空间光通信综述(上)

1 光通信的优势 □□光通信包括有线光通信和无线光通信两个重要分支。有线光通信即光纤通信，是以光纤为传输信道的通信方式，目前已经发展十分成熟了。无线光通信系统是以光为载波，自由空间或大气为传输信道的通信方式，它可以建立空－空、空－地、地－地、飞机－飞机、飞机－地面基站间等完整的立体通信网络体系。无线光通信的基本原理为：信息电信号通过调制加载在光上，通信的双端通过初定位和调整，再经过光束的捕获－对准－跟踪（APT）建立起光通信的链路，然后再通过光在真空或大气信道中传输信息。 天线激光通信采用的波长可从…     

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     

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．     

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。     

空间光通信激光相干组束技术研究

介绍多种在输出功率得以提高的同时保持好的光束质量的激光相干组束技术原理.综合分析并评述激光相干组束技术研究状况,对主动相位控制和被动相位控制两种技术方案进行比较,基于主振荡放大的主动相位控制方案可以获得接近衍射极限、稳定、远场高亮度的光束,可为构建高效、可靠的长距离、高速率空间光通信系统提供技术支撑,对认识激光相干组束技术的发展趋势,研究空间激光通信系统具有一定的参考价值.     

卫星间激光通信

被称为“半导体激光卫星间试验”（ＳＩＬＥＸ）的两颗卫星之间的高速数字化激光通信，将在１９９６年首次实现。此项试验的发射工作由欧空局（ＥＳＡ）负责。装在两颗卫星上的ＳＩＬＥＸ光学终端将用来论证卫星对卫星之间轨道链路的工作状态，其精度优于１微弧度。这两颗卫星是：法国的低地球轨道遥感卫星Ｓｐｏｔ－４（用阿里安－４运载火箭在１９９４年发射）；欧空局的“阿脱米斯”（Ａｒｔｅｍｉｓ）卫星──高级数据传输和执行技术服务的卫星（它将用阿里安－５运载火箭，于１９９６年发射到地球静止轨道上）。今后世界性通信网络的迫…     

圆梦航天挥洒热血载荷引领回收跨越

北京空间机电研究所成立于1958年8月21日,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院。研究所从探空火箭技术研究起步,先后从事过运载火箭总体技术、卫星总体技术以及载人飞船总体技术研究,是我国最早从事空间技术研究的单位之一。目前,研究所集设计、制造、总装、试验、测试于一体,是我国空间光学遥感载荷的主要承制单位;是我国唯一的航天器回收着陆领域研制单位;是火工装置、航天器复合材料结构件的重要研制单位;是空间激光雷达、激光测距、激光攻防等装备的总体研制单位;是国内航空光学遥感载荷的主要研制单位之一。     

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。     

月地高速激光通信系统链路特性分析

根据地球、月球、探月卫星的三体运动,针对月地激光链路的建立与保持,分析了地球与月球对链路的遮挡问题,对链路模式进行分析。仿真结果表明:使用3颗月球极轨(Moon Polar Orbit,MPO)卫星来进行通信时,链路中断的次数将大大减少,但是在某些时间段上,仍然受到月球的遮挡而迫使通信链路频繁中断。使用4颗MPO卫星来进行通信时,链路将不再受到月球的阻挡,而仅受到地球的遮挡。同理,增加地球同步轨道卫星的数目可避免地球的遮挡。仿真结果表明,采用2颗地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星建立链路,链路将不会受到地球的遮挡,建立深空科学研究的信息中继中心,采用激光通信技术,实现月地高速激光信息传输,为我国深空探测技术的发展提供支撑。     

小卫星也能激光通信

<正>激光通信是卫星通信界一直在研究的重要课题。早期的激光通信功能是大型卫星的专利,耗资巨大。最早的星间激光通信是由欧洲的"艾迪米斯"卫星和日本的"闪光"卫星实现的。美国也曾经考虑过用激光来实现军用星地高速通信,但是因为预算问题被砍掉了。如今,商业器件和小卫星技术的发展让卫星激光通信的门槛大为降低了。美国航宇局(NASA)为此启动了一个称为"光学通信和传感演示验证项目"的计划,由商业企业用两颗"立方星"来尝试星间、星地激光     

