一种通信方法、探测装置、卫星以及卫星系统与流程
本技术涉及通信,尤其涉及一种通信方法、探测装置、卫星以及卫星系统。
背景技术:
1、为高稳定、大带宽、空地一体化的传输场景,则通信双方的第一光设备以及第二光设备均包括捕获、跟踪和瞄准(acquisition,tracking,and pointing,atp)系统。
2、为实现通信,第一光设备沿第一方向,向第二光设备发送第一信标光,第二光设备根据第一信标光识别出第一光设备的位置,并沿第二方向,向第一光设备发送第二信标光,第一光设备根据第二信标光识别出第二光设备的位置,第一光设备基于已识别出的第二光设备的位置,以及第二光设备识别出的第一光设备的位置,实现双方的通信。
3、为提升第一光设备以及第二光设备确定对方位置的效率,则需要快速确定对方所位于的不确定区域,例如,第一光设备需要快速的确定第二光设备所位于的不确定区域,第一光设备向第二光设备所位于的不确定区域发送第一信标光,第一光设备可通过星敏传感器降低获得第二光设备所位于的不确定区域的时间,但是,星敏传感器会增加第一光设备的成本,而且所获得的不确定区域仍然较大,不利于降低第一光设备确定第二光设备位置的效率。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种通信方法、探测装置、卫星以及卫星系统,其能够有效的降低捕获、跟踪和瞄准过程中的通信时延。
2、第一方面,本技术提供了一种通信方法,所述方法包括:第一光设备沿第一方向,向第二光设备发送第一光脉冲序列,所述第一光脉冲序列包括k1个第一光脉冲,所述第一光脉冲序列用于所述第二光设备获得向所述第一光设备发送光脉冲序列的方向,所述k1为大于1的任意整数;所述第一光设备沿第二方向,接收来自所述第二光设备的第二光脉冲序列,所述第二光脉冲序列包括k2个第二光脉冲,所述k2为大于1的任意整数,在同一时刻对应所述第一光脉冲序列的峰值与所述第二光脉冲序列的峰值中的一个;所述第一光设备根据所述第二光脉冲序列获得第三方向,并沿所述第三方向,向所述第二光设备发送第三光脉冲序列。
3、采用本方面所示,第一光设备向第二光设备发送第一光脉冲序列的时间段内,第二光设备还向第一光设备发送第二光脉冲序列,可以加快捕获、指向和跟踪的过程,从而提高第一光设备与第二光设备通信的效率和速度。在时间轴上,第一光脉冲的各个峰值对应的时刻,与第二光脉冲各个峰值对应的时刻处于交错的状态,那么,有效的抑制第一光脉冲序列与第二光脉冲序列之间彼此的干扰,降低了第一光设备接收并探测第二光脉冲序列的难度以及降低了第二光设备接收并探测第一光脉冲序列的难度,提升了第一光设备与第二光设备之间捕获、指向和跟踪过程的精度。而且,提升系统信噪比,加大发散角、接收角,能更快捕获到对方光设备的位置,提高锁定对方光设备的速度,有效的降低了时延。
4、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一方向与目标连线之间具有第一角度,所述第三方向与所述目标连线之间具有第二角度,所述第二角度的绝对值小于所述第一角度的绝对值,所述目标连线为所述第一光设备与所述第二光设备之间的连线。
5、采用本实现方式,第一光设备向第二光设备发送光脉冲序列的方向,由第一方向切换至第三方向,能够降低第一光设备发出的光脉冲序列的指向与目标连线之间的角度偏差,确保了空间光通信链路的建链稳定性和可靠性,提升了第一光设备与第二光设备基于该空间光通信链路进行通信的强度。
6、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第三光脉冲序列包括k3个第三光脉冲,所述k3为大于1的任意整数,在同一时刻对应所述第二光脉冲序列的峰值与所述第三光脉冲序列的峰值中的一个。
7、采用本实现方式所示,在时间轴上,第三光脉冲的各个峰值对应的时刻,与第二光脉冲各个峰值对应的时刻处于交错的状态,那么,有效的抑制第三光脉冲序列与第二光脉冲序列之间彼此的干扰,降低了第一光设备接收并探测第二光脉冲序列的难度以及降低了第二光设备接收并探测第一光脉冲序列的难度,提升了第一光设备与第二光设备之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
8、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一光脉冲序列的周期与所述第二光脉冲序列的周期均为目标周期t,所述第二光脉冲序列的脉冲前沿与所述第一光脉冲序列的脉冲前沿在时间上间隔半个所述目标周期t。
