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摘要：为了满足人们对信息容量逐渐增长的需求，激光通信技术应运而生，有着较大的发展潜力。文章主要围绕星间激光通信系统与星间链路探究、星间激光通信捕获技术探究两个方面展开讨论，详细分析了星间激光通信技术相关技术，通过对系统捕获方案及捕获方式进行分析，可得到最佳的选择结果，进一步实现星间激光通信技术的有效应用。
关键词：星间激光通信；ATP子系统；捕获技术
在航天航空技术快速发展背景下，激光通信技术应用范围更加广泛。在民用经济与国防上，空间占有具有重要意义，不同空间站、人造卫星、行星探测器等被不断研发并发射。在各终端处建立通信链路，可实现建立空间网络的目的。因此，相关研究人员认为空间激光链路的探究和构建是必然趋势，对这一领域的研究有较大的市场潜力和价值。
1星间激光通信系统与星间链路探究
1.1星间激光通信系统
空间激光通信系统按照功能划分，主要包括通信、ATP等子系统。各子系统由相关功能模块组成，可完成不同任务，并在各子系统协调交互基础上，促进整个系统的可靠运转。通信子系统作为激光终端的核心，可对通信信号进行处理、调制和发射等。通信发射模块主要用作发射性能达标的光束，实现信号的产生、放大及发射等，相应的结构组成包括激光发射器、放大器和驱动器等；信息处理单元主要功能为对经过探测器的信号进行放大、滤波、编码、译码等，相关结构有解调器、译码器等。
1.2 ATP子系统
ATP子系统在空间通信链路建立上有重要作用，该系统核心为自动控制单元，是一个集合光、机、电的复杂系统，主要功能包括信标光捕获、维持等。ATP子系统组成包含控制器、跟踪结构、瞄准机构和光学电天线等，各部件协调运作，共同完成通信链路的建立和维持。从功能角度出发，ATP子系统指标包括通信指标、性能指标和链路建立指标等。其中通信指标包含通信距离、误码率；终端性能指标有重量、体积等；链路建立指标含有跟踪精度和建立时间等。对于激光通信系统来讲，高低链路卫星间距离变化范围在31000～70000km，考虑到卫星位置分布、轨道参数、通信距离等因素，在这类卫星问建立通信链路时，要求系统作用范围在10000～70000km。为了维持网络可靠性，需要快速完成链路建立，并且为进一步满足星间通信效率要求，将数据传输效率设计为不小于10Mbps。另外，考虑到追踪精度，为保证星间信息传输质量，应提高链路稳定性，以便确保通信数据的准确性。
1.3星间激光链路建立与工作原理
激光通信系统包括两个终端，在链路建立过程中，需要由扫描端进行发射信标光的扫描，由凝视端对扫描端进行凝视。星上计算机将结合导航卫星计算出各终端初始指向，进一步产生引导数据，并将其输入到激光终端。根据卫星平台相关信息，终端系统计算得到光学视轴的指向情况，通过调节俯仰角和方位角，使得终端初始对准。在初始调节完成后，探测器将处于工作状态，激光链路进入信息捕获状态。
2星间激光通信捕获技术探究
在通信系统中，信息捕获技术是星间建立通信链路的关键，其功能为在不同终端间建立通信链路，还可及时恢复中断链路。信息捕获过程指的是不断调节终端视轴指向，最终在各终端间实现闭合光路。受到客观环境的影响，星间通信时间有限，因此，在进行星间通信技术研究时，应重点考虑在有限时间内传输大量信息，这时需要充分利用捕获技术。在信息捕获过程中，捕获方案和方法的选择及捕获时间和链路建立效率有紧密联系。在捕获方案方面，通常选择的捕获方案包括以下几种：第一，将星体看作信标参考依据，根据其提供的信息进行捕获。这一方案不以激光光束为引导，主要是通过选择某一星体作为参考依据，进一步建立通信链路。其核心原理为利用某星体相关信息作为参考，构建数学模型，计算出激光通信终端位置等参数，进而确定终端视轴指向；第二，在信标光与星敏感器相结合情况下，进行信息捕获。其中星敏感器可根据其他星体位置信息来计算终端位置。参照星敏感器位置信息，使得信标光朝向目标终端，进而实现捕获。在星敏感器作用下，能极大程度提高通信终端的指向精度，省略了扫描步骤，因此捕獲时间较短。在实际进行通信链路建立时，需要根据星间通信需求，选择适当的捕获技术。
在捕获方式方面，一般情况下，激光通信终端分别为探测端和发射端，这两个终端互相配合，共同进行双端捕获。在信息捕获中，发射端发出的激光光束将覆盖在整个不确定区，并要求探测端能检测到激光光束。对于不同用途的通信系统，捕获方式包括以下几种：首先，激光通信终端都处于凝视状态的捕获方式，指的是探测端和发射端在对准后便处于静止状态，使接收端尽快检测发射端信号；其次，激光通信终端都处于扫描状态的捕获方式，指的是探测端和发射端在对准后同时进行扫描；最后，通信系统两端初始对准后，探测端接收区域大于不确定区，而发射端光束覆盖区域小于不确定区。这一捕获方式具有可操作强的优势，在激光通信链路建立上有重要应用。
3结论
