量子通信技术及应用研究综述

量子通信技术自20世纪80年代诞生以来,获得了突飞猛进的发展。文章将量子通信技术及应用研究划分为量子通信协议研究、量子通信工程技术研究以及量子通信应用研究等三方面。在对量子密钥分发、量子秘密共享、量子隐形传态和量子安全直接通信等量子通信协议的技术原理、应用领域和研究进展进行分析对比的基础上,对量子光源产生、量子随机数发生、量子纠缠编码和单光子探测等量子通信工程技术的研究现状进行了总结,并对当前世界各国在量子通信链路构建、量子通信网络构建和量子通信系统构建等方面的主要研究进展进行了介绍,指出了量子通信当前存在的通信速率低、传输距离近、制造成本高等问题,明确了未来的发展方向,可以为量子通信技术和应用相关研究提供一定的参考。     

基于Hadoop的ADS-B数据解析与存储方法

广播式自动相关监视系统(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)是国际民航组织(ICAO)推荐使用的集数据通信、卫星导航和监视技术于一体的新一代航空器运行监视系统,可以自动的接收和发送飞机及其周围的信息。随着监视区域内航班数量的增加,对于以秒为单位进行收发信息的ADSB而言,单机环境已经无法满足海量ADS-B数据的解析、存储与分析,本文利用Mapreduce模型提供的高效分布式编程和运行框架对ADS-B数据进行解析,将解析后的数据存储到基于Hive的ADS-B数据仓库,并通过Mysql建立的索引表联合Hive中的分桶操作对信息种类进行划分,有效提高了数据解析效率并避免了Hive中索引不完善引起的查询效率低的问题。实验表明对于海量的ADS-B数据,利用Mapreduce进行解析并利用Hive进行存储分析的效率明显提升。     

深空探测光量子通信信道的主要参数

深空探测器距离地球路程遥远,保持探测器与地面站高效、实时的信息通信,将探测器采集的科学数据及时、完整地传输回地球,是亟待解决的问题。量子通信可以在确保信息安全、增大信息容量以及提高检测精度等方面突破经典通信的物理极限,研究量子通信在深空探测中的应用意义非常。通过对深空量子通信信道的研究与分析仿真,得到光束发射角、接收器口径、收发端距离等与可靠量子通信的关系,为深空量子通信的工程实现提供设计、仿真依据。     

空间站空间因特网与空间通信链路设计

为改善在空间站长期值守的航天员的业务生活,提出建立空间站网吧,为航天员提供因特网服务的构想。为此分析研究空间站空间因特网服务系统及其关键技术,提出空间站空间因特网服务系统构建方案。结合这一系统构建方案,一是研究解决了支持复杂异构网络运行的空间因特网网络协议设计技术,空间站空间因特网直接采用TCP/IP协议,并通过系统设计,较好地克服了TCP/IP协议不能适应空间通信链路的难题,支持采用基于TCP/IP协议的商用货架(COTS)软、硬件产品,可明显降低空间站空间因特网服务系统建设与维护成本;二是研究解决了涉及空间站测控通信网运行安全和空间信息安全的空间通信链路设计技术,空间站在同一条空间通信链路同时传输空间因特网数据和空间站测控通信数据,空间通信链路采用CCSDS的AOS协议,并通过建立虚拟的物理信道,解决了空间因特网数据和空间站测控通信数据的安全隔离问题,能满足空间站测控通信网运行安全和空间信息安全的要求。     

基于CCSDS RASDS信息对象建模方法的数据注入工具设计

为了解决航天工程中,信息数据格式不易修改,机构间接口协调过程复杂,跨任务难以继承使用等问题,参照空间数据系统咨询委员会(CCSDS)空间数据系统参考体系架构(RASDS)中的信息对象建模方法,以数据注入指令设计为例,开发了工具链软件。工具链基于可扩展标记语言的遥测遥控信息交换(XTCE)标准,结合具体应用场景,对指令设计需求到具体数据文件转换过程中涉及的工具进行了划分,提出了生成遥控数据对象模型的方法。按照该方法设计的工具软件实现了抽象信息对象到数据模型的转换,有序自动生成模板文件,进行了验证。结果表明：RASDS从抽象数据结构到数据模型,再到具体数据对象的描述和转化方法是可行的,可以用于指导各种信息对象和数据对象的规范化设计和工具设计。     

无人机平台的超视距多链路中继

提出一种以无人机平台为基础的超视距多链路中继概念 ,它采用分层管理来提高无人机通信中继的灵活性和有效性 ,分析无人机通信中继的军事应用领域和主要应用优势 ,指出了平台存在的安全问题及提高低概率侦测( L PI)性能的措施     

