光载荷发射的信标光和信号光实现收发同轴度标校，该种标校方式是在卫星发射后的在轨阶段实现的，无法保证卫星发射前的收发同轴性，且需要借助地面站配合实现，标定过程繁琐，难以保证标校精度。
因此，传统的收发同轴标校方法存在标定过程繁琐，且标校精度低的问题。
发明内容
本发明提供一种星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统，用以解决传统收发同轴标校方法标定过程繁琐、标校精度低的缺陷。
一方面，本发明提供一种星载激光载荷的收发同轴标校方法，基于平行光管实现，星载激光载荷包括光学头、发射激光器以及接收激光器，所述发射激光器和所述接收激光器均与所述光学头相连；所述方法包括：
控制所述发射激光器向平行光管发出第一激光信号，并控制所述接收激光器向平行光管发出第二激光信号；
通过所述平行光管内的反射镜组将所述第一激光信号转化为第一光信号，并通过所述平行光管内的光电探测器获得所述第一光信号对应的第一成像光斑；
通过调整所述发射激光器的工作功率，控制所述第一成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；
通过所述反射镜组将所述第二激光信号转化为第二光信号，并通过所述光电探测器获得所述第二光信号对应的第二成像光斑；
通过调整所述接收激光器的工作功率，控制所述第二成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；
分别确定所述第一成像光斑的第一质心坐标和所述第二成像光斑的第二质心坐标；
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，计算得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值；
根据所述收发同轴度差值，对所述星载激光载荷进行收发同轴标校。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，所述根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，计算得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值，包括：
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的质心距离；
将所述质心距离与所述光电探测器的像元尺寸相乘，得到中间参数值；
将所述中间参数值与所述平行光管的焦距作商，得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，所述根据所述收发同轴度差值，对所述星载激光载荷进行收发同轴校正，包括：
判断所述收发同轴度差值是否在预设修正范围内，得到判断结果；
若所述判断结果为是，则根据所述收发同轴度差值对所述光学头内章动镜的零点位置进行调整，以修正所述收发同轴度差值；
若所述判断结果为否，则对所述章动镜的机械位置进行调整，并对所述星载激光载荷再次装调后，重新确定收发同轴度差值，直至所述判断结果为是。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，所述根据所述收发同轴度差值对所述光学头内章动镜的零点位置进行调整，包括：
根据预设关联关系以及所述收发同轴度差值，确定所述光学头内章动镜的零点校正量，其中，所述预设关联关系用于表征零点校正量与收发同轴度差值之间的对应关系；
根据所述章动镜的当前零点位置以及所述零点校正量，对所述章动镜的零点位置进行调整。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，所述零点校正量包括零点位置的横轴坐标校正量和纵轴坐标校正量。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，所述对所述章动镜的机械位置进行调整，包括：
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，确定所述章动镜的机械调整方向；
按照所述机械调整方向对所述章动镜的机械位置进行调整。
另一方面，本发明还提供一种星载激光载荷的收发同轴标校系统，包括：平行光管和上位机；
星载激光载荷包括光学头、发射激光器以及接收激光器，所述发射激光器和所述接收激光器均与所述光学头相连；
所述上位机分别与所述平行光管中的光电探测器以及所述接收激光器和所述发射激光器相连；
所述上位机包括存储器、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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一种所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统，所述平行光管包括：反射镜组、分光镜以及光电探测器；