9、采用本实现方式所示,在所述第二光脉冲序列的脉冲前沿与所述第一光脉冲序列的脉冲前沿在时间上间隔半个所述目标周期t的情况下,有效的保证了在时间轴上,第一光脉冲的各个峰值对应的时刻,与第二光脉冲各个峰值对应的时刻处于交错的状态,那么,有效的抑制第一光脉冲序列与第二光脉冲序列之间彼此的干扰,提升了第一光设备与第二光设备之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
10、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一光脉冲中任意不同的两个所述第一光脉冲的能量相等。
11、采用本实现方式所示,提升系统信噪比,加大发散角、接收角,能更快捕获到对方光设备的位置,提高锁定对方光设备的速度,有效的降低了时延。
12、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一光脉冲包括第一目标光脉冲以及第二目标光脉冲,所述第一目标光脉冲的能量与所述第二目标光脉冲的能量不等。
13、采用本实现方式,所述第一光脉冲序列基于能量不等的第一目标光脉冲的能量与所述第二目标光脉冲对第二光设备的位置进行探测,能够提升动态探测范围,以提升第一光设备与第二光设备之间进行捕获、跟踪和瞄准的通信过程的成功率以及可靠性。
14、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一目标脉冲的能量大于或等于所述第二目标脉冲能量的2倍。
15、采用本实现方式,在所述第一目标脉冲的能量大于或等于所述第二目标脉冲能量的2倍的情况下,能够提升动态探测范围,以提升第一光设备与第二光设备之间进行捕获、跟踪和瞄准的通信过程的成功率以及可靠性。
16、基于第一方面,一种可选的实现方式中,在所述k1个第一光脉冲中,所述第一光设备发出所述第一目标光脉冲的时刻与发出所述第二目标光脉冲的时刻相邻。
17、采用本实现方式,有效的提升了动态探测范围,以提升第一光设备与第二光设备之间进行捕获、跟踪和瞄准的通信过程的成功率以及可靠性。
18、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一光脉冲序列中的每个所述第一光脉冲具有第一波形,所述第二光脉冲序列中的每个所述第二光脉冲具有第二波形,所述第一波形不同于所述第二波形。
19、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
20、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波形以及所述第二波形中,一个波形为正弦波,另一个波形为调频波。
21、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
22、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一波形以及所述第二波形均为正弦波,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波形的正弦频率不同于所述第二波形的正弦频率,或者,所述第一波形以及所述第二波形均为调频波,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波形的调频斜率不同于所述第二波形的调频斜率。
23、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
24、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波形的包络与所述第二波形的包络错开。
25、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
26、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波的调频斜率不同于所述第二波形的调频的斜率。
27、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
