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我國首個業務化運行的激光通信地面站建成
2024年09月25日 15:18:40來源：空天信息創新研究院點擊量：35865
導讀隨著我國航天技術的快速提升，衛星技術呈現變革性發展的態勢。衛星探測產生的數據呈幾何級增長，但海量數據無法及時下傳的問題日益突出，制約了太空資源的高效利用。
　　【智慧城市網 企業關注】9月15日，中國科學院空天信息創新研究院自主研制的500毫米口徑激光通信地面系統在帕米爾高原完成部署，標志著我國首個業務化運行的星地激光通信地面站正式建成并進入常態化運行階段。該站的建成打通了星地激光通信全鏈條業務流程，將進一步推進星地激光通信的工程化應用，改變我國目前衛星數據接收僅靠微波地面站的現狀。
 
　　隨著我國航天技術的快速提升，衛星技術呈現變革性發展的態勢。衛星探測產生的數據呈幾何級增長，但海量數據無法及時下傳的問題日益突出，制約了太空資源的高效利用。僅依靠設施規模擴充和局部技術指標提升無法滿足未來星地高速通信的需求，亟需創新技術體制以解決星地通信速率瓶頸問題。
 
　　星地激光通信以激光為載體，可實現衛星與地面之間的高速信息傳輸，是未來星地高速通信的重要手段。區別于傳統的微波通信，星地激光通信的優勢在于可用頻譜資源豐富、帶寬可達數太赫茲，相較于微波通信提高了十倍到近千倍。如果將頻段比作道路，那么微波X頻段是單車道，微波Ka頻段是四車道，而激光可容納成百甚至上千車道。同時，激光通信系統重量輕、體積小、功耗低、保密性強，能夠滿足星地海量數據傳輸需求。
 
　　星地激光通信存在易受多云、雨雪等天氣和大氣湍流影響的問題，而合理的站址選擇能在較大程度上降低復雜非穩態大氣信道導致的光束質量惡化，提高星地激光通信的性能和可用度。從我國大陸地理地形分布角度考慮，位于第一階梯的帕米爾高原地區具有平均海拔高、氣候干燥等特點，是優良的站址地點。激光通信地面站所在的帕米爾高原慕士塔格峰區域大氣條件好、視寧度優，可媲美世界一流光學站址，且氣候干燥少雨，全年均可開展星地激光通信任務，為星地激光通信的業務化運行提供了優良條件。
 
　　自2019年以來，空天院在帕米爾高原建設完成了星地激光通信地面站，包括位于海拔約4800米的科研區和位于海拔3300米的保障區。激光通信地面系統部署在科研區，運維人員工作在保障區，未來將通過遠程操作方式實現長期可靠的業務化運行。
 
　　項目團隊先后突破了大氣信道預測及任務規劃調度、激光信號的快速捕獲建鏈和自適應光學校正、復雜大氣條件下的無誤碼傳輸等一系列關鍵技術，實現了夜間星地激光通信的常態化運行。近期，項目團隊攻克了白天強大氣湍流、強背景光下的可靠星地激光通信難題，完成了白天星地激光通信業務化運行試驗。該工作將星地激光通信的可用時段提高了近一倍，進一步支撐了星地激光通信地面站的業務化運行。
關鍵詞 激光通信衛星技術
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