美国太空军将在 GPS 卫星上测试激光通信!

不过,针对这一次任务,其实美国已经延期不少了,并且在全球范围之中,还有比美国更快建立激光通信的计划,那就是中国。

美国在自家的GPS上干,而中国是在北斗系统上干,可以说,中国已经至少领先美国3年了,为什么这样说?下面就详细看看,先说明一下美国GPS,北斗等问题。

全球四大系统,北斗与美国GPS争锋

的确,在全球范围之中,有公认的四大卫星系统,分别为北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO。

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而在这4大系统之中,就是北斗与美国GPS争锋,因为实力比较匹配,虽然说美国是属于老牌系统了,但其实力是没有任何争议的,能够在全球范围之中占据一定市场,这就足以说明了。

而后起之秀,中国北斗也是毫不逊色,可以说在部分情况之下,已经完全超过了美国GPS的实力。

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根据北斗三号系统卫星系统总设计师林宝军公开指出,“而立”之年的北斗系统已经超额完成目标,甚至从性能上已经超越了GPS。

所以,中国的北斗并不比美国GPS差了,有多强呢?根据我国披露的数据显示,其单独的定位导航授时服务。

通过30颗卫星,免费向全球用户提供服务,全球范围水平定位精度优于9米、垂直定位精度优于10米,测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒。

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所以,中国北斗已经是非常完美了,而且值得注意的是,我国也在筹备下一代北斗了,计划2025年完成下一代北斗系统关键技术攻关。

2027年左右发射3颗先导试验卫星,开展下一代新技术体制试验,2029年左右开始发射下一代北斗系统组网卫星,2035年完成下一代北斗系统建设,在完成之后,我国北斗必然也会更加强大。

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其次就是,我国除了地球开展北斗建设之外,月球版北斗计划也在执行。

所以,我国是在利用北斗建设一个“太空网络”,这是值得高兴的事情,也期待能够早点完成。

然而,在建立北斗系统之下,我们不进行比较,其实美国针对中国的北斗发展,也表示担忧,因为中国北斗在不断增强,甚至更强的超过美国GPS,这让美国心有所担心。

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所以,这一次的美国太空军将在 GPS 卫星上测试激光通信,也是美国走出了新路子,然而,这计划又是一个跟不上变化的项目。

美国将在GPS测试激光通信,但依然存在问题

其实针对这个项目,美国一直在寻求做,但始终没有按照计划来执行,早在2023 年 2 月的时候,美国进行激光测试的GPS III SV-10 卫星,就已经完全组装完成了。

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结果一直处于储存状态,等待发射授权,这说明什么?

这个项目其实还不算稳定,一直放在那里,未来不排除延期的可能性。而且依照计划来讲,将是在2025年进行任务发射,具体的精确时间点,还没有说明,这一次也没有披露。

而对于GPS III SV-10 卫星来说,按照此前计划,是一套激光反射器阵列 (LRA) 将被安装在两颗名为 SV9 和 SV10 的 GPS III 卫星上,然后进行相关性的测试。

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而为了进行演示,该终端将从中地球轨道——距地球约12000英里(19312千米),向地面站传输数据,那到底如何测试呢?

其实这就是类似于激光测距,它依赖于小型激光脉冲来检测物体之间的距离,来自地面站的激光脉冲被引导到配备 LRA 的轨道卫星,然后这些 LRA 将光束反射回原始光源。

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因此,可以利用激光光从地面传播到卫星再返回所需的时间来计算卫星和地面之间的距离,来自洛克希德·马丁航天公司导航系统副总裁 Malik Musawwir 表示:“这次演示代表着 GPS 基础设施现代化的关键一步,该举措是在今年早些时候的设计审查中提出的,将为下一代 GPS IIIF 星座的未来升级提供信息。

所以,这一次测试任务,将是美国下一代GPS升级的关键。

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不过话说回来,GPS 系统最初是为军事用途而开发的,如今已成为从导航到金融交易等民用应用的一部分,它依赖于射频通信。

美国进行升级,基于激光的通信可以显著提高数据传输速度和安全性,这也算是可以理解。

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然而,还是那句话,能不能按照计划执行,这还是未知数,并且中国北斗的激光测试已经远超美国了。

中国至少领先美国3年,为什么这样说?

的确,我国也进行了这方面的测试,并且直接完成了。

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早在2018年的时候,航天五院西安分院空间数据传输与处理研究所所长张建华就介绍过,我国北斗三号第十八、十九颗卫星就首次配置了星间激光载荷,开展空间激光通信与测距试验。

而在此前,大多数卫星的通信载体都是微波,而激光的信息传输量是微波的几十倍甚至几百倍。

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过后,在2021年,它又出现了新消息,那就是长春光机所为北斗全球系统研制的大型激光通信标校设备完成星地高速下行激光通信试验。

并且该设备已成功完成对高轨和中轨星载终端的各项试验内容,实现了信标和信号的双向跟踪、自适应校正及光纤耦合、上行和下行通信和星载端机参数的标校。

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看到没?这都2024年了,按照这个完成的情况来看,中国至少领先美国3年,这是有依据可以查询的。

而美国还在安排测试,能不能稳定执行,都是未知数,这就是差距,这也不是吹。

同时项目组积累了丰富的激光通信地面设备设计和实践经验,为先进激光通信标校设备研制及相关关键技术的研究奠定了坚实的基础。

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而且在该任务之下,港媒当年也说过了,那就是“中国北斗与美国宇航局就太空激光通信展开竞赛”。

而这一项在太空创建激光网络以实现高速链路技术,可能将数据传输到几乎任何地点的速度比无线电信号快100万倍。

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而外媒也指出了,北斗进行激光通信实验,领先美国——可以提高卫星导航精度等等,所以,中国在这方面其实已经领先美国,这是不可否认的事实。

但话说回来,那就是未来一旦实现这一项技术,美国其实也提到了,那就是导航上的军用价值也在出现,必然先掌握技术,肯定又是一次“太空战略”价值。

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而且这些年大家也看到了,其实太空战的风险已经在不断提升,世界各国都在增加太空技术,这一点就是“风向标”了,所以,中国在这一次的任务上领先美国,是非常不错的。

当然,后续如何在卫星上继续开展大规模的激光通信,这也是关键点,或许北斗的下一代,我国可能就会全面进入激光通信时代吧,毕竟已经看到了技术的呈现,具体以官方为准。

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我这里就是说一说,看一看,听上去这一项技术很高大上,但具体情况,也不太了解。

我国也只是对宣布过技术完整性的执行过,而美国还在后面追赶,能不能成功,这的确也是未知数,反正我国自己掌握就行,这就是关键。