28、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一波形不同于所述第二波形是指,所述第一波形的相位与所述第二波形的相位错开。
29、采用本实现方式,所述第一波形不同于所述第二波形的情况下,有效的提升了第一光设备发出的光脉冲序列与接收的光脉冲序列的隔离度以及抗干扰能力。
30、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一光设备包括激光器阵列,所述激光器阵列包括l个激光器,所述l为大于1且小于或等于k1的任意整数,所述第一光设备沿第一方向,向第二光设备发送第一光脉冲序列包括:所述l个激光器沿所述第一方向,向所述第二光设备发送所述第一光脉冲序列。
31、采用本实现方式,通过激光器阵列发出第一光脉冲序列,有效的加快捕获、指向和跟踪的过程,从而提高第一光设备与第二光设备通信的效率和速度,降低通信时延。
32、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一光脉冲序列包括第一测距光脉冲,所述第一光设备沿第一方向,向第二光设备发送第一光脉冲序列之后,所述方法还包括:所述第一光设备接收来自所述第二光设备的第一到达时刻,所述第一到达时刻为所述第一测距光脉冲到达所述第二光设备的时刻;所述第一光设备根据第一发送时刻以及所述第一到达时刻,获得所述第一光设备与所述第二光设备之间的距离,所述第一发送时刻为所述第一光设备发送所述第一测距光脉冲的时刻。
33、采用本实现方式,第一光设备能够实现对第一光设备与第二光设备之间的距离进行精确探测的目的。
34、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第二光脉冲序列包括第二测距光脉冲,所述第一光设备沿第二方向,接收来自所述第二光设备的第二光脉冲序列之后,所述方法还包括:所述第一光设备获得第二到达时刻,所述第二到达时刻为所述第一光设备接收到所述第二测距光脉冲的时刻;所述第一光设备向所述第二光设备发送所述第二到达时刻,所述第二到达时刻用于获得所述第一光设备与所述第二光设备之间的距离。
35、采用本实现方式,第一光设备向第二光设备发送的第二到达时刻,能够使得第二光设备成功实现测量第一光设备与第二光设备之间距离的目的。
36、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一光脉冲序列的发散角大于所述第二光脉冲序列的发散角。
37、采用本实现方式,第一光设备能够基于发散角较大的第一光脉冲序列对第二光设备所位于的大致范围进行定位,第一光设备再根据发散角较小的第二光脉冲序列在大致范围内对第二光设备进行精细定位,提高了第一光设备对第二光设备的位置进行锁定的精度,降低了通信时延。
38、第二方面,本技术提供了一种光设备,包括发射单元、接收单元以及跟瞄装置;所述跟瞄装置用于将所述发射单元的发光方向调整为第一方向;所述发射单元用于沿所述第一方向,向另一光设备发送第一光脉冲序列,所述第一光脉冲序列包括k1个第一光脉冲,所述第一光脉冲序列用于所述另一光设备获得向所述光设备发送光脉冲序列的方向,所述k1为大于1的任意整数;所述接收单元用于,沿第二方向,接收来自所述另一光设备的第二光脉冲序列,所述第二光脉冲序列包括k2个第二光脉冲,所述k2为大于1的任意整数,在同一时刻对应所述第一光脉冲序列的峰值与所述第二光脉冲序列的峰值中的一个;所述跟瞄装置还用于,将所述发射单元的发光方向调整为第三方向;所述发射单元还用于,根据所述第二光脉冲序列获得第三方向,并沿所述第三方向,向所述第二光设备发送第三光脉冲序列。本方面有益效果的说明,请参见第一方面所示,具体不做赘述。
39、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述反射单元包括光源以及发射组件,所述光源用于向所述发射组件发送所述第一光脉冲序列,所述跟瞄装置用于将所述发射组件的出光方向调整为所述第一方向,以使所述发射组件出射的所述第一光脉冲序列沿所述第一方向传输。
40、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述接收单元包括接收组件以及探测单元,所述跟瞄装置用于将所述接收组件的收光方向调整为所述第二方向,以使所述接收组件沿所述第二方向接收所述第二光脉冲序列,所述探测单元用于对来自所述接收组件的所述第二光脉冲序列进行光电转换以获得电信号,所述电信号用于获得所述第三方向。
