深空激光通信进展及应用研究

深空激光通信是实现深空高速通信的主要手段之一。对国外深空激光通信的发展现状进行了综述,总结了深空激光通信技术发展的若干启示,给出了深空激光通信的典型应用,分析了深空激光通信涉及的主要关键技术,以期为我国深空激光通信的发展提供一定的参考和借鉴。     

国外空间激光通信技术的发展现状与趋势

为了满足日益增长的大数据量、高速数据传输速率的需求，NASA、ESA、JAXA等航天机构正在开启空间激光通信技术的时代。各国纷纷在GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面，以及地-月等不同轨道验证了激光通信终端的在轨性能。介绍了国外开展的激光通信技术演示验证试验情况，重点介绍了以月球激光通信演示验证试验（LLCD）为代表的深空激光通信技术，以及以半导体星间链路为代表的星间激光通信技术。通过阐述国外激光通信技术的发展现状，分析了激光通信技术的未来发展趋势。期望通过该技术的研究，对我国激光通信技术的发展提供参考借鉴。     

与外星人通话

探寻外星人、与外星人进行沟通一直是人类所期望的,但迄今为止,与外星人进行直接交流的机会少之又少,与外星人通话更是闻所未闻。发现这样的案例更是让人惊奇,以下奇特案例很值得我们去关注。     

科学地寻找外星人

外星人最近确实有点忙，好像总是故意在地球人面前露出马脚，狂刷“存在感”。当然，拜科技进步所赐，现代人类寻找外星人的手段越来越先进，门槛也似乎越来越低，寻找外星人的人自然就越来越多了。先来看看人们爱使用哪些手段寻找外星人吧。     

深空月地激光高速信息传输技术

深空月地激光高速信息传输技术利用光波进行深空信息传输,相比于传统微波波段的信息传输技术而言,在同样传输数据率情况下,具有通信终端体积小、重量轻、功耗低等优点,数据传输过程中接收灵敏度更高。此外,由于激光光束较窄,能量更为集中,可达到更远的传输距离。针对深空月地激光高速信息传输技术,介绍了深空月地激光信息传输技术发展的必要性和迫切性,阐述了国内外深空月地激光高速信息传输技术的研究发展现状;论述了深空月地激光技术上的挑战和技术可实现性,可为我国深空激光通信的发展及其工程化应用提供参考。     

三角形的宇宙文化内涵

早在19世纪中叶，德国著名数学家卡尔·弗里德里希·高斯就提出了人类应当利用三角形的交际功能来试着同外星人取得联系的建议。他提议把森林布置成一个个硕大的三角形，以吸引外星人来与地球相会、合作。     

卫星之间的光通信

一、前言卫星之间如果使用激光通信将具有以下优点,①使用小天线就能进行大容量通信,②系统间的干扰可以忽略不计。最近,随着光纤以及大功率输出半导体激光和高密度CCD器件的出现,有力地促进了卫星之间光通信技术的实现,目前许多国家为此进行积极研究开发。实现卫星间光通信(Optical Inter-satellite Links)中的主要技术课题是确立10μ弧度以下的方向性极强的光束控制技术,还有相干通信方式、大功率输出半导体激光调制等光调制解调技术,以及进一步提高半     

环月-地面激光通信链路运动特性分析与设计

为了实现中国环月飞行器与地面站之间的高速激光通信，建立了环月-地面激光通信链路运动特性模型并进行了仿真分析。结果表明：利用地面站与环月飞行终端分别构建月地直接信息传输链路和月地中继信息传输链路时，喀什站的两种链路总可见时间比阿根廷站分别增加了约4.5%和6.5%,因此选取喀什站更有利于月地激光通信链路的构建；对于环月终端，其转动机构方位角范围-180°～+180°,俯仰角范围-19°～+89.7°,其最大提前指向角达18.2μrad;该月地激光链路的SEP(sun-earth-probe)角和SPE(sun-probe-earth)角近似呈周期性变化，每隔约15天出现一次最小值，因此激光终端设计时须考虑抗日光干扰；对于1 550 nm激光载波的多普勒频移量为±1.28 GHz,多普勒频移变化率达1 MHz/s,因此激光通信体制的选择须考虑多普勒频移变化特性。根据链路仿真结果和功率预算给出了环月-地面激光通信链路的设计建议。研究结果可以为环月-地面激光通信链路的设计提供参考。     

飓风过后的反思与建议

1 最大教训是不能只依赖陆基通信 □□2005年9月22日,美国联邦通信委员会主席凯文·马丁在参议院商业、科学和运输分委会作证时说,在卡特里娜飓风毁坏地面通信基础设施的情况下,卫星通信在救灾行动中发挥了重要作用.他说,此次飓风所到之处,地面电话和广播网均遭到严重破坏,只有卫星还能正常工作.卡特里娜飓风留给美国的最大教训是,不能只依靠地面通信系统.     

激光测距通信一体化技术研究及深空应用探索

概述了空间激光测距通信一体化技术的研究现状,提出了一种激光精密测距与高速通信一体化技术,基于双向单程测距原理,在BPSK外差相干激光通信的基础上,采用码元相位测量实现了激光测距与通信一体化设计,并完成了地面实验验证。实验结果表明：在通信码速率1 Gbit/s的情况下,其测距精度优于0.9 mm,并分析了参考时钟频差对测距精度的影响。最后对激光测距通信一体化技术在未来深空探测中的应用进行了探索研究。     

激光通信终端主体热设计与热分析

激光通信终端主体作为一种新兴的信号传输载体,工作时光学器件发热量大,对温度均匀性和稳定性要求高,给热设计带来挑战.针对载荷的工作特性和外部空间环境规律,对单机产品进行热设计:针对大功率发热元器件散热采用导热板+热管的途径进行散热,并对关键部件实现高精度控温措施.通过Thermal Desktop热分析软件对极端工况进行数值模拟,计算结果表明,激光通信终端主体温度场满足设计要求,热设计方案合理可行.     