天基为主的空间站测控通信模式

空间站时代为测控(TT&C)通信系统带来保障时间更长、覆盖要求更高、数据传输能力更强、航天员在轨工作生活体验更好等新的挑战，结合中继卫星系统(TDRSS)、卫星导航系统等天基测控通信手段的能力特点，提出以天基手段为主的解决方案，采用多星多舱段接力模式，将航天员出舱等重大活动的测控通信覆盖率提升至接近100%，采用多星多目标工作模式，较好地保障各种交会对接模式，综合利用中继卫星S频段多址(SMA)链路连续业务、短报文业务和北斗短报文业务常态化保障空间站安全运行，应用天地一体网络化技术，为航天员在轨上网、天地通信和载荷实验数据传输提供优质服务。     

美法扩大太空态势感知数据共享范畴

<正>2015年4月16日,美国与法国在第31届太空研讨会上宣布,两国已签署协议,将太空态势感知(SSA)数据共享内容扩展到秘密信息。美国和法国已经在2014年1月签署了共享非密SSA数据协议。该协议允许美国战略司令部直接将范登堡空军基地联合太空中心的数据提供给法国军方。新协议将允许两国在恰当的时候共享"先进的SSA"数据和秘密数据。     

VSAT介绍

VSAT (Very Small Aperture Terminal)甚小孔径终端是通过卫星直接向具体工作场所或用户住处提供信息的各种微型站的总称,是中小型,低费用综合业务地球站。VSAT技术提供的业务,比传统的卫星广播业务,远程干线通讯业务等更能充分发挥卫星通信的优势,更适合于商业应用。北美、西欧、印度以及澳大利亚和我国都先后开始采用VSAT技术。 VSAT技术可提供电话、数据、传真、广播、图像及电视等多种通信业务。而且用户的年通信费用可节省40～60％。目前,VSAT主要应用于     

扩展频谱技术在航天系统中的应用

对扩展频谱技术的特点进行概括性的论述,主要以实例形式介绍扩展频谱技术在航天系统中的典型应用.这些系统涉及导弹武器发射阵地数传通信系统、联合战术信息分配系统、跟踪及数据中继卫星系统和全球定位系统.     

基于嫦娥一号卫星获取的DEM研究月球车通信的可达性

月球车通信可达性分析为研究月球车着陆点选择提供了依据。主要通过建立数学模型,将由测高数据获取的数字高程模型(DEM)和地-月轨道参数相结合,来研究我国月球探测首选着陆区虹湾地区和月球极区的通信条件受地形条件的影响。利用"嫦娥一号"探月卫星获取的激光测高数据,得到了全月面高精度的DEM,为本研究的进行提供了精确的数据基础。本研究选取的计算时间为2013年10月1日到2013年10月30日止。计算结果表明:(1)在虹湾地区,测控上海站、昆明站、北京站和乌鲁木齐站与月球车之间的通信条件不受月面地形的影响,通信畅通,这与该地区平坦的地势是一致的;(2)月球极区由于地形的复杂性,通信条件受地形的影响很大。     

基于卡尔曼滤波法的船载惯性测量单元设计

随着信息时代的到来,人类文明空前繁荣,尤其是互联网普及的近几十年,社会进步更是突飞猛进.与此同时,人类的生产、生活越发的依赖于全球信息以及获得信息的通信设备,作为全球通信的重要组成部分,海洋通信依赖于船载动中通设备,而为了保障船载动中通的通信能力与通信质量,姿态信息不可或缺,因此姿态测量单元是船载动中通的核心器件.但常规姿态测量单元价格昂贵,简易姿态测量单元精度不足,需要通过合理的算法弥补彼此的不足.介绍了我所在民用船载动中通领域如何运用常规的微电子(MEMS)传感器测量数据构建惯性测量单元(IMU)并通过卡尔曼滤波法与四元数获得稳定、可靠的欧拉角姿态信息.此方法简单易行,通过数据融合提升了常规的微电子传感器对欧拉角姿态信息测量的精度,可广泛的应用于各个行业.     