41、第三方面,本技术提供了一种通信系统,所述通信系统包括多个光设备,所述光设备所执行的方法如上述第一方面任一项所述。
42、第四方面,本技术提供了一种探测装置,包括所述信标光发射模块用于向另一探测装置发射k1个第一信标光,所述k1为大于1的任意整数;所述信标光接收模块用于接收来自所述另一探测装置的第二信标光,一个所述第二信标光被所述信标光接收模块接收的时间段,位于所述k1个第一信标光中相邻的两个所述第一信标光被所述信标光发射模块发射的时间段之间;所述信标光接收模块还用于将所述第二信标光转换为电信号,并向所述控制模块发送所述电信号;所述控制模块用于根据所述电信号探测所述另一探测装置发出所述第二信标光的指向。
43、采用本方面所示,在同一目标时间段内,第一探测装置向另一探测装置发出多个第一信标光,且第一探测装置还会接收来自另一探测装置的多个第二信标光,只不过在该目标时间段内,第一探测装置在多个第一信标光中相邻的两个第一信标光之间,接收一个来自所述另一探测装置的第二信标光并进行光电转换。因在该同一目标时间段内,第一探测装置发出多个第一信标光的同时,还会接收来自另一探测装置的多个第二信标光,有效的加快了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪的过程,从而提高第一探测装置与另一探测装置通信的效率和速度。而且因第一探测装置在多个第一信标光中相邻的两个第一信标光之间,接收一个来自所述另一探测装置的第二信标光,那么,有效的抑制第一信标光与第二信标光之间彼此的干扰,降低了第一探测装置接收并探测第二信标光的难度以及降低了另一探测装置接收并探测第一信标光的难度,提升了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
44、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述探测装置还包括第一同步模块,所述第一同步模块用于与所述另一探测装置的第二同步模块时钟同步以控制发射时隙的持续时间段,所述信标光发射模块用于占用所述发射时隙的持续时间段发出所述第一信标光。
45、采用本实现方式,通过第一同步模块控制发射时隙,有效的抑制第一信标光与第二信标光之间彼此的干扰,降低了第一探测装置接收并探测第二信标光的难度以及降低了另一探测装置接收并探测第一信标光的难度,提升了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
46、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述探测装置还包括第一同步模块,所述第一同步模块用于与所述另一探测装置的第二同步模块时钟同步以确定接收时隙的持续时间段。
47、采用本实现方式,所述信标光接收模块用于占用所述接收时隙的持续时间段接收所述第二信标光,通过第一同步模块确定的接收时隙,有效的抑制第一信标光与第二信标光之间彼此的干扰,降低了第一探测装置接收并探测第二信标光的难度以及降低了另一探测装置接收并探测第一信标光的难度,提升了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
48、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一同步模块包括第一晶振电路以及第一锁相环,所述第一锁相环用于控制所述第一晶振电路输出的频率以及相位,所述第一同步模块与所述第二同步模块的时钟同步包括频率同步以及相位同步,所述频率同步是指所述第一晶振电路输出的频率与所述第二同步模块包括的第二晶振电路输出的频率之间的频率同步,所述相位同步是指所述第一晶振电路输出的相位与所述第二晶振电路输出的相位之间的相位同步。
49、采用本实现方式,有效的保证第一探测装置在多个第一信标光中相邻的两个第一信标光之间,接收一个来自所述另一探测装置的第二信标光,有效的抑制第一信标光与第二信标光之间彼此的干扰,降低了第一探测装置接收并探测第二信标光的难度以及降低了另一探测装置接收并探测第一信标光的难度,提升了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
