星地激光通信试验获得成功
本帖最后由 beifengzui 于 2012-3-5 16:35 编辑中新社长春3月2日电题：“海洋二号”卫星交付使用激光通讯试验获得成功中新社记者周兆军 中国首颗海洋动力环境监测卫星“海洋二号”2日在轨交付使用。在轨运行期间，搭载在“海洋二号”上的星地激光通讯终端，成功进行了中国首次星地激光通讯链路数据传输试验，成为中国卫星通讯技术发展史上的一个重要里程碑。 星地激光通讯终端于2011年8月16日随“海洋二号”发射入轨。2011年10月25日早6点，成功进行了星地激光链路捕捉跟踪试验，实现了中国首次高精度高不乱的双向快速捕捉和全链路不乱跟踪。试验中，时速高达2万余公里高速运动中的卫星与光通讯地面站在近2千公里的间隔，进行了精度远高于“针尖对麦芒”的动态光束双向锁定跟踪。随后，2011年11月10日16点40分，中国首次星地激光通讯链路数据传输试验获得成功，下传数据20Mbps;2011年11月24日16点50分，星地激光高速数据传输试验成功，单路数据率达到504Mbps。 这是中国卫星通讯技术发展史上的一个重要里程碑，也是中国航天技术的又一个重大标志性成果。该项试验的成功，标志着中国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界发展前列。鲜为人知的是，攻克这项航天技术挫折的，是哈尔滨产业大学一对教授夫妻马晶、谭立英和他们带领的科研团队。记者近日在长春的光通讯地面站，现场目击了他们的试验成果，也听他们讲述了这项成果背后曲折的故事。 现代航天技术的发展使得需要从卫星下传给人们的信息越来越多，而卫星激光通讯技术作为具有极大信息传输能力的一项新技术，无疑具有广阔的应用远景，但也是一道考验全世界航天技术的挫折。 20年前，马晶、谭立英开始在中国破解这道世界挫折。在国家民用航天科技计划的支持下，经历了从无到有的不断探索与实践。2011年，中国的卫星激光通讯研究终于进入空间试验阶段，星地激光链路双向捕捉跟踪及高速激光通讯试验的成功，为这道世界挫折给出了中国解答。 在这项试验中，马晶担任“海洋二号”卫星副总设计师，负责星地激光通讯试验系统，谭立英任系统总指挥。马晶向记者先容，利用“海洋二号”进行的星地激光链路试验，以激光为信息载体，实现卫星与地面的双向激光通讯，试验对星地激光链路的瞄准、捕捉、跟踪策略进行验证，对捕捉概率、捕捉时间等重要技术指标进行测试，对星地激光链路的信道特性、通讯质量、影响因素等做出系统评价，奠定中国卫星光通讯技术的应用基础。 谭立英说，激光通讯未来的发展是要建立卫星高速实时信息网络，即在卫星之间铺设“无线光缆”，把很多颗卫星连接起来，每颗卫星的通讯容量达到2—10Gbps，实现“高速实时动中通”的通讯模式。谈到这项技术的应用远景，谭立英表示，其应用远景包括：成为空间必备的信息化建设基础举措措施，地球资源、天然劫难的高分辨实时动态勘测传输，地面点对点空间激光通讯网，提供高速、保密通讯网络技术等。马晶说，目前的试验成果，标志着中国成为继欧洲太空局之后，第二个成功进行卫星激光高速通讯试验的国家。但是要实现这项技术的广阔应用远景，还有很长的路要走。
中新网北京3月2日电 题：中国首次星地激光通信试验：铺就漫漫天光路作者 郝哲 邱学雷卫星在现代信息社会中发挥着非常重要的作用。茫茫太空之中，一颗颗卫星如同闪亮的眼睛，它们在围绕地球不停的穿梭，不断监测、获取着与我们生活息息相关的海量信息。但是如何使卫星所获取的海量信息，快速、准确的传输给地面，一直是考验世界航天的难题。2012年3月2日，国防科工局在京举行在轨交付仪式，将“海洋二号”卫星正式交付给用户方国家海洋局。“海洋二号”第一次搭载进行了中国首次星地激光通信试验并取得圆满成功，来自哈工大的马晶、谭立英科研团队为这道世界航天的前沿课题给出了中国解答。 难度极大的征服 星地激光通信属于卫星激光通信的一个组成部分，简言之，就是将卫星和地面用激光链接起来，形成空间的信息高速公路，进行数据的传输。