编队小卫星星间通信系统的发展和趋势

介绍了国内外LEO/MEO编队小卫星星间通信系统的发展和研究现状及其关键技术,分析了LEO/MEO小卫星编队飞行系统的优点,最后给出发展我国LEO/MEO编队小卫星星间通信系统的几点建议.

编队微小卫星变码速率星间通信系统仿真研究

本文以3颗微小卫星在同一个轨道面内编队飞行并对地进行三维立体测绘为背景,根据编队飞行星间链路的特殊要求,推导了低轨道编队卫星星间链路的计算公式;提出了根据星间通信距离改变码速率的通信方案,并对编队飞行卫星变码速率通信系统进行了仿真研究。

基于逆向调制反射器的星间激光通信系统设计

针对编队飞行小卫星间信息共享、快速响应、低SWaP值和实时数据交换等要求,提出了一种基于逆向调制反射器(MRR)的小卫星编队星间激光通信系统设计方案。建立了完善的MRR星间通信系统模型,研究了随机指向误差对MRR通信系统平均中断概率和平均误码率的影响,推导了平均中断概率和平均误码率与瞬时信噪比的函数关系,并完成了数值仿真。仿真结果表明:所设计的MRR星间通信系统在1 Gbps通信速率和200 km通信距离条件约束下,平均中断概率及平均误码率均可优于10^(-6)量级。

微小卫星激光通信系统发展现状与趋势

空间激光通信凭借其速率高、体积小、质量轻和功耗低的优势,成为卫星间高速通信不可或缺的有效手段,特别在微小卫星应用场合,更能体现激光通信的优势。文章详细介绍了微小卫星激光通信技术领域最新的研究进展。在此基础上,总结了需要突破的同轨终端轻小型化、异轨终端轻小型化、大气湍流影响抑制等关键技术,归纳了工程化应用、双工通信、单点对多点、国产化和批产能力5个方面的发展趋势。

星间激光通信兼测距新技术研究

提出了一种用于小卫星编队飞行控制的星载激光通信兼测距机方案。该方案利用反馈式脉冲激光测距法,有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测距精度和缩短测量时间之间的矛盾。对该方案的原理进行了详细描述,给出了测距的误差分析,并提出了进一步提高测距精度的改进方法。

多层卫星网络激光星间链路空间特性仿真

多层卫星网络结构由于其鲁棒性强,可实现无缝覆盖等特点而成为研究热点。针对高轨/中轨/低轨(GEO/MEO/LEO)多层卫星网络结构,研究了各个节点间的激光链路,推导出了不同轨道间两个卫星位置关系的坐标转换公式。对同层间激光链路(OISL)、异层间激光链路(OIOL)俯仰角、方位角以及距离参数和GEO对LEO覆盖特性进行了仿真。结果表明,卫星光学终端俯仰指瞄范围完全可以满足目标星的移动要求,但水平指瞄范围和扫描速度是影响星间激光链路性能的主要因素。

空间卫星光通信链路关键技术与方案的研究

光通信是解决低轨卫星与定点卫星间高码率通信瓶颈的最佳途径,其中高频调制速率、大功率光源技术是关键和难点.提出1550nm波段和800nm波段2种解决方案,并对两者进行了对比.在现有条件下,1550nm波段方案是低轨卫星与GEO卫星间高码率通信链路的优选方案.

星载空间激光通信系统设计与实现

空间激光通信系统具有传输速率高、体积小、质量轻、功耗低等特点,非常适用于卫星高速数据传输,可有效解决传统卫星微波通信速率瓶颈问题。近年来国内外研究机构对空间激光通信技术进行了大量的研发,并部署了一系列在轨验证计划。基于西安光机所自主研发的DPSK卫星激光通信系统,从光通信机、PAT主机及电控箱两个方面进行了详细介绍,系统通信波长1550 nm波段、通信速率5 Gbit/s、口径100 mm、跟踪精度小于3.12μrad(3σ)、误码率优于3×10^-7@-44 dBm(不含纠错编码),并通过了力学、热学空间环境适应性试验,满足在轨运行要求。

航天编队飞行星座的星间通信

航天编队飞行星座的星间通信是航天编队飞行星座系统的重要组成部分。主要介绍航天编队飞行系统及其星间通信的概念、特点、组成和关键技术,并提出了发展我国航天编队飞行星间通信的建议。

欧洲卫星间光通信发展现状

介绍了欧洲航天署（ＥＳＡ）在卫星间激光通信领域的历史、现状和未来，并给出了近年来ＥＳＡ最大的投资项目———ＳＩＬＥＸ系统的具体规划、实施和研究进程。最后，还简述了ＥＳＡ近年来的一些有关卫星间激光通信的关键元器件和系统技术的研制和发展计划。

航天编队飞行星间通信及发展建议

航天编队飞行中的星间通信是航天编队飞行星座系统的重要组成部分。介绍了航天编队飞行系统及其星间通信的概念、特点、组成和关键技术，并提出了发展我国航天编队飞行星间通信的建议。