所述第一激光信号和所述第二激光信号均经过所述反射镜组和所述分光镜后，被所述光电探测器接收。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统，所述反射镜组包括：第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜；
所述第一激光信号和所述第二激光信号依次经过所述第一反射镜、所述第二反射镜以及所述第三反射镜反射后,传输至所述分光镜。
根据本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统，所述系统还包括棱镜，所述棱镜用于对所述光学头和所述平行光管做0°、+90°以及-90°三面准直处理。
本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统，通过控制发射激光器向平行光管发出第一激光信号，并控制接收激光器向平行光管发出第二激光信号，调整发射激光器和接收激光器的工作功率，以使光电探测器中的第一成像光斑和第二成像光斑的光斑直径均满足预设长度范围，之后确定第一成像光斑的第一质心坐标和第二成像光斑的第二质心坐标，根据两个质心坐标计算星载激光载荷的收发同轴度差值，进而根据收发同轴度差值，对星载激光载荷进行收发同轴标校。由于该标校过程以收发同轴度差值为标校依据，可以利用平行光管准确完成标校任务，无需信标光信号即可实现标校操作，标校过程操作简便、易于实现，且可以在卫星发射前的测试阶段完成，解决了传统收发同轴标校方法标定过程繁琐，且标校精度低的问题，提高了同轴标校过程的准确性和便捷性。
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是本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法的流程示意图；
图2是收发同轴标校过程中关键器件的布置状态示意图；
图3是光学头的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
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。
本实施例涉及无线激光通信领域，具体可以应用于卫星发射上天前对星载激光载荷的同轴标校场景中。
随着航空航天遥感以及高分辨率相机等技术的快速发展，所获取图像质量大幅提高，对大容量数据传输的需求呈指数级增长。基于微波的星地数传受限于波段和数传终端的功耗、体积、重量等限制，难以满足海量数据的高速下传需求。此外，要进行微波远距离通信，需要对信号进行多次中继转发，建立大量的中继站，成本高，且实现困难，导致微波通信难以满足卫星数据的数传需求。
相较于微波通信，激光通信技术具有波段窄、频率高、带宽大、高信噪比、低误码率以及保密性好等优点，可以提供比微波通信更快的数据传输速率和更安全的信道，能够满足大容量数据传输需求，并可以实现更可靠的数据传输。因此，越来越多的卫星选择激光通信进行星地之间的高速数传。
卫星激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式，具有传输速率高、抗干扰能力强、系统终端体积小、质量轻以及功耗低等优势，不仅可以实现星地之间的数据互传，还可以实现星间激光载荷数据的互传，从而能够扩大覆盖区域，实现全球测控。
卫星激光星间载荷或星地建链过程中，由于系统高度集成和小型化发展，载荷收发系统通常使用一套光学天线，这就导致收发同轴标校精度，将直接影响星间载荷或者星地之间的建链精度，从而影响数据传输稳定性。然而，目前传统的同轴标校方法通常利用对信标光的分析处理实现，通常应用于卫星在轨阶段，且需要地面站配合实现，标校过程繁琐，且难以保证标校精度。
据此，本发明实施例提供了上述技术问题的解决方案，下面结合图1至图5描述本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法及系统。
图1是本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，执行主体可以是上位机、服务器等具有数据收发和数据处理功能的电子设备，该方法可以基于平行光管实现，其中，星载激光载荷具体包括光学头、发射激光器以及接收激光器，发射激光器和接收激光器均与光学头相连，该方法主要包括以下步骤：
步骤110：控制发射激光器向平行光管发出第一激光信号，并控制接收激光器向平行光管发出第二激光信号。
需要说明的是，本实施例中第一激光信号本质为发射光，第二激光信号本质为信号光，两个激光信号均是星载激光载荷发送至平行光管的光信号，因此不存在信标光的介入。
可以理解的是，发射激光器可以通过发射光纤经光学头将第一激光信号发送至平行光管，接收激光器可以通过耦合光纤经光学头将第二激光信号发送至平行光管。
本实施例中，平行光管对应光学头布置，在发射两束激光信号之前，需要先对光学头和平行光管进行准直处理，具体可以通过安装于光学头上的棱镜实现准直操作，以保证光信号传输的准确性。