50、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述信标光接收模块用于接收k2个所述第二信标光,所述k2为大于1的任意整数,所述k1个第一信标光的峰值时间与所述k2个第二信标光的峰值时间相错,其中,所述第一信标光的峰值时间是指所述第一信标光在时域上达到最大幅度的时间,所述第二信标光的峰值时间是指所述第二信标光在时域上达到最大幅度的时间。
51、采用本实现方式,因所述k1个第一信标光的峰值时间与所述k2个第二信标光的峰值时间相错,有效的加快了第一探测装置与第二探测装置之间捕获、指向和跟踪的过程,从而提高第一探测装置与第二探测装置通信的效率和速度,而且实现增强通信系统鲁棒性。
52、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括第一信标光i-1、第一信标光i以及第一信标光i+1,所述第一信标光i-1、所述第一信标光i以及所述第一信标光i+1在所述k1个第一信标光中依次相邻,其中,所述第一信标光i-1与所述第一信标光i的峰值时间的时间间隔,不等于所述第一信标光i与所述第一信标光i+1的峰值时间的时间间隔。
53、采用本实现方式,第一探测装置采用不等时间间隔的方式发出多个第一信标光,有助于提升第一探测装置与另一探测装置之间对准过程的抗干扰性能,而且,第一探测装置可根据信道情况等,动态灵活的调整相邻的两个第一信标光的峰值时间之间的时间间隔,提升了对准的灵活性。
54、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括第一信标光i-1、第一信标光i以及第一信标光i+1,所述第一信标光i-1、所述第一信标光i以及所述第一信标光i+1在所述k1个第一信标光中依次相邻,其中,所述第一信标光i-1与所述第一信标光i的峰值时间的时间间隔,等于所述第一信标光i与所述第一信标光i+1的峰值时间的时间间隔。
55、采用本实现方式,第一探测装置采用等时间间隔的方式发出多个第一信标光,有助于另一探测装置预测接收到第一信标光的接收时隙的持续时间段的准确性,提升了第一探测装置与另一探测装置对准的可靠性,而且降低第一同步模块以及控制模块,控制第一探测装置的信标光发射模块发出多个第一信标光的复杂度,提升了对准的效率以及准确性。
56、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光携带所述探测装置的位置信息,所述k2个第二信标光携带所述另一探测装置的位置信息。
57、采用本实现方式,在第一信标光携带第一探测装置的第一位置信息以及第二信标光携带另一探测装置的第二位置信息的情况下,有效的提升了第一探测装置与另一探测装置之间对准的效率以及精度。
58、基于第四方面,一种可选的实现方式中,在同一目标时间段内,所述信标光发射模块发射所述第一信标光的次数,与所述信标光接收模块接收所述第二信标光的次数相等。
59、采用本实现方式,可使得第一探测装置与另一探测装置在对准过程中的能量消耗趋于一致,并保证第一探测装置发出的第一信标光所占用的时隙资源与另一探测装置发出第二信标光所占用的时隙资源保持均衡,提升了通信效率。
60、基于第四方面,一种可选的实现方式中,在同一目标时间段内,所述信标光发射模块发射所述第一信标光的次数不等于所述信标光接收模块接收所述第二信标光的次数。
61、采用本实现方式,第一探测装置可根据第一探测装置的能耗情况、信道情况(例如干扰情况等)等动态的调整第一探测装置在目标时间段内发出第一信标光的次数,同样的,另一探测装置可根据另一探测装置的能耗情况、信道情况等动态调整另一探测装置在目标时间段内发出第二信标光的次数,提升调整第一信标光以及第二信标光发出时机的灵活性。
62、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光中,两个不同的所述第一信标光的幅度随时间的分布状态相同。
63、采用本实现方式,两个不同的所述第一信标光的幅度随时间的分布状态相同,有效的提升对准精度以及效率,即便第一信标光传输过程中存在干扰或噪声,另一探测装置也能够准确的识别第一信标光,降低误检率。
64、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光中,两个不同的所述第一信标光的幅度随时间的分布状态不同。
