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我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的激光通信地面站建成

2024-09-18

  9月15日,中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院自主研制成功的500毫米口徑激光通信地面系統(tǒng)在帕米爾高原完成部署,標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的星地激光通信地面站正式建成,并進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)行階段。

我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的激光通信地面站建成(圖1)

  星地激光通信以激光為載體,可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面之間的高速信息傳輸,信息傳輸速率最高可達(dá)微波通信的近千倍。該站的建成打通了星地激光通信全鏈條業(yè)務(wù)流程,將進(jìn)一步推進(jìn)星地激光通信的工程化應(yīng)用,改變我國(guó)目前衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收僅靠微波地面站的現(xiàn)狀。

  隨著我國(guó)航天技術(shù)的快速提升,衛(wèi)星技術(shù)呈現(xiàn)變革性發(fā)展的態(tài)勢(shì),衛(wèi)星探測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)增長(zhǎng),海量數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)下傳的問(wèn)題日益突出,該問(wèn)題嚴(yán)重制約了我國(guó)太空資源的高效利用。但是,僅依靠設(shè)施規(guī)模擴(kuò)充和局部技術(shù)指標(biāo)提升已無(wú)法滿足未來(lái)星地高速通信的需求,迫切需要顛覆性創(chuàng)新技術(shù)體制以徹底解決星地通信速率瓶頸問(wèn)題。

  中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院高級(jí)工程師李亞林介紹,區(qū)別于傳統(tǒng)的微波通信,星地激光通信的優(yōu)勢(shì)在于可用頻譜資源極其豐富、帶寬可達(dá)數(shù)太赫茲(THz),相較于微波通信提高了十倍到近千倍。如果將頻段比作道路,那么微波X頻段是單車道,微波Ka頻段是四車道,而激光可容納成百甚至上千車道。此外,激光通信系統(tǒng)重量輕、體積小、功耗低、保密性強(qiáng),能夠滿足星地海量數(shù)據(jù)傳輸需求。

我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的激光通信地面站建成(圖2)

  但是,星地激光通信存在易受多云、雨雪等天氣和大氣湍流影響的問(wèn)題,合理的站址選擇能在很大程度上降低復(fù)雜非穩(wěn)態(tài)大氣信道導(dǎo)致的光束質(zhì)量惡化,提高星地激光通信的性能和可用度。從我國(guó)大陸地理地形分布角度考慮,位于第一階梯的帕米爾高原地區(qū)具有平均海拔高、氣候干燥等特點(diǎn),是極優(yōu)良的站址地點(diǎn)。

  激光通信地面站所在的帕米爾高原慕士塔格峰區(qū)域大氣條件好,視寧度優(yōu),可媲美世界一流光學(xué)站址,且氣候干燥少雨,全年均可開展星地激光通信任務(wù),為星地激光通信的業(yè)務(wù)化運(yùn)行提供了優(yōu)良的條件。

  自2019年以來(lái),空天院在自然條件惡劣的帕米爾高原建設(shè)完成了星地激光通信地面站,包括位于海拔約4800米的科研區(qū)和位于海拔3300米的保障區(qū),激光通信地面系統(tǒng)部署在科研區(qū),運(yùn)維人員工作在保障區(qū),未來(lái)將通過(guò)遠(yuǎn)程操作方式實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠的業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的激光通信地面站建成(圖3)

  中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院高級(jí)工程師、中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站喀什站站長(zhǎng)王建平介紹說(shuō),高海拔無(wú)人區(qū)站點(diǎn)的建設(shè)和運(yùn)維非常不易,前期整個(gè)團(tuán)隊(duì)在帕米爾高原上累計(jì)行程達(dá)30萬(wàn)公里,進(jìn)行選址、測(cè)量、論證、建設(shè)等工作;這里無(wú)人區(qū)無(wú)路無(wú)水無(wú)電,容易出現(xiàn)缺氧高原反應(yīng),還會(huì)有極端惡劣氣候,但是面對(duì)這些困難,我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)扎根邊疆、團(tuán)結(jié)協(xié)作共同完成了這項(xiàng)艱巨任務(wù)。

  項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)先后突破了大氣信道預(yù)測(cè)及任務(wù)規(guī)劃調(diào)度、激光信號(hào)的快速捕獲建鏈和自適應(yīng)光學(xué)校正、復(fù)雜大氣條件下的無(wú)誤碼傳輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了夜間星地激光通信的常態(tài)化運(yùn)行。近期,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又攻克了白天強(qiáng)大氣湍流、強(qiáng)背景光下的可靠星地激光通信難題,首次成功完成了白天星地激光通信業(yè)務(wù)化運(yùn)行試驗(yàn)。該項(xiàng)工作將星地激光通信的可用時(shí)段提高了近一倍,進(jìn)一步支撐了星地激光通信地面站的業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

  此外,星地激光通信地面站的建成與喀什地區(qū)和塔縣地方政府的大力支持密不可分。無(wú)論是站點(diǎn)征地、工程施工,還是路、電、網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施條件、人員生活保障,都是在地方政府的幫助下得以有效解決,充分體現(xiàn)了地方政府對(duì)于科技創(chuàng)新和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重視與支持。

我國(guó)首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的激光通信地面站建成(圖4)

  目前,歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家正加速發(fā)展星地激光通信技術(shù),布局建設(shè)星地高速激光通信網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)星地激光通信的發(fā)展也非常迅速,各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)均已突破,正在開展工程化試驗(yàn)試用,以支撐后續(xù)的規(guī)?;M網(wǎng)應(yīng)用。