图2示例性的示出了同轴标校过程中关键光学器件的布置状态，参见图2，光学头210的一侧通过发射光纤与发射激光器220相连，并通过耦合光纤与接收激光器230相连，棱镜240设于光学头210的另一侧，在靠近光学头210另一侧的位置上，还设有平行光管250，平行光管250和光学头210均安装于光学平台260上。本实施例中，光学头210安装于多维转台270的顶部，并通过多维转台270安装于光学平台260上，多维转台270可以带动光学头210转动。
参见图2，平行光管250具体包括反射镜组、分光镜2501以及光电探测器2502；
第一激光信号和第二激光信号均经过反射镜组和分光镜2501后，被光电探测器2502接收。
参见图2，反射镜组具体包括：第一反射镜2503、第二反射镜2504以及第三反射镜2505；
第一激光信号和第二激光信号依次经过第一反射镜2503、第二反射镜2504以及第三反射镜2505反射后，传输至分光镜2501。
步骤120：通过平行光管内的反射镜组将第一激光信号转化为第一光信号，并通过平行光管内的光电探测器获得第一光信号对应的第一成像光斑。
本实施例中，通过对平行光管的控制，可以将第一激光信号转换为第一光信号，并能够在光电探测器上获得第一成像光斑。
步骤130：通过调整发射激光器的工作功率，控制第一成像光斑的光斑直径满足预设长度范围。
通过对发射激光器的工作功率进行调整，可以调整第一成像光斑的大小，直至调整到第一成像光斑的尺寸满足要求。
步骤140：通过反射镜组将第二激光信号转化为第二光信号，并通过光电探测器获得第二光信号对应的第二成像光斑。
类似地，第二激光信号也可以经过反射镜组转化为第二光信号，并能够在光电探测器上获得第二成像光斑。
步骤150：通过调整接收激光器的工作功率，控制第二成像光斑的光斑直径满足预设长度范围。
本实施例中，第一激光信号和第二激光信号均是波长固定且功率可调节的光信号，通过调节发射激光器和接收激光器的工作功率，可以调整第一激光信号和第二激光信号的信号功率，进而对两个激光信号在光电探测器中成像光斑尺寸进行调整，最终使第一成像光斑和第二成像光斑的光斑直径均满足预设长度范围，则调节结束。
一些实施例中，预设长度范围可以通过像素数量进行度量，比如预设长度范围可以是10至20个像素，具体可以根据实际应用场景合理取值。
步骤160：分别确定第一成像光斑的第一质心坐标和第二成像光斑的第二质心坐标。
本实施例中，第一质心坐标和第二质心坐标均可以根据横轴方向和纵轴方向的像素数量确定，第一质心坐标可以表征第一成像光斑的位置信息，第二质心坐标可以表征第二成像光斑的位置信息。
步骤170：根据第一质心坐标和第二质心坐标，计算得到星载激光载荷的收发同轴度差值。
可以理解的是，收发同轴度差值可以用来衡量星载激光载荷的发射光路与接收光路之间的同轴偏差情况。
步骤180：根据收发同轴度差值，对星载激光载荷进行收发同轴标校。
本实施例中，在得到收发同轴度差值之后，可以将收发同轴度差值作为标校数据依据，进而对星载激光载荷进行收发同轴度标校。由于整个标校过程，可以利用星载激光载荷的发射光路和接收光路向平行光管发射两束激光信号后，通过成像光斑的质心坐标计算得到收发同轴度差值，进而利用收发同轴度差值实现收发同轴标校，整个标校过程更加简便、易于操作，可以在卫星发射前的测试阶段完成。
在一实施例中，根据第一质心坐标和第二质心坐标，计算得到发射激光器与接收激光器之间的收发同轴度差值，包括：
根据第一质心坐标和第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的质心距离；
将质心距离与光电探测器的像元尺寸相乘，得到中间参数值；
将中间参数值与平行光管的焦距作商，得到发射激光器与接收激光器之间的收发同轴度差值。
本实施例中，设第一质心坐标为（X0，Y0），第二质心坐标为（X1，Y1），则收发同轴度差值的计算公式为：
（1）
其中，D表示收发同轴度差值，d表示平行光管中光电探测器的像元尺寸，f表示平行光管的焦距。
本实施例通过定量计算星载激光载荷的收发同轴度差值，可以为后续收发同轴校正提供精确、有效的数据依据，从而提高了同轴标校过程的准确性。
在一实施例中，根据收发同轴度差值，对星载激光载荷进行收发同轴校正，具体包括：
判断收发同轴度差值是否在预设修正范围内，得到判断结果；
若判断结果为是，则根据收发同轴度差值对光学头内章动镜的零点位置进行调整，以修正收发同轴度差值；
若判断结果为否，则对章动镜的机械位置进行调整，并对星载激光载荷再次装调后，重新确定收发同轴度差值，直至判断结果为是。
可以理解的是，章动镜是光学系统中用于校正光束传播方向和调整光路倾斜误差的关键性器件，也常被称为“快反镜”、“倾斜镜”、“压电偏转镜”、“倾斜台”等。
图3示例性的示出了光学头内的光学器件，参见图3，光学头具体包括：光学天线310、第一光学镜320、收发分色片330、第二光学镜340、第三光学镜350、图像传感器360、第四光学镜370、章动镜380以及发射准直器390。
光学天线310接收到的入射光信号，通过第一光学镜320反射后传输至收发分色片330，经收发分色片330处理后，传输至第二光学镜340，一部分入射光信号透过第二光学镜340，经第三光学镜350处理后传输至图像传感器360，另一部分入射光信号被第二光学镜340反射至第四光学镜370，经第四光学镜370处理后传输至章动镜380，经章动镜380校正后送至耦合光纤。
