空间光通信中应用于精密指向的面阵探测器的定位精度分析与验证

TP; 为了实现空间光通信中高精度的链路,本文重点研究了影响面阵探测器对于目标定位精度的关键因素.首先从机理上分析了质心算法的误差,并仿真验证了满足空间无损采样条件的必要性.我们定义了NU值并以此为指标来量化探测器的非均匀性,随着NU自0开始线性增长,质心的定位误差持续增长但是速度放缓.当NU值为0.005时,最大定位误差为0.043像素.在目标入射到光学系统的光强不断改变的条件下,NU值越小,质心位置越接近光斑的真实位置.我们通过实验测试了某种典型的CMOS探测器在不同光照强度下的像元响应,建立了像元响应非均匀性的数理模型,计算出NU值于线性响应范围内在0.0045到0.0048范围内波动....

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Published in红外与毫米波学报 Vol. 41; no. 3; pp. 631 - 638
Main Authors 王旭, 涂成翔, 张亮, 王建宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 上海量子科学研究中心,上海201315 2022
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海200083
中国科学院大学,北京100049%中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海200083
上海科技大学信息科学与技术学院,上海201210%中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海200083
中国科学院大学,北京100049
Subjects
信误差分析
非均匀性
space optical communication
空间光通
面阵探测器
flat-panel detector
error analysis
定位精度
nonuniformity
positioning accuracy
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ISSN1001-9014
DOI10.11972/j.issn.1001-9014.2022.03.015

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Summary:TP; 为了实现空间光通信中高精度的链路,本文重点研究了影响面阵探测器对于目标定位精度的关键因素.首先从机理上分析了质心算法的误差,并仿真验证了满足空间无损采样条件的必要性.我们定义了NU值并以此为指标来量化探测器的非均匀性,随着NU自0开始线性增长,质心的定位误差持续增长但是速度放缓.当NU值为0.005时,最大定位误差为0.043像素.在目标入射到光学系统的光强不断改变的条件下,NU值越小,质心位置越接近光斑的真实位置.我们通过实验测试了某种典型的CMOS探测器在不同光照强度下的像元响应,建立了像元响应非均匀性的数理模型,计算出NU值于线性响应范围内在0.0045到0.0048范围内波动.光斑质心定位精度的实验结果表明,绝对定位误差小于0.05像素,可以满足高精度链路的需求,验证了理论和仿真的有效性.
ISSN:1001-9014
DOI:10.11972/j.issn.1001-9014.2022.03.015