自主研发,我国首个业务化激光通信飞控建成。

2024-09-16

九月十五日,中国科学院空天信息创新研究所帕米尔高原自主研发成功的500毫米规格激光通信地面系统的布局,标志着中国第一个商业化的星地激光通信飞行控制正式建成,进入正常运行阶段。


该站的建成打通了星地激光通信的全链工作流程,将进一步推动星地激光通信的工程化应用,改变目前我国卫星数据接收仅依靠微波飞行控制的现状,为遥感观测、卫星互联网等航天工程任务提供重要支撑。


△激光通信飞控在帕米尔高原


随着我国航天技术的快速发展,卫星技术呈现出变革性的发展趋势,卫星检测产生的数据呈几何级增长,海量数据无法及时下传的问题日益突出,严重制约了我国太空资源的高效利用。


△激光通信飞控工作人员


星地激光通信依托激光,可以实现卫星与地面之间的高速信息传输,是未来星地高速通信的重要手段。空天信息创新研究院高级工程师李亚林介绍,与传统微波通信不同,星地激光通信的优势在于频谱资源极其丰富,带宽可达太赫兹。(THz),与微波通信相比,增加了十倍至近千倍。若将频段比作路面,则微波X频段为单车道,微波Ka频段为四车道,激光可容纳数百甚至数千车道。另外,激光通信系统重量轻,体积小,功耗低,保密性强,能满足星地海量数据传输的需要。


星地激光通信容易受到阴天、雨雪等天气和大气湍流的影响。合理的站点选择可以在一定程度上降低复杂不稳定的大气通道导致的光束质量恶化,提高星地激光通信的性能和可用性。帕米尔高原慕士塔格峰区域激光通信飞控大气条件好,视宁度优,堪比世界一流光学站,气候干燥,雨水少。星地激光通信任务全年可开展,为星地激光通信的业务化运行提供了良好的条件。


△激光通信飞控正在运行。


自2019年以来,空天信息创新研究院在自然条件极端的帕米尔高原建设中完成了星地激光通信飞行控制,包括位于海拔约4800米的科研区和海拔3300米的保障区。科研区部署了激光通信地面系统,运维人员在保障区工作,未来将通过远程控制实现长期可靠的业务化运营。


△激光通信飞控星空下的飞控


项目团队突破了一系列核心技术,如大气通道预测和任务规划调度、激光信号快速捕捉和建立链条、自适应光学校准、大气复杂情况下无误码传输等。,完成了夜间星地激光通信的正常运行。近日,项目团队在白天成功完成了星地激光通信业务化运行试验,解决了强大气湍流、强背景光下可靠星地激光通信的问题。这项工作将星地激光通信的可用期提高了近一倍,进一步支撑了星地激光通信飞控的业务化运行。


△激光通信飞控星空下的飞控


中国遥感卫星地面站主任黄鹏空天信息创新研究院研究员介绍,星地激光通信飞行控制的正常运行将充分积累星地激光通信的工程应用经验,为中国下一代星地海量数据传输系统规划和中国新一代卫星地面站网建设奠定坚实基础。目前,国家激光通信飞控网正在规划和论证建设。通过在中国西南、西北、东部建设多个激光通信站,可以进一步克服天气对星地激光通信的不利影响,大大提高星地激光通信的可用性。


本文仅代表作者观点,版权归原创者所有,如需转载请在文中注明来源及作者名字。

免责声明:本文系转载编辑文章,仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布,请及时与我们联系进行审核处理或删除,您可以发送材料至邮箱:service@tojoy.com