从发射准直器390输出的出射光信号经收发分色片330处理后，传输至第一光学镜320，经第一光学镜320反射后，通过光学天线310输出。
本实施例中，光学天线310由多个透镜组成，能够准确接收入射光信号，并能够将出射光信号准确发出。
一些实施例中，预设修正范围可以根据光学头内章动镜的标称偏转角度确定，由于章动镜本身存在标称偏转角度和机械偏转角度，机械偏转角度相对于标称偏转角度会存在10%~20%的偏转角度余量，且转动角度是mrad级别的，因此对于任意转动角度在mrad级别的章动镜，100μrad以内的收发同轴度差值基本可以补偿，不会造成章动镜偏转角度过大影响性能，或无法转动到指定角度的情况发生。所以本实施例中预设修正范围可以是100μrad以内。
实际应用中，如果收发同轴度差值在预设修正范围内，则说明星载激光载荷的前期装调合格，通过对光学头内章动镜的零点位置进行调整的方式，可以修正收发同轴度差值。
如果收发同轴度差值超出预设修正范围，则说明星载激光载荷的前期装调不合格，需要对章动镜的机械位置进行调整，并对星载激光载荷再次装调后，重新确定收发同轴度差值，直至收发同轴度差值在预设修正范围内，则进一步通过对光学头内章动镜的零点位置进行调整的方式，修正收发同轴度差值，以满足同轴标校要求。
在一实施例中，根据收发同轴度差值对光学头内章动镜的零点位置进行调整，包括：
根据预设关联关系以及收发同轴度差值，确定光学头内章动镜的零点校正量，其中，预设关联关系用于表征零点校正量与收发同轴度差值之间的对应关系；
根据章动镜的当前零点位置以及零点校正量，对章动镜的零点位置进行调整。
可以理解的是，在进行零点位置调整之前，可以预先建立零点位置校正量与收发同轴度差值之间的对应关系，该对应关系可以通过关联关系表或者关联关系曲线的形式呈现，并预先进行存储。
在一实施例中，零点校正量包括零点位置的横轴坐标校正量和纵轴坐标校正量。
本实施例中，预设关联关系中包含每一个收发同轴度差值与零点位置的横轴坐标校正量和纵轴坐标校正量之间的对应关系。
一种实施方式中，可以将收发同轴度差值作为自变量，将零点位置的横轴坐标校正量作为第一因变量，建立第一关系曲线。并以收发同轴度差值为自变量，以零点位置的纵轴坐标校正量为第二因变量建立第二关系曲线，两个关系曲线可以在同一坐标系内进行展示。
另一种实施方式中，可以将收发同轴度差值、横轴坐标校正量、纵轴坐标校正量作为三个坐标系的坐标参数，建立三维坐标系，从而通过一个三维坐标系展示预设关联关系。
在建立预设关联关系后，已知收发同轴度差值的情况下，可以直接在预设关联关系中确定该收发同轴度差值对应的零点校正量，并在获知当前零点位置的情况下，在当前零点位置的基础上，移动所述零点校正量，从而实现对章动镜的零点位置进行调整。
在一实施例中，对章动镜的机械位置进行调整，包括：
根据第一质心坐标和第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的相对位置关系；
根据相对位置关系，确定章动镜的机械调整方向；
按照机械调整方向对章动镜的机械位置进行调整。
本实施例中，机械位置的调整，主要通过调整章动镜的偏转角度实现，在调整之前，需要先根据第一质心与第二质心的相对位置关系，确定机械调整方向，机械调整方向可以理解为章动镜的偏转方向，比如正时针转动，或者逆时针转动。
在确定相对位置关系时，可以将第一质心的横坐标与第二质心的横坐标作差，通过横坐标差值的正负关系确定相对位置关系。可以理解的是，如果横坐标差值为正数，则说明第一质心在第二质心的右侧。如果横坐标差值为负数，则说明第一质心在第二质心的左侧。
之后，结合第一质心与第二质心的相对位置关系可以确定机械调整方向。举例而言，如果横坐标差值为正数，则可以确定机械调整方向为顺时针方向，如果横坐标差值为负数，则可以确定机械调整方向为逆时针方向。实际应用中，可以根据章动镜的当前偏转状态以及调整需求，合理设定机械调整方向与相对位置关系之间的对应情况。
实际调整过程中，可以确定每次对章动镜的机械位置进行调整时的单位角度调整区间，每次按照该单位角度调整区间进行机械位置的调整，配合装调环节，可以准确、快捷的将收发同轴度差值调整到预设修正范围内。
一些实施例中，如果收发同轴度差值在预设修正范围内，说明装配合格，此时可以根据本次装调对应的收发同轴度差值，以及装配完成后星载激光载荷中至少部分光学器件的关键参数，建立装配数据统计表，以便于后续装配过程中能够以该装配数据统计表为参考依据，从而使装配后的星载激光载荷能够更快速的达到收发同轴标校要求，可以提高收发同轴标校效率。
实际应用中，本实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校过程具体可以通过如下流程实现：
第一步，在星载激光载荷的后光路装调完成后，用棱镜将光学头与平行光管做准直。具体可以通过棱镜做0°、+90°、-90°三面准直。
