空间激光通信以其抗干扰能力强、建链速度快、传输速率高、体积功耗小等特性,逐渐成为一种在无GPS或者强电磁干扰场景下,有效解决远距离数据通信与导航定位的手段。设计通过发射扫描光束构建具有导航信息的光场,利用激光扫描方式形成激光光场对特定区域进行覆盖,实现射频静默环境下的快速导航;基于光场机理创新提出空间四象限主动激光导航技术,实现***量级精准定位;同时依托激光调制实现导航覆盖范围内运动载体的实时信息传递。使得无人机、飞机等运动平台主动获得导航位置信息,实现航空自主导航(PNT)的目的。
空间定位与导航技术是现代航空领域核心技术之一,能够准确快速的定位两个运动物体之间的位置和姿态等信息。设计通过激光扫描光场构建一种新型空间定位系统,发射扫描光束构建具有导航信息的光场,使得飞机、无人机等高速运动平台快速获得相对的位置信息。
1)针对大气湍流信道、射频静默等复杂环境,本文创新性的提出利用快速反射镜和激光束形成激光光场,利用接收高斯光束能量的差异,并结合激光测距,实现定位精度高、保密性好、体积小、抗干扰能力强、能够兼顾数据传输的全光导航定位系统。
2)针对激光发射束散角度较小初始对准困难的问题,本文创新性的提出利用扫描振镜控制激光束进行20°×10°的远距离大范围扫描,建立扫描光场,实现大立体角度空间区域覆盖,实现低精度的测角测距。
3)针对飞行器近距离导航时高精度距离角度的需求,本文创新性的提出在近距模式下,控制激光束进行空间四象限定位,其测角精度达到***~***,实现高精度的测角测距。
1、项目负责人:王潼、长春理工大学、空间光电技术研究所
(1)项目经历① 装发“XXX动态激光通信系统”
针对水下环境中大容量信息的交互需要,面向当前水下光通信链路建立技术难点瓶颈需求,开展基于全光捕获的水下激光通信系统应用研究。作为项目第二负责人,开展水下动态激光通信系统的研制,以及水下全光捕获算法的研究。
② 国家自然科学基金“面向空间平台的多节点间同时激光高速信息传输系统”作为项目核心成员参与开展一点对多点外场激光通信实验,积累了鲁朗4000m高海拔地区激光通信的大气湍流闪烁数据,以及大气湍流闪烁对抗方法。
③ 艇载激光通信研究基础
作为项目核心成员参与深圳鹏程实验室主办的“海洋立体通信网络示范验证平台”项目,成果实现远距离、高速率的5G基站空中动态组网试验。部分研究成果发表于Applied Optics期刊,2022, 61(01)和IEEE Photonics Journal,2021, 13(5)中。
(2)主要代表作以第一作者发表学术论文6篇,其中SCI检索4篇,EI检索2篇。申请国家发明专利2项。
评价单位:“科创中国”航空制造产业科技服务团 (中国航空学会)
评价时间:2023-11-27
综合评价
创意完成度高,但应用范围略窄,建议针对导航定位的响应速度进行分析,进一步突出作品方案的优势。
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