65、采用本实现方式,在两个第一信标光的幅度随时间的分布状态不同的情况下,不同的第一信标光的幅度随时间的变化可用于指示特定的信息,例如指示第一探测装置的标识、第一信标光的特定功能(例如用于实现粗对准、精细对准、跟踪等)。第一探测装置可根据信道情况动态匹配第一信标光的幅度随时间的分布状态,从而使得信道情况发生变化的情况下,第一探测装置可发出幅度随时间的分布状态不同的第一信标光,提升了第一信标光的抗干扰性。
66、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一信标光以及所述第二信标光的幅度随时间的分布状态不同。
67、采用本实现方式,第一信标光的幅度随时间的变化可用于指示特定的信息,例如指示第一探测装置的标识、第一信标光的特定功能(例如用于实现粗对准、精细对准、跟踪等)。同样的,第二信标光的幅度随时间的变化可用于指示特定的信息,例如指示另一探测装置的标识、第二信标光的特定功能(例如用于实现粗对准、精细对准、跟踪等)。第一探测装置可根据信道情况动态匹配第一信标光的幅度随时间的分布状态,从而使得信道情况发生变化的情况下,第一探测装置可发出幅度随时间的分布状态不同的第一信标光,提升了第一信标光的抗干扰性。同样的,另一探测装置可根据信道情况动态匹配第二信标光的幅度随时间的分布状态,从而使得信道情况发生变化的情况下,另一探测装置可发出幅度随时间的分布状态不同的第二信标光,提升了第二信标光的抗干扰性。
68、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一信标光的波长与所述第二信标光的波长相同。
69、采用本实现方式,第一信标光的波长与第二信标光的波长相同,则第一探测装置的信标光发射模块与另一探测装置的信标光发射模块可采用相同的光学元件(如光源、发射光学系统等),降低探测装置设备的复杂度,而且无需为不同的指向所发出的信标光配置不同的波长资源,减少波长分配和协调的复杂度,可减少因波长差异带来的对准误差,提升对准精度。
70、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括l1个第一信标光以及l2个第一信标光,所述l1以及所述l2分别为大于或等于1的任意整数,所述控制模块还用于:控制所述信标光发射模块出射的所述l1个第一信标光沿第一指向发射至所述另一探测装置;控制所述信标光发射模块出射的所述l2个第一信标光沿第三指向发射至所述另一探测装置,其中,所述第三指向与所述另一探测装置的感光面法线之间角度的绝对值小于所述第一指向与所述另一探测装置的感光面法线之间角度的绝对值,所述另一探测装置的感光面用于依次探测所述l1个第一信标光以及所述l2个第一信标光。
71、采用本实现方式,第一探测装置向另一探测装置发送信标光的方向,由第一指向切换至第三指向,能够降低第一探测装置发出第一信标光与目标连线之间的角度偏差。即,l2个第一信标光与目标连线之间的夹角的绝对值小于l1个第一信标光与目标连线之间夹角的绝对值。目标连线是第一探测装置的信标光发射模块与另一探测装置的信标光接收模块之间的理论理想连线方向(即第一探测装置与另一探测装置之间的几何直线方向)。第一探测装置发出第一信标光的指向,由第一指向切换为第三指向,能够减小角度偏差,确保了空间光通信链路的建链稳定性,确保了空间光通信链路的稳定性和可靠性,提升了第一探测装置与另一探测装置基于该空间光通信链路进行通信的强度。
72、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述l1个第一信标光中的每个第一信标光的发散角大于所述l2个第一信标光中每个第一信标光的发散角。
73、采用本实现方式,第一探测装置发出的l1个第一信标光中的每个第一信标光的发散角大于l2个第一信标光中每个第一信标光的发散角,说明第一探测装置发出k1个第一信标光的过程中,第一信标光的发散角处于逐渐减小的状态,那么,第一探测装置先通过l1个第一信标光扩大第一信标光的覆盖范围,提升扫描并捕获另一探测装置的效率,然后,第一探测装置再通过发散角减小的l2个第一信标光提升能量的信噪比,实现第一探测装置与另一探测装置之间的高精度对准以及跟踪。
74、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一信标光的脉冲前沿与所述第二信标光的脉冲前沿相错。
