一点对多点同时激光通信视轴姿态解算方法

来源：电子与信息学报杂志2023年第8期北京时间：

作者：王利辉, 张立中, 孟立新, 白杨杨

单位：1.长春理工大学机电工程学院 长春 1300222.内蒙古民族大学工学院 通辽 0280003.长春理工大学空地激光通信技术重点学科实验室 长春 130022

摘要：针对1点对多点同时激光通信光端机的小型化、轻量化、网络化的技术需求，该文简化了光端机上的多个陀螺，提出一种利用单陀螺实现多个光学视轴同时稳定的方案。为求解多光学视轴姿态，根据欧拉定理重新定义了每个指向镜的坐标系，建立了基于转动4元数的多光学视轴姿态数学模型。为了求解该数学模型的参数，给出了相对应的4阶龙格库塔解算方法，并进行了“三子样”算法优化。最后，将数值解算结果与3种典型圆锥运动的真值进行比较，获得了不同指向镜视轴姿态的解算误差曲线。结果表明，在60 s仿真时间内4阶龙格库塔法对4个光学视轴姿态的联合解算精度优于10–4 μrad，验证了该模型的有效性。经过“三子样”算法优化后，3种典型圆锥运动的解算精度分别提高了3个数量级、3个数量级和1个数量级，达到了精度优化的目的。该方法的提出，为捷联稳定技术在激光通信组网中的应用提供了理论依据。

关键词：激光通信, 1点对多点, 转动4元数, 多视轴捷联稳定

基金资助：国家自然科学基金联合基金项目“叶企孙”科学基金(U2141231)，吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20210836KJ)