基于激光多点同时通信原理的平流层节点组网与传输研究

基本信息
批准号:91338116
项目类别:重大研究计划
资助金额:100.00
负责人:姜会林
学科分类:
依托单位:长春理工大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付强,江伦,胡源,宋延嵩,董研,孟立新,董科研,赵义武,张立中
关键词:
平流层节点激光通信多点同时通信组网与传输
结项摘要

The principle of network based on multi-point laser communication simultaneous is the key of realizing the world of high-speed information transfer. In view of the people’s livelihood, defense security and demand on exploration and transmission information of space science, this technology has important significance, but there is no mature plan report. This project is aimed at this technical gap, based on the foundation of research work in the field of space laser communication of changchun university of Science and Technology , research on optical principle and APT control method of multi-point laser communication system, establish mathematical model and simulated it by computer. A general scheme of multi-point laser communication system was put forward. The optimization design theory and the adjustment method of the optical system and the key technology of laser capture alignment to overcome tracking control algorithm based on Multi-mirror were studied. Combination theoretical research and simulation analysis and experimental, test scheme of multi-point laser communication system for aerospace in the laboratory was designed to demonstration the principle and key technology. This research will establish an important foundation for the construction of the space information network, which is of great significance to improve our utilization ability of space information.

基于多点间激光同时通信的组网是实现天空地高速信息网络与传输的关键环节,鉴于国计民生、国防安全和空间科学探索对海量信息传输和通信网络的需求,该技术具有重要的研究意义,但目前国内外尚无成熟方案报导。本项目针对这一技术空白,利用长春理工大学在空间激光通信领域的工作基础,重点研究多点同时激光通信光学原理及APT控制方法;建立数学模型,进行计算机仿真研究;提出多点激光通信系统总体方案,对其中的光学系统优化设计理论和装调方法、基于多反射镜的多点激光捕获对准跟踪(APT)控制算法等关键技术进行攻关。拟采用理论研究、仿真分析和实验相结合的方法,设计多点激光通信系统实验室内模拟测试方案,搭建实验平台,完成原理和关键技术的演示验证实验。本项目研究将为天空地信息网络的建设奠定重要基础,对提高我国空间信息利用能力具有十分重要的意义。

项目摘要

基于多点间激光同时通信的组网是实现天空地高速信息网络与传输的关键环节,鉴于国计民生、国防安全和空间科学探索对海量信息传输和通信网络的需求,该技术具有重要的研究意义。项目组依托在空间激光通信领域的工作基础,重点开展了多点间同时激光通信的原理和总体方案研究,提出了“水平全方位,垂直大角度”、“一对多同时激光通信”的光学原理与总体技术方案,发明了以旋转抛物面为基底的多反射镜拼接结构作为激光通信系统的光学天线;开展了多点同时激光通信APT控制方法研究,建立了反射镜转角与卫星运行轨迹、相机脱靶量的关系、以及相邻反射镜之间的协同运动关系,提出了单探测器多执行器联动控制和高精度光斑探测识别方案,发明了多镜片联动控制装置和自适应补偿算法;对平流层环境、平台特性进行了分析,重点分析了飞机大气附面层与高空大气信道对激光通信的影响。研制了多点激光通信原理验证装置,其具备与三个目标同时激光通信的能力,通信范围方位360゜,俯仰方向32゜,通信速率2.5Gbps,通信距离200km(等效分析),误码率优于1E-7。该项目成果可用于平流层浮空器间、卫星群间激光通信组网,可为抢险救灾等突发事件提供快速响应信息传输服务。对于天地一体化信息网络建设以及光学工程学科的科技进步,都有很大的促进作用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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