综上所述，星间激光通信技术是针对数据信息收集和分析而逐渐出现的一项技术，具有一定应用价值和发展潜力。从当今战略需求和发展趋势角度出发，星间激光通信技术将逐渐成为航空领域的重点研究内容之一，同时是各国空间重点关注领域，对国家国防和经济有重要意义。
关键词：星间激光通信；ATP子系统；捕获技术
在航天航空技术快速发展背景下，激光通信技术应用范围更加广泛。在民用经济与国防上，空间占有具有重要意义，不同空间站、人造卫星、行星探测器等被不断研发并发射。在各终端处建立通信链路，可实现建立空间网络的目的。因此，相关研究人员认为空间激光链路的探究和构建是必然趋势，对这一领域的研究有较大的市场潜力和价值。
1星间激光通信系统与星间链路探究
1.1星间激光通信系统
空间激光通信系统按照功能划分，主要包括通信、ATP等子系统。各子系统由相关功能模块组成，可完成不同任务，并在各子系统协调交互基础上，促进整个系统的可靠运转。通信子系统作为激光终端的核心，可对通信信号进行处理、调制和发射等。通信发射模块主要用作发射性能达标的光束，实现信号的产生、放大及发射等，相应的结构组成包括激光发射器、放大器和驱动器等；信息处理单元主要功能为对经过探测器的信号进行放大、滤波、编码、译码等，相关结构有解调器、译码器等。
1.2 ATP子系统
ATP子系统在空间通信链路建立上有重要作用，该系统核心为自动控制单元，是一个集合光、机、电的复杂系统，主要功能包括信标光捕获、维持等。ATP子系统组成包含控制器、跟踪结构、瞄准机构和光学电天线等，各部件协调运作，共同完成通信链路的建立和维持。从功能角度出发，ATP子系统指标包括通信指标、性能指标和链路建立指标等。其中通信指标包含通信距离、误码率；终端性能指标有重量、体积等；链路建立指标含有跟踪精度和建立时间等。对于激光通信系统来讲，高低链路卫星间距离变化范围在31000～70000km，考虑到卫星位置分布、轨道参数、通信距离等因素，在这类卫星问建立通信链路时，要求系统作用范围在10000～70000km。为了维持网络可靠性，需要快速完成链路建立，并且为进一步满足星间通信效率要求，将数据传输效率设计为不小于10Mbps。另外，考虑到追踪精度，为保证星间信息传输质量，应提高链路稳定性，以便确保通信数据的准确性。
1.3星间激光链路建立与工作原理
激光通信系统包括两个终端，在链路建立过程中，需要由扫描端进行发射信标光的扫描，由凝视端对扫描端进行凝视。星上计算机将结合导航卫星计算出各终端初始指向，进一步产生引导数据，并将其输入到激光终端。根据卫星平台相关信息，终端系统计算得到光学视轴的指向情况，通过调节俯仰角和方位角，使得终端初始对准。在初始调节完成后，探测器将处于工作状态，激光链路进入信息捕获状态。
2星间激光通信捕获技术探究
在通信系统中，信息捕获技术是星间建立通信链路的关键，其功能为在不同终端间建立通信链路，还可及时恢复中断链路。信息捕获过程指的是不断调节终端视轴指向，最终在各终端间实现闭合光路。受到客观环境的影响，星间通信时间有限，因此，在进行星间通信技术研究时，应重点考虑在有限时间内传输大量信息，这时需要充分利用捕获技术。在信息捕获过程中，捕获方案和方法的选择及捕获时间和链路建立效率有紧密联系。在捕获方案方面，通常选择的捕获方案包括以下几种：第一，将星体看作信标参考依据，根据其提供的信息进行捕获。这一方案不以激光光束为引导，主要是通过选择某一星体作为参考依据，进一步建立通信链路。其核心原理为利用某星体相关信息作为参考，构建数学模型，计算出激光通信终端位置等参数，进而确定终端视轴指向；第二，在信标光与星敏感器相结合情况下，进行信息捕获。其中星敏感器可根据其他星体位置信息来计算终端位置。参照星敏感器位置信息，使得信标光朝向目标终端，进而实现捕获。在星敏感器作用下，能极大程度提高通信终端的指向精度，省略了扫描步骤，因此捕獲时间较短。在实际进行通信链路建立时，需要根据星间通信需求，选择适当的捕获技术。
在捕获方式方面，一般情况下，激光通信终端分别为探测端和发射端，这两个终端互相配合，共同进行双端捕获。在信息捕获中，发射端发出的激光光束将覆盖在整个不确定区，并要求探测端能检测到激光光束。对于不同用途的通信系统，捕获方式包括以下几种：首先，激光通信终端都处于凝视状态的捕获方式，指的是探测端和发射端在对准后便处于静止状态，使接收端尽快检测发射端信号；其次，激光通信终端都处于扫描状态的捕获方式，指的是探测端和发射端在对准后同时进行扫描；最后，通信系统两端初始对准后，探测端接收区域大于不确定区，而发射端光束覆盖区域小于不确定区。这一捕获方式具有可操作强的优势，在激光通信链路建立上有重要应用。
3结论
综上所述，星间激光通信技术是针对数据信息收集和分析而逐渐出现的一项技术，具有一定应用价值和发展潜力。从当今战略需求和发展趋势角度出发，星间激光通信技术将逐渐成为航空领域的重点研究内容之一，同时是各国空间重点关注领域，对国家国防和经济有重要意义。