应用数字签名机制的卫星移动通信数据传输方案设计及实现

为实现卫星移动通信数据传输,并改善数据传输的安全性,文章提出了应用数字签名机制的卫星移动通信数据传输方案。该方案结合地球静止轨道卫星移动通信接口标准第2版(GMR2)的通信机制,通过在数据帧中增加同步位解决数据传输过程中的同步问题,利用增加状态位和同步位的方式实现2.4kbit/s到3.0kbit/s的数据率转换,同时引入数字签名机制,提前验证通信双方身份的可靠性,进一步保证数据安全传输。通过设计实例和测试方案验证了数据传输方案的有效性。结果表明,该方案能保证数据在卫星移动通信网络中安全传输,可为卫星移动通信数据传输研究提供参考。     

美国“天基自适应通信节点”项目进展及启示

<正>2022年8月,美国国防高级研究计划局(DARPA)“天基自适应通信节点”(Space-BACN)项目进入技术验证阶段,开始进行硬件风险降低验证和软件设计仿真。该项目研究构建星间光通信链路,连接低轨异构军民商及盟国卫星系统,形成跨系统的天基信息传输网络,以加速数据回传与融合共享,提升太空系统弹性抗毁能力,高效支撑美军联合全域作战。     

美国陆军寻求小型电子战传感器

为了扩展现役远程射频侦察和监视系统 ,美国陆军计划配置无人值守信号情报 ( SIGINT)传感器 ,同时无人机加装电子情报 ( ELINT)有效载荷。信号情报传感器用于探测、采集两类射频信号情报。一类是低频通信情报 ( COMINT) ,一般是无线电辐射以及移动电话和卫星电话情报。另一类是高频非通信电子情报 ( ELINT) ,主要是雷达辐射情报和导弹试验中的遥测信号情报( TELINT)。信号情报系统具有测向能力 ,信号情报处理器能根据某种信号的特征识别出具体的辐射源型号。信号情报虽然无法采集通过有线电缆传输的电话或数据通信信号 ,但这些…     

出舱活动试验系统间舱压数据接口设计

以出舱活动某试验中,航天员系统与飞船系统间舱压数据接口通信的设计和实现为例,探讨了通用数据通信机制在载人航天信息监测和通信中的应用。该接口模块基于动态数据交换（DDE）设计,实现1帧/s采样,正式试验连续运行超过6h,数据量累计691200byte,通畅无阻塞,顺利地完成了舱压数据的采集通信任务。实践证明,基于DDE通信的接口设计,可以扩展到载人航天任务其它软件产品间的数据交互应用中。     

基于专利分析的星地一体化甚高频数据交换系统技术发展研究

<正>甚高频数据交换系统(VDES),属于第三代海事通信系统,其主要针对传统船舶自动识别系统(AIS)进行加强和升级,可以在全球范围内的海事甚高频移动波段上提供更强的数据交换能力。VDES系统在采用长距离船舶自动识别系统(LAIS)提高星载AIS系统检测性能的同时,可以为电子航海和全球海上遇险与安全系统(GMDSS)提供可靠的AIS信息;同时特殊应用信息(ASM)可以为GMDSS和电子航海提供高可靠性的消息服务;最为重要的是,VDES系统可以为船舶提供真正的     

美国开始公布秘密卫星照片

美国开始公布秘密卫星照片图２前苏联一战略空军基地照片美国官方最近公开了已解密的约８０万张卫星侦察照片中的首批照片。美副总统戈尔称，公布这些照片只是美国政府公布其认为对国家安全无害的各种情报资料的行动的一部分。作为参议员，戈尔极力支持这一行动主要是为了...     

空间数据系统参考体系架构的信息视角

<正>客观世界需要描述的信息无穷无尽、千差万别,信息对象和数据对象的设计与其专业领域、应用过程和场景密切相关。电子数据单(EDS)是信息对象和数据对象的数据描述载体,可以用于物理对象的信息仿真(如产品模型数据交互规范(STEP)标准族),用于变换器、传感器即插即用(如IEEE1451智能传感器协议标准族),用于互联网中异构系统和终端之间的信息交互(如超文本标记语言(HTML)对网页信息的描述和解析)等,因此电子数据单技术的运用是解决信息对象的描述和互联互通问题的关键。     

中巴地球资源卫星数据在毛乌素沙漠生态环境监测中的应用

以2001年中巴地球资源卫星(CBERS-1)影像为主要数据源，对毛乌素沙漠生态环境重点建设区宁夏盐池县进行了生态环境遥感动态监测的应用研究。通过与2000年Landsat-TM／ETM 数据在信息(影像)特征、识别效果、分类精度等方面的对比，分析了一年来土地利用与土地覆盖的变化，并就CBERS-1的数据质量、精度及其在西部生态环境建设中的应用潜力做出了客观评价。