星地激光通信应用后，能够同时进行3000个高清晰电视信道广播，约15000个普通电视信道广播，明显拓展信息传播渠道。在减灾方面，这一技术也有十分广泛的应用。卫星上高清相机拍摄的灾害资料，利用这一技术能避免数据压缩导致的失真，将相关数据快速、准确的传输回地面，及时的对灾情做出判断和预报。为抢先建立空间高速信息公路，在空间信息领域掌握主动。美国、欧空局、日本都在下大力气，全力进行卫星激光通信的研究。铺就漫漫天光路，话说的虽然容易，但是做起来又是何其艰难！该系统各部分所需要达到的精度几乎是穷人类研究极限。实现星地激光通信，需要卫星和地面上的两光束要极其准确的对准，否则，失之毫厘，差之千里。早于中国进行卫星激光通信研究的日本，曾这样形容：它相当于在东京用激光瞄准80公里外富士山上一个移动的针眼。此外，这项技术试验对各项仪器设备的精度要求非常苛刻。以卫星激光通信样机为例，它由多光轴构成，对平行度要求极高，而机械调整定位经常在亚微米量级。亚微米是毫米的万分之一精度，靠单纯的机械加工根本无法完成，只有依靠科技人员不断调试才能达到要求的精度。实现星地激光链路通信一个难度极大的挑战，但是对一世界前沿课题的征服却来自一个意外的决定。 普通教师挑战世界难题 1991年的春天，正在哈工大攻读硕士研究生的谭立英需要准备硕士论文选题。她除了要给学生上课、接送5岁的女儿，每天还要往来于图书馆查阅资料，思量硕士论文的选题。一段时间过去了，仍然找不到合适方向的她，带着迷茫和渴望登上了去往北京的列车。在北京图书馆中，有关卫星激光通信的资料让她眼前一亮，“要是能在浩瀚空间建立一个无线光网，实时进行高速信息传输，这将是一件了不起的事情！”谭立英思索道。然而这个选题却遇到了前所未有的困境。“美国已研究近三十年仍没实现，你要开展这方面的研究，等于新开一个方向。方向虽好，但难度太大了，难以毕业。”几位老师在谭立英硕士开题会上委婉善意的劝说到。“这个研究方向我们国家还是空白，它将是今后中国卫星信息传输急需解决的核心技术，该技术若能攻破，将给卫星通信领域带来革命”谭立英掷地有声的说道。“你要坚持做这个方向，硕士论文所需的研究费用你自己解决吧。而且，你另找导师吧。”导师表态到。没有经费支持，自己能否毕业还是未知数。谭立英遇到了极大的阻碍。在中国的星地激光链路通信试验即将夭折的时候，丈夫马晶给予了她支持。1988年到1990年，马晶以访问学者的身份在欧洲核子中心从事高能物理实验研究工作。面对优越的工作和生活条件，他还是毅然决然地回到国内。“没有经费就挤家里的钱做吧，咱们一起干”。丈夫的理解和远见卓识让他们从此不仅在生活上更在科研上拴在一根绳上。就这样，这对相知相助、心心相印的夫妻翻开了中国卫星激光通信研究的序页，不知深浅地迈向了漫漫天光之路。功夫不负有心人研究开始了！没有经费，就用家里的积蓄和微薄的工资。没有设备就用从学校教学实验室报废仪器淘宝，修一修再用。初步的光发射测试验证得到了有效的数据，谭立英终于完成了毕业论文。马晶和谭立英并没有停止研究的脚步，但是随着研究不断深入，他们的境况愈发窘迫。卫星激光通信研究没有高精度的测试条件是无法进行的。1995年秋天，谭立英带着硕士论文和50袋方便面住进了北京阜新路8号航天部招待所，这一年，日本进行了卫星激光通信的搭载实验。住下后，她迫不及待的闯入原航天部办公楼，误打误撞中她闯进了一楼靠东北角的一间办公室。办公室里，一位年轻的机关领导正在办公，这位“不速之客”让他有些吃惊：“你找谁？”谭立英一时不知如何回答，“我不知道该找谁，我是哈尔滨工业大学的老师，我是研究卫星激光通信的，从1991年就开始了，我就是想到航天部来找找，看哪个部门能支持我们一下。”谭立英索性一股脑地全盘托出。这位领导(田玉龙)认真而耐心的听取了谭立英的研究情况介绍，并给予了充分的肯定和鼓励，其后向有关部门、专家呼吁，并鼓励谭立英要坚持研究下去。他们在卫星激光通信领域的概念研究引起了学校的关注，1996年，5000元的校基金解决了他们的燃眉之急，研究终于可以继续下去了。