衛(wèi)星與無人機(jī)之間的光學(xué)通信

????????警用裝備網(wǎng)訊：?水災(zāi)等自然災(zāi)害導(dǎo)致地面通信中斷的情況下，衛(wèi)星通信是唯一有效且及時的通信手段。此外，衛(wèi)星通信技術(shù)還多用于軍事領(lǐng)域，因?yàn)檐婈?duì)作戰(zhàn)的地方多沒有地面基站覆蓋。

　　而對于無人機(jī)來說，SDR技術(shù)（Software Defined Radio,即軟件無線電）能讓無人機(jī)通信距離遠(yuǎn)至7公里。隨著5G技術(shù)的成熟和普及,地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更是可以將通信距離擴(kuò)展到基站覆蓋之處。但是，某些特殊作業(yè)場景，軍用無人機(jī)應(yīng)用場景下更多的是無人區(qū)，因?yàn)闂l件差，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，而又需要使用無人機(jī)巡檢，遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)或物品，衛(wèi)星通信是無可取代的，特別是某些意外發(fā)生后，衛(wèi)星通信能有效的保障通信，并將事故位置發(fā)回指揮中心，達(dá)到減少損失的作用。

　　美國無人機(jī)很多，例如“捕食者-B”，MQ-9B“天空衛(wèi)士”等大型無人機(jī)大量使用衛(wèi)星鏈路。這些重達(dá)5.6噸的無人機(jī)的傳感器更多，攝像機(jī)的分辨率越來越高。要把所有這些高分辨率視頻傳回?zé)o人機(jī)指揮艙，需要大量的帶寬以滿足數(shù)據(jù)傳輸需求，這超過了衛(wèi)星系統(tǒng)的處理能力。因此，近年來美國積極尋找能夠處理高帶寬和低延遲數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ判l(wèi)星，以便獲得最佳性能。

　　美國航天新聞網(wǎng)站2021年6月2日報(bào)道，美國通用原子公司為美國防部太空發(fā)展局研發(fā)兩顆立方體衛(wèi)星，將用于演示衛(wèi)星之間、衛(wèi)星與軍用無人機(jī)之間的光學(xué)通信。

　　兩顆衛(wèi)星將于6月內(nèi)，搭乘太空探索技術(shù)公司“獵鷹”-9號火箭飛往太陽同步軌道。每顆立方體衛(wèi)星都具有一個C波段雙波長光學(xué)通信終端和一個紅外有效載荷，將嘗試與MQ-9無人機(jī)（在不同高度飛行）的光學(xué)終端進(jìn)行通信。

　　在為期兩周的演示過程中，將評估數(shù)據(jù)傳輸率、信息差錯率、數(shù)據(jù)采集時間等，測試無人機(jī)的光學(xué)終端在機(jī)動過程中能否始終接收指示并持續(xù)采集、傳輸數(shù)據(jù)。

　　該演示驗(yàn)證是使用光學(xué)通信，直接向武器和作戰(zhàn)人員提供低延遲、安全數(shù)據(jù)的第一步，未來有望實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與其他軍事平臺之間的無縫連接。

　　美國空軍曾在2014年進(jìn)行了RQ-4“全球鷹”無人機(jī)系統(tǒng)完成了一系列地面和空中演示驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證利用附加的衛(wèi)星通信（SATCOM）鏈路提高自適應(yīng)性，以改善其任務(wù)數(shù)據(jù)傳輸能力。驗(yàn)證試驗(yàn)地點(diǎn)被選在了位于加州的Beale空軍基地。此次試驗(yàn)驗(yàn)證了在不改動RQ-4“全球鷹”無人機(jī)硬件、軟件或載荷的情況下，與不同衛(wèi)星通信架構(gòu)的兼容性。

　　截止到2019年，美國共發(fā)射了10顆WGS（寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)）通信衛(wèi)星。WGS是一顆6噸重的衛(wèi)星，流量處理能力為3.6千兆比特。預(yù)計(jì)第11顆WGS通信衛(wèi)星將在2023年發(fā)射。最初美國國防部希望建造6個WGS衛(wèi)星，每個成本約為2.2億美元。WGS的吞吐量是DSCS III通信衛(wèi)星的十倍（3.6千兆），第一顆在軌的WGS衛(wèi)星就將美國國防部衛(wèi)星系統(tǒng)的傳輸能力提高了一倍多。除了WGS通信衛(wèi)星外，美軍還計(jì)劃發(fā)射新的ESS（進(jìn)化型戰(zhàn)略衛(wèi)星通信）。

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