卫星间光通信开发动向

从轨道上向地面自由地发送、接收宽频带图像信号的光通信系统已十分引人注目。而卫星间光通信（ＯＩＳＬ）将是人类在大气层外或在卫星轨道上支持多种活动的基础。美国、欧洲、日本都在长期进行ＯＩＳＬ技术的开发，现将研究状况及未来动向概述如下：１．美国以航宇局（ＮＡＳＡ）、马萨诸塞工业大学（ＭＩＴ）等为中心进行ＯＩＳＬ的研究。喷气推进实验室（ＪＰＬ）主要目标是从事深空通信应用方面的研究。①ＮＡＳＡＮＡＳＡ的哥达德空间飞行中心（ＧＳＦＣ）正进行有关强度调制／直接检波（ＩＭ／ＤＤ）方式为主体的ＯＩＳＬ研究。按照传…     

航天东方红卫星有限公司

航天东方红卫星有限公司2001年8月在北京成立，是由中国航天科技集团公司及其所属中国空间技术研究院按现代企业制度共同投资组建的股份制现代高新技术企业，主要从事小卫星和微小卫星的开发研制、卫星应用工程系统设计和产品开发、相关技术成果的对外交流与合作等业务。2001年10月，经国务院批准以航天东方红卫星有限公司为项目法人单位建设“小卫星及其应用国家工程研究中心”，2004年世界一流的小卫星研制基地全面落成并投入使用。     

全球导航精英申城论剑——第二届中国卫星导航学术年会在沪召开

2011年5月18-20日,中国卫星导航学术年会在上海世博中心隆重召开。本届会议由中国卫星导航系统管理办公室联合科技部、国防科工局等单位主办,由中国空间技术研究院等单位承办。本届会议旨在加强学术、技术、理论和应用创新,从而促进卫星导航系统的合作与交流,推动卫星导航系统的工程建设和卫星导航理论进步,以及卫星导航产业的科学发展。国内从事导航系统研究、建设和应用的领导、专家,以及美、俄、欧、日等国家和地区的卫星导航系统官员和学者等约1500余人参加了本届年会。     

欧洲数据中继卫星的光通信系统评价

未来欧洲数据中继卫星拟采用光技术建立高数据率通信链路。欧洲一些空间研究机构对波长10.6μm的CO_2激光器和波长0.8～1.3μm的半导体激光器的光学技术进行了几年的深入研究,许多关健部件获得了重要技术成果。     

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。     

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。     

吉林一号卫星激光通信数据传输试验及应用

<正>2023年10月5日,我国长光卫星技术股份有限公司（简称长光卫星）使用自主研制的车载激光通信地面站,与吉林一号（JiLin-1）星座MF02A04星星载激光终端开展了星地激光高速图像传输试验并取得成功。这标志着长光卫星已成功实现星地激光高速图像传输全业务链的工程化,工程应用能力达到国际先进水平,这也是我国首次实现独家自主完成业务化应用星地激光高速图像传输试验。空间激光通信因具有高带宽、低延迟和安全性好的优势,逐渐成为卫星数据高速传输的有效手段。     

履行富国强军神圣使命 绽放航天强国文明之花——航天科技集团公司所属中国空间技术研究院西安分院大力推动精神文明建设工作、促进企业发展综述

正中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院西安分院(前身为西安空间无线电技术研究所,成立于1965年),是我国空间飞行器有效载荷研制的核心单位,在我国卫星通信、卫星导航、雷达遥感与探测、空间天线、卫星数据处理与传输、星间链路、卫星测控等技术领域处于国内领跑地位,创造了中国航天史上的多个第一,是我国航天系统有重大贡献单位、高技术装备发展工程突出贡献单位、探月工程突出贡献单位、"北斗"导航工程突出贡献单位、全国文明单位、全国"五一劳动奖状"获得单位。西安分院党委多年来以文明创建工作为抓手,持续推动企业的精神文明建设水平迈上新台阶,连续多年被命名为     

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。     

日本建成空间光通信地面中心

日本邮政省通信综合研究所(原名电波研究所)完成了新的光学设施——“空间光学通信地面中心”的建设工程。空间光通信具有大容量数据传送,设备体积小、重量轻、无干扰等优点,将成为21世纪宇宙通信的重要手段。该地面中心是以口径为1.5米的望远镜系统为核心,设有各种装置,除进行空间通信外,还备有用于天体观测等多种研究的光学设备。 (1)高精度确定卫星位置使用超高灵敏度电视摄像机和红外照相机高精度观测卫星的位置,还可以通过CCD照相机在白