有外星人发出的电波吗?--监听外星人的信息

既然外星人的踪迹几乎无处不在,那么我们如何寻找外星人呢?一些科学家认为,如果确实有地球外高级文明存在的话,他们在日常活动中一定会有无线电波发射出来,正像人类在通信广播和科学活动中会有无线电波飞出地球一样。同时,如果他们也想寻找知音的话,还会主动向外发射进行联络的无线电波。因此,监听从地球以外传来的无线电波是寻找外星人的一种可靠方法。自本世纪50年代以来,美国、日本、苏联等国已有几十个监听站在收听是否有外星人发出的无线电信号。1960年,美国康奈尔大学的天文学家德雷克搞了个“奥兹玛”计     

基于低轨稀疏星座的蓝绿激光对潜定位研究

潜艇只在必要时刻才浮出水面，对实时通信和导航定位造成极大制约。蓝绿激光具有深水穿透性高、衰减系数低等优势，已在机载和星载平台对潜艇通信中得到验证。借鉴GNSS导航信号产生原理，结合蓝绿激光通信测距一体化与低轨卫星自身精密定轨，提出了基于蓝绿激光通信的低轨卫星对潜定位算法。通过在激光通信中增加载波相位调制，实现潜艇激光接收器的伪距测量，联合其高程测量信息实现水下定位。以一带一路海域，特别是中国南海区域为服务对象，优化星座参数设计了3颗卫星组成的低轨稀疏星座。潜艇在星座覆盖区域内保持静态，间隔1~3min完成至少两次通信测距和导航电文接收，联合两组观测数据、精密星历及高程测量信息进行定位解算。仿真结果显示，在卫星过境期间，考虑卫星定轨精度，激光在空气、水下传播误差等因素，潜艇可在水下实现X、Z方向定位误差优于100m，Y方向误差约100~150m的高精度定位，对提升潜艇的战场作战能力具有意义。     

地外生命和外星人探测

十三、外星人和UFO 外星人到过地球吗 这个命题有多重含义:一是外星人是否到过地球?二是外星人为什么还没有到过地球?三是没有外星人到过地球的事实,是否说明没有外星人?     

美国火星激光通信系统分析

空间光通信因其体积小、质量轻、数据率高,已经得到世界各国的普遍重视,尤其是进地卫星光通信系统的在轨实验的成功,使人们建立起用激光进行深空通信的信心,而我国的深空光通信技术起步较晚,因此在深空光通信系统的设计,元器件的选用方面有必要参考国外的深空光通信系统,因此本文对美国最新研制的火星激光通信演示系统(MLCD)进行全面分析,重点分析了该系统跟瞄(PAT)子系统,通信子系统,地面接收端的工作原理和工作方式,对系统中采用的新器件、新技术进行了详细的分析,在此基础上,对该系统的可靠性和可行性进行了分析,给出了未来深空激光通信技术研究的发展方向,为我国将来开展深空光通信的研究提供参考．     

善恶难辨的外星人

在我们的地球之外，宇宙中存在外星人吗？有人相信有，有人认为这只是科幻的东西，也有些人说那是无稽之谈。是的，讨论外星人的问题，往往会让人产生一种摸不着边的感觉，甚至会认为这是无聊的、不切实际的事情。然而，地球人类的生存与发展，需要实现邀游太空的梦想，需要利用不断进步的科技手段对宇宙进行研究。而有关外星人的问题，也就成了一项严肃的科学探索任务，科学界也因此开始认真对待有关外星人的问题。     

从遭遇外星人说起

就在人们对UFO现象不置可否,并为此争执之际,地球人与外星人接触、邂逅甚至被外星人绑架的事件,又屡屡见之于报纸杂志.其中,流传时间最长、流传范围最广、影响最大的当属令英国人恐怖的、被认为是UFO留下的一个名叫杰克的外星恶魔的故事.自然,这类报道的真伪性,亦难判断.     

J2轨道模型对月地激光通信预瞄准精度影响研究

基于J_2轨道预测模型,设计了不同倾角和轨道高度圆轨道月球卫星,通过将J_2轨道预测模型预瞄准仿真结果与直接积分RKF7(8)法仿真结果相对比,研究了不同类型月球卫星轨道对-Y面卫星舱板激光通信终端瞄准精度的影响。仿真结果表明,J_2轨道预测模型可以满足月球极地卫星月地激光通信要求,当轨道高度为1 000 km和2 000 km的时候,10 min方位角偏差不超过40μrad,而俯仰角偏差仅为7μrad时,在一定程度上J2轨道预测模型可以满足月地激光通信预瞄准要求。     

空间光通信综述(下)

2.2 国内技术动态 □□国内卫星激光通信的研究相对起步较晚。但在国家大力发展空间技术这一大背景下，国内的许多高校和科研单位对卫星激光通信技术和系统进行了深入的研究，在系统设计和关键技术研究上取得了丰硕的成果。在国内，从事空间光通信研究的单位主要是以电子科技大学（位于成都）为代表的一些高校和航天科技集团所属研究院、所，以及中国科学院等研究机构。最具代表性的单位是电子科技大学物理电子学院所属的激光通信实验室。近几年来北京大学、哈尔滨工业大学等单位也开展了这方面的工作。 电子科技大学是我国最早从事光通信…     

地外生命和外星人探测

十五、面谈和发电报 如何与外星人面谈 外星人给某个人打电话,这也属于科幻情节,实际上是不大可能的,因为语言不通.由此带出的问题,即我们如何与外星人面谈沟通,倒是应该预作准备的.