75、采用本实现方式,所述第一信标光的脉冲前沿与所述第二信标光的脉冲前沿相错,以实现第一信标光与第二信标光相错的目的,那么,有效的抑制第一信标光与第二信标光之间彼此的干扰,降低了第一探测装置接收并探测第二信标光的难度以及降低了另一探测装置接收并探测第一信标光的难度,提升了第一探测装置与另一探测装置之间捕获、指向和跟踪过程的精度。
76、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一信标光的波形经过傅里叶展开后具有一个频率或多个不同频率的信号,所述第二信标光的波形经过傅里叶展开后具有一个频率或多个不同频率的信号。
77、采用本实现方式,第一探测模块可根据场景的不同,动态调整第一信标光的波形经过傅里叶展开后具有的频率数量,例如,若需要应用至远距离对准的场景等,第一探测模块出射的第一信标光的波形经过傅里叶展开后具有一个频率,以提升第一信标光的频谱能量集中度,提升第一探测装置的发射功率的利用率。又如,若需要应用至抗干扰场景、高精度测量场景等,第一探测模块出射的第一信标光的波形经过傅里叶展开后具有多个不同的频率。
78、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述第一信标光具有第一波形,所述第二信标光具有第二波形,所述第一波形不同于所述第二波形。例如,所述第一波形为正弦波,所述第二波形为调频波,或者,所述第二波形为正弦波,所述第一波形为调频波。又如,所述第一波形以及所述第二波形均为正弦波,所述第一波形的正弦频率不同于所述第二波形的正弦频率。又如,所述第一波形以及所述第二波形均为调频波,所述第一波形的调频斜率不同于所述第二波形的调频斜率。又如,所述第一波形的包络与所述第二波形的包络错开。又如,所述第一波形的相位与所述第二波形的相位错开。具体参见第一方面所示,不做赘述。
79、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述信标光发射模块包括边发射激光器eel、脉冲垂直腔面发射激光器vcsel、光子晶体面发射激光器pcsel中的任意一种。
80、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述信标光接收模块为四象限光电二极管pd、四象限雪崩光电二极管apd、线性pd阵列、线性apd阵列、面阵pd阵列、面阵apd阵列、环形pd阵列、环形apd阵列中的任意一种。
81、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光中包括第一测距光,所述控制模块还用于:接收来自所述另一探测装置的第一时刻指示,所述第一时刻指示用于指示第一到达时刻,所述第一到达时刻为所述第一测距光到达所述另一探测装置的时刻;根据第一发送时刻以及所述第一到达时刻,获得所述探测装置与所述另一探测装置之间的距离,所述第一发送时刻为所述探测装置发送所述第一测距光的时刻,所述第一发送时刻为所述探测装置发送所述第一测距光的时刻。具体参见第一方面所示,不做赘述。
82、基于第四方面,一种可选的实现方式中,所述k2个第二信标光包括第二测距光,所述控制模块还用于获得第二到达时刻,所述第二到达时刻为所述探测装置接收到所述第二测距光的时刻;向所述另一探测装置发送第二时刻指示,所述第二时刻指示用于指示所述第二到达时刻,所述第二到达时刻用于获得所述探测装置与所述另一探测装置之间的距离,具体参见第一方面所示,不做赘述。
83、第五方面,本技术提供了一种通信方法,所述方法包括;探测装置向另一探测装置发射k1个第一信标光,所述k1为大于1的任意整数;所述探测装置接收第二信标光,一个所述第二信标光被所述探测装置接收的时间段,位于所述k1个第一信标光中相邻的两个所述第一信标光被所述探测装置发射的时间段之间;所述探测装置将所述第二信标光转换为电信号;所述探测装置根据所述电信号探测所述另一探测装置发出所述第二信标光的指向向。有益效果的说明,参见第四方面所示,具体不做赘述。
