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…     

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．     

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…     

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…     

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。     

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     

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。     

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。     

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…     

日本设想用超小型地球站

日本邮政省为了利用太空站进行通信实验,正设想在卫星上采用直径10米的两个天线平台,作移动通信及毫米波通信实验。倘若这些通信技术予以确定,就能够用超小型天线实现个人卫星通信。设想的通信实验平台有三种系统:1.综合移动通信系统,在移动体与卫星之间采用超高频段(900/800兆赫);地面站与卫星之间使用12/14千兆赫与20/30千兆     

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。     

美国宇航局重新开始卫星通信试验

为使卫星链路的终端间话路费减少一半,美国航宇局(NASA)将继续进行卫星通信技术飞行试验。在行政管理和预算局反对 NASA 的高级通信技术卫星(Acts)计划,以及休斯银河通信公司提出的一个使用相同频段的商业系统之后,NASA 根据其1985财政年度要求,停止了这次飞行试验。然而,美国     

简讯

我国将使用美国的“海事卫星”据美国无线电公司全球通信部宣称,中国将利用美国一九七六年发射的“海事卫星”,专门试验船只之间的50比特/秒的用户电报、数据传输、传真、电话,以及地面与船只之间的通信。与此同时,中国预计用“海事卫星”和国际通信卫星进行“双重”通信传输(中国已是国际通信卫星组织成员国之一)。该公司说:“这是中国第一次使用美国的卫星”。这项试验从一九七九年年底以前开始,由中国交通部海洋局海洋开发联合部、中国电信研究所以及中国电子     

日本宣称实现首次基于微卫星的空间量子通信实验

<正>日本情报通信研究机构(NICT)2017年7月11日宣称实现了世界首次基于微卫星的空间量子通信实验,不仅验证了未来利用小卫星建设卫星星座的可行性,更促使超远距离、高保密性量子卫星通信网络研究向前迈进了一大步。相关研究成果发表在Nature Photonics上。SOCRATES卫星重48 kg,尺寸49.6cm×49.5cm×48.5cm。其搭载的小型光通信载荷小型光学收     

美国防部拟发展水下激光通信卫星系统

如何解决水下通信问题,一直是美国防部,特别是美海军最为关心的一个重要问题。为了解决这个问题,最近美国防部正在对水下激光通信的两种设想方案进行鉴定研究。两种可供选择的方案近几年来经过专家们的研究,已经提出了解决水下激光通信的两种设想方案。一种方案是在空间部署“激光反射卫星”。它的特点就是将激光器部署在地球表面的某个固定场地上,或者为了提高其生存能力,还可以把激光器装在可移动的平台上。它们产生的信号调制的激光射束     

卫星在航空通信中的应用

卫星技术正在进入航空运输领域。远距离、越洋飞行的飞机,一旦离开大陆一定距离以后,地面指挥台站的雷达就跟踪不上,驾驶员与陆地指挥台的通信基本上用高频无线电通信。高频通信不可靠,噪声大,语言、声调不清楚,还受太阳黑子活动的影响,所以驾驶员们希望能在飞机上装备卫星通信设备,改善与地面控制台之间的通信联系。根据装有卫星通信设备的飞机的驾驶员的实践,利用卫星实现航空通信有以下两个     

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     

进展中的亚洲卫星

亚洲卫星电信公司将在1990年发射其第一颗卫星——亚洲卫星-1(Asiasat-1)。这颗卫星是为亚洲国家国内通信使用需要而设计的。这些国家需要国内卫星网,却又无力发射自己的独立系统。亚洲卫星可用于公共交换网、发展中的私人通信网及电视节目分配。亚洲卫星正在促进北美与欧洲现有卫星技术的发展,它将有利于亚洲国家电信系统的迅速改进。亚洲卫星将在地区卫星的通信中起重要作用。卫星的国际通信已经使世界上大部分主要城市之间能进行通信。现在,几乎能从任何一个亚洲国家的主要城市呼叫新加坡、伦敦     

基于BP神经网络的介质表面充电电位反演方法

为了实现全面、实时的在轨卫星充放电风险分析,基于在相同环境下,不同材料表面充电的关联性,利用BP神经网络建立了一种由Kapton材料表面充电电位反演卫星其他常用介质材料表面电位的模型。以Kapton材料的表面电位以及材料厚度为输入,其他介质材料的表面电位作为模型输出,使用COMSOL建立的表面充电模型对神经网络进行训练,将反演误差降低到10%以下,并利用Kapton与Teflon材料表面充电地面试验数据验证反演模型的准确性,结果显示Teflon表面电位的反演值与实测值间的相对误差小于16%。