衛(wèi)星與無人機之間的光學通信

????????警用裝備網訊：?水災等自然災害導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)星通信技術還多用于軍事領域，因為軍隊作戰(zhàn)的地方多沒有地面基站覆蓋。

　　而對于無人機來說，SDR技術（Software Defined Radio,即軟件無線電）能讓無人機通信距離遠至7公里。隨著5G技術的成熟和普及,地面蜂窩網絡技術更是可以將通信距離擴展到基站覆蓋之處。但是，某些特殊作業(yè)場景，軍用無人機應用場景下更多的是無人區(qū)，因為條件差，基礎設施薄弱，而又需要使用無人機巡檢，遠距離傳輸數(shù)據或物品，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，達到減少損失的作用。

　　美國無人機很多，例如“捕食者-B”，MQ-9B“天空衛(wèi)士”等大型無人機大量使用衛(wèi)星鏈路。這些重達5.6噸的無人機的傳感器更多，攝像機的分辨率越來越高。要把所有這些高分辨率視頻傳回無人機指揮艙，需要大量的帶寬以滿足數(shù)據傳輸需求，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)據傳輸?shù)耐ㄐ判l(wèi)星，以便獲得最佳性能。

　　美國航天新聞網站2021年6月2日報道，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)星與軍用無人機之間的光學通信。

　　兩顆衛(wèi)星將于6月內，搭乘太空探索技術公司“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波段雙波長光學通信終端和一個紅外有效載荷，將嘗試與MQ-9無人機（在不同高度飛行）的光學終端進行通信。

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

　　該演示驗證是使用光學通信，直接向武器和作戰(zhàn)人員提供低延遲、安全數(shù)據的第一步，未來有望實現(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年進行了RQ-4“全球鷹”無人機系統(tǒng)完成了一系列地面和空中演示驗證試驗，驗證利用附加的衛(wèi)星通信（SATCOM）鏈路提高自適應性，以改善其任務數(shù)據傳輸能力。驗證試驗地點被選在了位于加州的Beale空軍基地。此次試驗驗證了在不改動RQ-4“全球鷹”無人機硬件、軟件或載荷的情況下，與不同衛(wèi)星通信架構的兼容性。

　　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。預計第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，美軍還計劃發(fā)射新的ESS（進化型戰(zhàn)略衛(wèi)星通信）。

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