第二步，将光学头上电，将发射激光器连接至发射光纤，从发射光纤发射一束第一激光信号，该第一激光信号的波长为星载激光载荷指定的发射波长，发射功率可调节，观察此时第一成像光斑在平行光管的光电探测器处的成像位置，调节功率，将第一成像光斑调整至合适大小，具体可以使第一成像光斑的光斑直径占10至20个像素，记录此时的第一质心坐标（X0，Y0）。
第三步，将接收激光器连接至耦合光纤，从耦合光纤发射出一束第二激光信号，第二激光信号的波长为星载激光载荷指定的接收波长，且功率可调节，此时第二激光信号也会在平行光管的光电探测器处成像，调节功率，将第二成像光斑调整至合适大小，具体可以使第二成像光斑的光斑直径占10至20个像素，记录此时的第二质心坐标（X1，Y1）。
第四步，根据上式（1），计算星载激光载荷的收发同轴度差值。
第五步，如果收发同轴度差值在预设修正范围内，比如在100μrad之内，则调整章动镜的零点位置进行修正补偿；如果收发同轴度差值超出预设修正范围，则需要重新调整耦合光路章动镜的机械位置，然后重新进行装调，直至收发同轴度差值在预设修正范围内。
由此可见，本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法，能够定量计算出星载激光载荷的收发同轴度差值，并将收发同轴度差值作为数据依据，有针对性的进行修正补偿，从而能够准确、快捷的实现收发同轴标校。同时，本实施例通过设定收发同轴度差值的预设修正范围，即允许误差范围，可根据此范围进行装调是否合格的判定。如果收发同轴度差值在预设修正范围内，则装调合格，可继续进行测试，若超出预设修正范围，则需重新装配，从而进一步保证了收发同轴标校精度。
基于同一总的发明构思，本发明还保护一种星载激光载荷的收发同轴标校系统，下面对本发明提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统进行描述，下文描述的星载激光载荷的收发同轴标校系统与上文描述的星载激光载荷的收发同轴标校方法可相互对应参照。
图4是本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统的结构示意图。
参见图4，本发明实施例提供的星载激光载荷的收发同轴标校系统，具体包括：平行光管250和上位机410；
星载激光载荷包括光学头210、发射激光器220以及接收激光器230，发射激光器220通过发射光纤与光学头210相连，接收激光器230通过耦合光纤与光学头210相连。
上位机410分别与平行光管250中的光电探测器2502以及接收激光器230和发射激光器220相连。
上位机410包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述各实施例所提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法。
一些实施例中，星载激光载荷的收发同轴标校系统还包括棱镜240，棱镜240安装于光学头210上，用于对光学头210和平行光管250进行准直处理。
在一实施例中，参见图4，平行光管250包括：反射镜组、分光镜2501以及光电探测器2502；
第一激光信号和第二激光信号均经过反射镜组和分光镜2501后，被光电探测器2502接收。
在一实施例中，参见图4，反射镜组包括：第一反射镜2503、第二反射镜2504以及第三反射镜2505；
第一激光信号和第二激光信号依次经过第一反射镜2503、第二反射镜2504以及第三反射镜2505反射后，传输至分光镜2501。
在一实施例中，参见图4，上述系统还包括棱镜240，棱镜240用于对光学头210和平行光管250做0°、+90°以及-90°三面准直处理。通过三面准直处理，可以使光学头210至平行光管250的光信号为平行光信号。
图5是本发明实施例提供的上位机的结构示意图。
如图5所示，该上位机可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行上述各实施例所提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，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）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
关于上述实施例中的系统，其中上位机执行操作的具体方式已经在有关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例所提供的星载激光载荷的收发同轴标校方法。
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 (10)

1.一种星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，基于平行光管实现，星载激光载荷包括光学头、发射激光器以及接收激光器，所述发射激光器和所述接收激光器均与所述光学头相连；所述方法包括：
控制所述发射激光器向平行光管发出第一激光信号，并控制所述接收激光器向平行光管发出第二激光信号；