之后，国防科工局基础科研预研基金、航天基金等经费支持陆陆续续补充进来，单元技术研究取得了突破。2001年-2005年的五年间，在原国防科工委的大力支持下，哈工大卫星激光通信研究团队：完成了星地激光链路的星上光通信原理样机；研发了卫星激光通信地面动态演示验证测试系统；研制了国际上首套集成化高精度测试设备；在“十五”原理样机研制的过程中，国防科工局组织航天科技集团公司五院、哈尔滨工业大学、中科院等有关单位对卫星总体进行了充分的协调，确定了开展星地激光链路试验，要求哈工大研制的原理样机要以“海洋二号”卫星平台为背景。 茫茫太空一线穿 漫漫长路二十载，茫茫太空一线穿！披星戴月，觅便星海，马晶谭立英团队为的就是星地激光链路试验的成功。2011年10月25日清晨六点，当大多数人还没从睡梦中向来时候，马晶、谭立英和他们的团队紧张而忙碌的工作着。破晓的曙光渐渐透出云端，中国首次星地激光链路双向捕获跟踪试验正式开始。试验现场的大屏幕上，“海洋二号”卫星以时速20000多公里的速度向中国上空疾驰而来，预计将于10分钟之后进入试验区域。工作人员一边观察跟踪画面，一边不断查看相关数据。“01，试验前状态确认。02，轨道参数确认。03，岗位确认……”按照现场总指挥的指令，各岗位人员有条不紊的操作、执行。“滴”、“滴”、“滴”，卫星信号 声音打破了现场的宁静，空气中一根无形的弦顿时“绷”了起来。“海洋二号”过顶只有几分钟，必须在这短暂的时间内，卫星光信号与地面光信号准确对准，实现快速双向捕获、链接并跟踪。进入链路试验区，仅11秒，地面终端成功捕获到星上终端发出的光信号，“抓到星上光信号了！跟上了！跟上了！一直在牢牢的跟着！”谭立英在轻轻的低沉而有力的说着。试验现场顿时被掌声和欢呼声包围。这是中国卫星通信技术发展史上的一个重要里程碑。该项试验的成功，标志着中国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界发展前列。中国成为第2个成功进行卫星激光高速通信试验的国家。国际上第1次成功进行了卫星与地面直接探测高速星地激光通信试验。2012年2月21日，国防科工局系统工程一司在北京组织召开了星地激光通信试验评审会，评审专家认为，星地激光通信试验星上终端工作状态稳定，各项功能和性能满足研制总要求，星地激光通信试验实现了快速捕获、稳定跟踪和高速通信，圆满完成预定的在轨测试任务，达到国际领先水平。“莫谓星地通如许，更星间链路待接续。”这是马晶教授在自己填的词里面所说到的。虽然中国的首次星地激光链路链接试验取得成功，但是天路的铺就仅仅是织天网的序曲。“单个计算机很神奇，但是只有联起网来才能发挥更大的效应。星地激光链路链接的技术的就是为了验证卫星激光通信技术，为卫星的组网做准备，使得星地、星星之间链接起来，做到数据更加时时、准确的传输，为国计民生保驾护航！”谭立英教授在接受采访时说道。(完)
2日，我国首颗海洋动力环境监测卫星“海洋二号”在轨交付使用。 在轨运行期间，搭载在“海洋二号”上的星地激光通信终端成功进行了我国首次星地激光通信链路数据传输试验，成为我国卫星通信技术发展史上的一个重要里程碑，标志着我国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界前列。 承担国家星地激光通信链路新技术试验工程任务的，是哈尔滨工业大学的马晶、谭立英率领的科研团队。他们21年磨一剑，搭建星地“光通道”。 3日晚，记者几经周折终于见到从北京回到哈尔滨的哈工大航天学院空间光通信技术研究中心副主任谭立英，听她讲述攻克这项世界航天前沿课题的苦与乐。 一篇硕士论文 开出“并蒂莲花” 1991年，正在哈工大攻读硕士研究生的谭立英需要准备硕士论文选题，在北京图书馆查阅资料文献时，一篇关于卫星激光通信技术的外国文献走进了她的视野。 用光来实现大容量的空间通信，这在当时的中国绝对是个崭新的研究领域。在如饥似渴地通读了全篇论文之后，谭立英的脑海突然闪现出这样一个坚定念头，“中国需要卫星激光通信，我要做卫星激光通信。”