大气湍流折射率结构常数高度分布模式测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101957317A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101957317A(43)申请公布日2011.01.26(21)申请号201010269684.7(22)申请日2010.09.02(71)申请人长春理工大学地址130022吉林省长春市卫星路7186号(72)发明人娄岩姜会林陈纯毅佟首峰(51)Int.Cl.G01N21/41(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称大气湍流折射率结构常数高度分布模式测量装置(57)摘要本发明提出大气湍流折射率结构常数高度分布模式测量装置，属于空间激光通信技术领域。该测量装置采用三个浮空系留气球作为通信平台，在不同海拔高度上，利用激光信号通过大气信道传输后的变化来实时测量沿水平路径和斜程路径的大气湍流折射率结构常数的分布模式。本发明装置结构简单，操作方便，便于推广应用。CN109573ACN101957317A权利要求书1/2页1.大气湍流折射率结构常数高度分布模式测量装置，其特征在于，该装置由第一系留气球(1)、第二系留气球(2)、第三系留气球(3)、第一吊舱(4)、第二吊舱(5)、第三吊舱(6)、第一激光发射系统(7)、第二激光发射系统(8)、第一光接收机(9)、第二光接收机(10)、第一GPS/INS定位导航系统(11)、第二GPS/INS定位导航系统(12)、第三GPS/INS定位导航系统(13)、地面控制系统(14)、第一缆绳(15)、第二缆绳(16)、第三缆绳(17)、第四缆绳(18)、第五缆绳(19)、第六缆绳(20)、第一数据线(21)、第二数据线(22)、第三数据线(23)组成；其中第一激光发射系统(7)、第二激光发射系统(8)和第一GPS/INS定位导航系统(11)安装在第一吊舱(4)上；第一光接收机(9)和第二GPS/INS定位导航系统(12)安装在第二吊舱(5)上；第二光接收机(10)和第三GPS/INS定位导航系统(13)安装在第三吊舱(6)上；第一缆绳(15)、第二缆绳(16)和第三缆绳(17)的长度相同；所述的第一系留气球(1)、第二系留气球(2)、第三系留气球(3)通过第一缆绳(15)、第二缆绳(16)、第三缆绳(17)分别与第一吊舱(4)、第二吊舱(5)、第三吊舱(6)相连接；所述的第一吊舱(4)通过第四缆绳(18)和第一数据线(21)与地面控制系统(14)相连接；第二吊舱(5)通过第六缆绳(19)和第三数据线(22)与地面控制系统(14)相连接；第三吊舱(6)通过第五缆绳(20)和第二数据线(23)与地面控制系统(14)相连接；所述的地面控制系统(14)通过收回或释放第四缆绳(18)和第一数据线(21)来控制第一吊舱(4)的高度并通过第一数据线(21)来接收第一吊舱(4)的数据，通过收回或释放第五缆绳(19)和第二数据线(22)来控制第二吊舱(5)的高度并通过第二数据线(22)来接收第二吊舱(5)的数据，通过收回或释放第六缆绳(20)和第三数据线(23)来控制第三吊舱(6)的高度并通过第三数据线(23)来接收第三吊舱(6)的数据；装置工作过程如下：步骤1、通过地面控制系统(14)控制第一吊舱(4)、第二吊舱(5)和第三吊舱(6)升空到预定高度；其中第一吊舱(4)和第二吊舱(5)的水平高度相同；第三吊舱(6)与第一吊舱(4)的水平高度不同；步骤2、第一吊舱(4)通过第一GPS/INS定位导航系统(11)确定自身的位置和姿态，并将自身的位置和姿态传送给第二吊舱(5)和第三吊舱(6)；第二吊舱(5)和第三吊舱(6)分别通过第二GPS/INS定位导航系统(12)和第三GPS/INS定位导航系统(13)确定自身的位置和姿态，并将自身的位置和姿态传送给第一吊舱(4)；第一吊舱(4)的第一激光发射系统(7)和第二激光发射系统(8)分别向第二吊舱(5)的第一光接收机(9)和第三吊舱(6)的第二光接收机(10)发射信标光，当通信过程粗跟踪稳定后，第一吊舱(4)的第一激光发射系统(7)和第二激光发射系统(8)分别向第二吊舱(5)的第一光接收机(9)和第三吊舱(6)的第二光接收机(10)发射精信标光；步骤3、第一吊舱(4)将自身位置、姿态以及第一激光发射系统(7)和第二激光发射系统(8)所发射的激光信号通过第一数据线(21)传送到地面控制系统(14)；第二吊舱(5)将自身位置、姿态以及第一光接收机(9)所接收到的激光信号通过第二数据线(22)传送到地面控制系统(14)；第三吊舱(6)将自身位置、姿态以及第二光接收机(10)所接收到的激光信号通过第三数据线(23)传送到地面控制系统(14)；步骤4、地面控制系统(14)通过所接收到的第一吊舱(4)和第二吊舱(5)的数据计算出在预定高度的水平路径的大气湍