通过所述平行光管内的反射镜组将所述第一激光信号转化为第一光信号，并通过所述平行光管内的光电探测器获得所述第一光信号对应的第一成像光斑；
通过调整所述发射激光器的工作功率，控制所述第一成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；
通过所述反射镜组将所述第二激光信号转化为第二光信号，并通过所述光电探测器获得所述第二光信号对应的第二成像光斑；
通过调整所述接收激光器的工作功率，控制所述第二成像光斑的光斑直径满足预设长度范围；
分别确定所述第一成像光斑的第一质心坐标和所述第二成像光斑的第二质心坐标；
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，计算得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值；
根据所述收发同轴度差值，对所述星载激光载荷进行收发同轴标校。
2.根据权利要求1所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，所述根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，计算得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值，包括：
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的质心距离；
将所述质心距离与所述光电探测器的像元尺寸相乘，得到中间参数值；
将所述中间参数值与所述平行光管的焦距作商，得到所述星载激光载荷的收发同轴度差值。
3.根据权利要求1所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，所述根据所述收发同轴度差值，对所述星载激光载荷进行收发同轴校正，包括：
判断所述收发同轴度差值是否在预设修正范围内，得到判断结果；
若所述判断结果为是，则根据所述收发同轴度差值对所述光学头内章动镜的零点位置进行调整，以修正所述收发同轴度差值；
若所述判断结果为否，则对所述章动镜的机械位置进行调整，并对所述星载激光载荷再次装调后，重新确定收发同轴度差值，直至所述判断结果为是。
4.根据权利要求3所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，所述根据所述收发同轴度差值对所述光学头内章动镜的零点位置进行调整，包括：
根据预设关联关系以及所述收发同轴度差值，确定所述光学头内章动镜的零点校正量，其中，所述预设关联关系用于表征零点校正量与收发同轴度差值之间的对应关系；
根据所述章动镜的当前零点位置以及所述零点校正量，对所述章动镜的零点位置进行调整。
5.根据权利要求4所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，所述零点校正量包括零点位置的横轴坐标校正量和纵轴坐标校正量。
6.根据权利要求3所述的星载激光载荷的收发同轴标校方法，其特征在于，所述对所述章动镜的机械位置进行调整，包括：
根据所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定第一质心与第二质心之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，确定所述章动镜的机械调整方向；
按照所述机械调整方向对所述章动镜的机械位置进行调整。
7.一种星载激光载荷的收发同轴标校系统，其特征在于，包括：平行光管和上位机；
星载激光载荷包括光学头、发射激光器以及接收激光器，所述发射激光器和所述接收激光器均与所述光学头相连；
所述上位机分别与所述平行光管中的光电探测器以及所述接收激光器和所述发射激光器相连；
所述上位机包括存储器、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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述星载激光载荷的收发同轴标校方法。
8.根据权利要求7所述的星载激光载荷的收发同轴标校系统，其特征在于，所述平行光管包括：反射镜组、分光镜以及光电探测器；
所述第一激光信号和所述第二激光信号均经过所述反射镜组和所述分光镜后，被所述光电探测器接收。
9.根据权利要求8所述的星载激光载荷的收发同轴标校系统，其特征在于，所述反射镜组包括：第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜；
所述第一激光信号和所述第二激光信号依次经过所述第一反射镜、所述第二反射镜以及所述第三反射镜反射后,传输至所述分光镜。
10.根据权利要求7所述的星载激光载荷的收发同轴标校系统，其特征在于，所述系统还包括棱镜，所述棱镜用于对所述光学头和所述平行光管做0°、+90°以及-90°三面准直处理。
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