中低轨道卫星星座间的激光链路

阐述在中低轨道卫星星座全球通讯网络中应用的激光星间链路与在中继星间应用的激光星间链路相比，所具有的明显的优势。同时给出了应用于小卫星上的小光学用户终端的基本组成，并指出了当前在中低轨道卫星星座激光星间链路研究中所应当进行的主要研究方面。

微型卫星应用的宽带激光星间链路——项目综述

宽带激光星间链路(BLISL)是以色列和德国协作的应用研究项目。其目标是为近地轨道(LEO)/中高度地球轨道(MEO)星座的微卫星或小卫星应用研制一个质量轻、体积小、有效功率大、成本效益好的宽带光学星间通信终端,并在空间联合实验中验证BLISL的性能。BLISL的设计要求是:通信距离8000km,质量15kg,体积40cm×25cm×25cm,直流功率25W,码速率1.0Gb/s,误码率(BER)10^(-9)。该项目的开发准则是重点研制一台适合于未来空间应用和计划中的空间验证试验且用户能买得起的BLISL基本样机,此外还要使BLISL结构配置模块化并具有可缩放性,且可推广应用于未来广泛的空间应用领域。BLISL的光电收发机和跟踪系统采用完全相同的核心光学系统,且采用同样的激光器作为光学发射机以及捕获和跟踪信标。系统尽可能采用市场上能采购到的商用部件(COTS)。两轴框架平台上装有望远镜、光学部件、太阳罩、跟踪自身和邻近激光束方向的激光跟踪器、恒星跟踪器、发射机、接收机以及它们的光学接口、精确控制反射镜(FSM)和点前进反射镜(pointahead-mirror,PAM)。非框架单元支持平台和计算机之间的接口,接收平台敏感器产生的数据,并提供执行指向、捕获、跟踪(PAT)功能的指令与设备。

法国卫星与飞机激光通信链接试验成功

欧洲空间局（ESA）的静地轨道“阿特米丝”卫星（Artemis，Advanced Relay and Technology Mission Satellite“先进中继与技术任务卫星”的英语缩写），成功进行了与航空器建立激光通信链路的试验。试验时，法国达索航空公司的l架“神秘”20（Mystere20）飞机，在3．27万英尺（9970m）高度，利用其“洛拉”（Lola，Liaison Optique Laser Aeoportee“机载激光光学联络”的法语缩写1机载激光链接系统。与超过40000km外的“阿特米丝”之间成功建立了6条双向激光通信链路。“阿特米丝”在这次试验中使用的是其“塞雷克斯”（Silex，semiconductor laser inter—satellite link experiment“半导体激光卫星间链接实验”的英语缩写）激光通信装置。

联合串行式和钟摆式卫星编队精确建立下一代HIP-3S地球重力场模型

第一,基于扰动星间距离观测量对地球重力场反演精度的敏感性优于星间距离观测值的特性,本文构建了新型扰动星间距离法(DIRM).第二,有效检验了下一代HIP-3S编队的轨道稳定性,结果表明:HIP-3S编队较稳定,有利于提高地球重力场反演精度.第三,基于扰动星间距离法,分别利用当前GRACE-2S串行式双星编队和下一代HIP-3S复合式三星编队精确反演了120阶地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为2.271×10^(-1)m和1.923×10^(-3)m,结果表明:HIP-3S复合式三星编队有利于建立下一代高精度和高空间分辨率的地球重力场模型.

卫星光通信研究进展及趋势

全面介绍了卫星光通信的研究状况、发展过程以及发展趋势．分析比较了典型卫星光通信终端的参数，并对本世纪对卫星光通信的商业需求情况作了分析，最后讨论将来的需求背景。

GEO与LEO间激光通信轨道特性仿真

为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为±5×109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿;提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响;太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程;GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。

欧洲SILEX计划及后续空间激光通信技术发展

介绍了欧洲半导体激光星间链路实验(SILEX)计划及其后续空间激光通信的概况,分析SILEX计划中瞄准、捕获与跟踪(PAT)系统的主要设备及其性能指标,研究其PAT策略,给出了星间、星地激光通信的试验结果;梳理出中国发展空间激光通信的关键技术,提出了中国对地观测卫星数据传输的初步方案设想。

各种激光星间链路特点分析

通过对不同激光星间链路特点的分析，找出应用于不同链路的空间光通信系统研制中所面临的主要问题，这有利于今后空间光通信研究的进展。

空间激光通信系统组成及其发展

空间激光通信具有高数据率、低功耗和发射天线口径小等诸多优点，在航空航天、国防及国民经济等领域有很大的发展潜力。美、欧、日等发达国家都在大力开展空间激光通信的研究，并已取得很多研究成果。特别是近年来，随着元器件技术的不断发展和人们研究的不断深入，已进入系统研究阶段，相信不远的将来将进入应用领域，并最终建成围绕地球的光学互联网。本文将就空间激光通信系统的组成与发展现状进行介绍。