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激光通信中继演示(LCRD)进展及通向光中继器之路

发布时间: 2017-09-10 10:18:22   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  美国宇航局(NAS)正在提升其通信性能,计划将光中继器纳入到下一代通信导航架构之中。空间激光雷达系统有极大的潜力成为大气研究领域的强有力工具。继成功完成LLCD项目之后,NASA计划于2019年发起一个新的激光通信中继演示(LCRD)项目。LCRD项目将在环境中至少进行为期两年的光通信服务。LCRD任务与以往任务相比有几个显著不同,本文将简要介绍LCRD任务的主要变化以及在未来空间中继系统中所扮演角色。 

  LCRD任务的一大变化是飞行器的变化。LCRD任务与SSL卫星紧密合作。这一改变能够有效确保LCRD任务在传输关键数据是的可靠性,并未其他改变奠定基础。LCRD任务架构如图6所示: 

  

  图6  LCRD任务架构示意图

  在初始设计中,LCRD基线仅包含两个光学空间终端和两个地面基站:一个基站作为用户,另一个基站接收光干线。尽管这种设计在理想情况下能够允许光干线在用户与中继器之间传输时携带同样的传输带宽,但遇到云层干扰时,可能会造成传输终端。为克服这一困难,在LCRD架构中增加了一个新的超宽带RF干线,使其与主干线相互补足。这一RF干线使得LCRD在传输关键数据时有效避免云层干扰,确保传输质量。 

  

  图7  RF干线确保关键数据在云层间传输

  STPSat-6卫星操作中心位于WSC,RF和有效载荷操作系统亦坐落于此,这样不仅能够节约开支,并且使NASA能够有效洞悉航天器操作及光中继器的性能。LCRD的另一个显著变化是光学地面基站(OGS-2)的位置选择。LCRD的主要目标是在GEO航天器上演示先进的光中继能力。LCRD利用空间转换单元连接两个光学终端及高速RF地面基站,能够有效确保光中继的多样性。作为光中继器,LCRD将在地面基站与高速RF基站建立可靠连接,确保数据高速稳定传输。NASA担忧,当遇到云层干扰使得两个地面光学基站不能同时工作时,光中继器将无法正常工作。基于这个考虑,OGS-2的地面基站的位置将与OGS-1分开重新选址。通过比较,最终选定Hawaii作为OGS-2的新址。 

  LCRD实验为未来光中继系统的性能指标和操作模式提供了要求,为NASA研发下一代光中继系统提供了有力的实验数据。LCRD于2016年12月成功完成了关键设计,并计划于2019年发射。 

  自若编译自: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170002019.pdf 

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