谭立英说：“美国人已经研究了30年，欧空局研究了20年，日本也有10年的研究历史。这想法虽一闪而过，但我毅然决然地定下了自己的硕士论文选题。” 这注定是一条崎岖艰难的研究之路，谭立英这一走就走了21年。卫星激光通信的基本原理是什么？关键技术有哪些？有其局限性和不足吧？说成是“一片空白”一点不为过。让谭立英感到庆幸的是，在这条艰苦的科研路上有她的丈夫马晶相陪。马晶曾在世界上最大型的粒子物理学实验室——欧洲核子中心作访问学者。 1991年10月，马晶、谭立英决定携手向一条人迹罕至的科研道路迈进。这篇硕士论文开启了我国研究卫星激光通信技术的大门，之后它就像是一颗种子，从概念研究到工程研究，犹如一朵并蒂莲花。谭立英告诉记者，做研究是要有投入的，没有资金，就先用自己的积蓄，没有仪器，就把废旧设备“二次利用”。从1991年到1995年，谭立英夫妇终于理清了卫星激光通信的基本原理，并初步解决了一些关键技术。他们又相继克服了资金、技术等一系列难题，在国家多个部门和哈工大的支持下，继续着科研。 2000年，课题组承担的卫星光通信技术预研项目在北京通过了由专家委员会主持的成果鉴定。专家认为，课题组研制了国内首套综合功能完善的激光星间链路模拟实验系统，该系统可模拟卫星间激光链路瞄准、捕获、跟踪、通信及其性能指标的测试。2001年，他们又开始了卫星激光通信技术的工程化研究，2005年11月末，民用航天背景型号预研项目在验收时得到了评审专家组的一致好评。专家们又提出了更高的要求——向工程化空间实践阶段进军。 2007年1月，“海洋二号”卫星工程获得国家的立项批复。马晶、谭立英课题组就是要利用“海洋二号”卫星进行星地激光链路试验，以激光为信息载体，实现星——地、地——星双向激光通信。试验将对星地激光链路的瞄准、捕获、跟踪策略进行检验，对捕获概率、捕获时间等重要技术指标进行验证，对星地激光链路的信道特点、通信质量、影响因素等做出系统评价，为我国卫星光通信技术应用奠定基础。 难关攻克 奏响“天地一体化”网络序曲 谈及这次星地激光通信链路试验的成功，谭立英说：“试验结果超出了我们的想象。”“海洋二号”卫星距离光通信地面站的最大距离近2000公里，以每秒7.8公里的速度运行，“你连一、二、三还没数完，我们的终端设备就已经准确捕获光信号，开始向地面传输数据了。”谭立英告诉记者。 谭立英用“超精、超快、超稳”来形容这次星地激光通信链路试验。这次试验从立项研究到工程实现只用了4年时间。虽然研究起步较晚，我国却成功打破了美、欧、日在卫星激光通信方面的技术垄断，在航天高速信息传输这一高技术尖端领域走在了世界前列。 谭立英用“上千公里的针尖对麦芒，而且两者都还在动”的比喻来说明该项技术的难度之大，只有处于动态的发送终端与同样处于动态的接收终端相互找到，并且稳定跟踪，相互紧紧锁住，在两者之间建立点对点通信通道，才能准确传输信息。 谭立英说，为了攻克难关，课题组研究人员经常通宵达旦进行工作，累得“体无完肤”。他们的婚假一般我只给3天，第一天回去，第二天结婚，第三天再回来做研究。就是凭着坚毅的劲头，课题组啃下了这块硬骨头。 采访结束时，谭立英笑着说：“这仅仅是‘天地一体化’网络中的序曲，之后我们还要研究更高容量的数据传输技术。”
看了半天，不懂如何解决云层，雨天之类干扰。 可以在地面设多个接收站，并不是每个接收站上边都有云雨。估计以后会有中继卫星，卫星组网通讯。 换行换行。。。。这排版问题都没有自觉性啊 http://news.hit.edu.cn/uploadfiles/2010/12-31/20101231193413.jpg
自己掏钱搞激光卫星通讯的谭立英 祝贺！ 关注后续 这个东东加大功率是不是就成超长竹竿了，可以把别家的卫星给捅下来{:4_268:} 如果地面、卫星、战斗机甚至导弹之间组成激光通讯网呢？ 这玩意弄好了确实高效。 感觉做事真不容易，自己出钱搞科研，一开始还被导师泼冷水。
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