84、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述探测装置包括第一同步模块,所述第一同步模块包括第一晶振电路以及第一锁相环,所述另一探测装置包括第二同步模块,所述探测装置向另一探测装置发射k1个第一信标光之前,所述方法还包括:所述探测装置通过所述第一锁相环控制所述第一晶振电路输出的频率以及相位,以使所述第一同步模块与所述第二同步模块时钟同步,其中,所述第一同步模块与所述第二同步模块的时钟同步包括频率同步以及相位同步,所述频率同步是指所述第一晶振电路输出的频率与所述第二同步模块包括的第二晶振电路输出的频率之间的频率同步,所述相位同步是指所述第一晶振电路输出的相位与所述第二晶振电路输出的相位之间的相位同步。
85、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述探测装置向另一探测装置发射k1个第一信标光的过程中,所述探测装置接收k2个所述第二信标光,所述k2为大于1的任意整数,所述第一信标光的波长与所述第二信标光的波长相同,其中,所述k1个第一信标光的峰值时间与所述k2个第二信标光的峰值时间相错,其中,所述第一信标光的峰值时间是指所述第一信标光在时域上达到最大幅度的时间,所述第二信标光的峰值时间是指所述第二信标光在时域上达到最大幅度的时间。
86、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括第一信标光i-1、第一信标光i以及第一信标光i+1,所述第一信标光i-1、所述第一信标光i以及所述第一信标光i+1在所述k个第一信标光中依次相邻,其中,所述第一信标光i-1与所述第一信标光i的峰值时间的时间间隔,等于所述第一信标光i与所述第一信标光i+1的峰值时间的时间间隔。
87、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括第一信标光i-1、第一信标光i以及第一信标光i+1,所述第一信标光i-1、所述第一信标光i以及所述第一信标光i+1在所述k个第一信标光中依次相邻,其中,所述第一信标光i-1与所述第一信标光i的峰值时间的时间间隔,不等于所述第一信标光i与所述第一信标光i+1的峰值时间的时间间隔。
88、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光携带所述探测装置的位置信息,k2个第二信标光携带所述另一探测装置的位置信息,所述k2为大于1的任意整数。
89、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光包括l1个第一信标光以及l2个第一信标光,所述l1以及所述l2分别为大于或等于1的任意整数,所述探测装置向另一探测装置发射k1个第一信标光包括:所述探测装置出射的所述l1个第一信标光沿第一指向发射至所述另一探测装置;所述探测装置出射的所述l2个第一信标光沿第三指向发射至所述另一探测装置,其中,所述第三指向与所述另一探测装置的感光面法线之间角度的绝对值小于所述第一指向与所述另一探测装置的感光面法线之间角度的绝对值,所述另一探测装置的感光面用于依次探测所述l1个第一信标光以及所述l2个第一信标光。
90、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k1个第一信标光中包括第一测距光,所述方法还包括:
91、所述探测装置接收来自所述另一探测装置的第一时刻指示,所述第一时刻指示用于指示第一到达时刻,所述第一到达时刻为所述第一测距光到达所述另一探测装置的时刻;所述探测装置根据第一发送时刻以及所述第一到达时刻,获得所述探测装置与所述另一探测装置之间的距离,所述第一发送时刻为所述探测装置发送所述第一测距光的时刻。
92、基于第五方面,一种可选的实现方式中,所述k2个第二信标光包括第二测距光,所述方法还包括:
93、所述探测装置获得第二到达时刻,所述第二到达时刻为所述探测装置接收到所述第二测距光的时刻;
94、所述探测装置向所述另一探测装置发送第二时刻指示,所述第二时刻指示用于指示所述第二到达时刻,所述第二到达时刻用于获得所述探测装置与所述另一探测装置之间的距离。
95、第六方面,本技术提供了一种卫星,包括信号光发射模块以及如上述第一方面任一项所述的探测装置;所述信号光发射模块用于根据另一卫星发出所述第二信标光的指向,向所述另一卫星发射信号光,所述信号光携带所述卫星发送至所述另一卫星的数据,其中,所述另一卫星包括所述另一探测装置。
96、第七方面,本技术提供了一种卫星系统,包括多个卫星,所述卫星如上述第六方面所述的。
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