  中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究員、中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站主任黃鵬表示,星地激光通信地面站的常態(tài)化運(yùn)行,將充分積累星地激光通信的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)下一代星地海量數(shù)據(jù)傳輸體系規(guī)劃和我國(guó)新一代衛(wèi)星地面站網(wǎng)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  當(dāng)前正在規(guī)劃論證建設(shè)國(guó)家激光通信地面站網(wǎng),通過(guò)在我國(guó)西南、西北和東部布局建設(shè)多個(gè)激光通信站進(jìn)行組網(wǎng),可以進(jìn)一步克服天氣對(duì)星地激光通信的不利影響,大幅提高星地激光通信的可用度。(記者宋雅娟 肖春芳)

  在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的基礎(chǔ)上,發(fā)展中部地區(qū)地理標(biāo)志特色產(chǎn)業(yè),對(duì)于促進(jìn)當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村全面振興,賦能經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,意義重大。

  據(jù)《全國(guó)科技小院發(fā)展報(bào)告(2024)》顯示,自2009年第一個(gè)科技小院成立以來(lái),科技小院數(shù)量快速增長(zhǎng)、參與主體愈加豐富,目前全國(guó)已建成1800多個(gè)科技小院,157個(gè)研究生培養(yǎng)單位參與其中,參與專家達(dá)2700余名、入駐研究生1萬(wàn)余名。科技小院發(fā)展模式日益成熟,成為推動(dòng)鄉(xiāng)村全面振興的重要組織力量。

  藥品監(jiān)管部門堅(jiān)持以“四個(gè)最嚴(yán)”要求為根本遵循,著力統(tǒng)籌發(fā)展和安全,統(tǒng)籌效率和公平,統(tǒng)籌監(jiān)管和服務(wù),有效保障藥品安全形勢(shì)總體穩(wěn)定,促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。今年1至8月,國(guó)家藥品抽檢共計(jì)20696批次,合格率為99.43%。

  國(guó)內(nèi)首臺(tái)工業(yè)級(jí)盾構(gòu)滾刀智能換刀機(jī)器人、全球首款人工智能骨科手術(shù)機(jī)器人、元宇宙數(shù)實(shí)融合應(yīng)用……

  醫(yī)生在浙江,患者在新疆。一場(chǎng)跨越近5000公里的5G超遠(yuǎn)程機(jī)器人肝臟腫瘤切除手術(shù)正在進(jìn)行。星空體育官網(wǎng)只見醫(yī)生在機(jī)器人手術(shù)操作臺(tái)上,靈活地操控機(jī)械臂;手術(shù)室中,機(jī)械臂收到指令,精準(zhǔn)地完成各項(xiàng)手術(shù)動(dòng)作……目前,浙江各醫(yī)院已完成50余例援疆5G超遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。

  每一項(xiàng)重大科技應(yīng)用取得突破前后,均有對(duì)其理論上的持續(xù)爭(zhēng)論。著名小說(shuō)《仿生人會(huì)夢(mèng)見電子羊嗎?》引發(fā)的人與仿生人之間界限的討論雖產(chǎn)生于20世紀(jì),但一直延續(xù)至今,其蘊(yùn)含的法律問(wèn)題是人工智能究竟是否具備法律人格。

  移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)是以移動(dòng)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)為載體,通過(guò)多網(wǎng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物泛在智聯(lián)的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。

  據(jù)了解,“曉醫(yī)”依托訊飛星火醫(yī)療大模型,基于大量資深中醫(yī)診療經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)圖譜數(shù)據(jù),構(gòu)建了規(guī)模大、覆蓋病種全的知識(shí)庫(kù),包括中醫(yī)病癥知識(shí)“400+”種、穴位知識(shí)“400+”種、常用中草藥“300+”種、古代醫(yī)案“6200+”份等。

  目前,北京市已成為國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度最高、技術(shù)水平最先進(jìn)的區(qū)域之一,擁有涵蓋“設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、裝備、零部件及材料”的完備產(chǎn)業(yè)鏈條,呈現(xiàn)出以設(shè)計(jì)和制造為引領(lǐng)、裝備強(qiáng)勢(shì)支撐、封測(cè)加速成長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),形成以集成電路雙“1+1”工程等新代際重大項(xiàng)目為帶動(dòng),北方華創(chuàng)等龍頭企業(yè)為牽引的快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。

  這是該量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片繼今年3月取得國(guó)家密碼管理局商用密碼中心檢測(cè)報(bào)告后的又一重大進(jìn)展,進(jìn)一步加速國(guó)產(chǎn)量子安全產(chǎn)品的規(guī)?;瘧?yīng)用落地。

  小浪底水利樞紐是黃河干流三門峽水利樞紐以下唯一能夠取得較大庫(kù)容的控制性工程。今年9月12日是小浪底水利樞紐主體工程開工30周年的日子。

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  記者調(diào)查發(fā)現(xiàn),免密支付、先用后付、極速付款、小額自動(dòng)扣費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)支付設(shè)置,這些支付手段在為網(wǎng)購(gòu)服務(wù)提供便利的同時(shí),卻讓不少消費(fèi)者頭疼不已,甚至有時(shí)候一不小心誤操作就掉進(jìn)陷阱,“莫名其妙”就花了錢。

  9月12日是中國(guó)預(yù)防出生缺陷日,今年活動(dòng)的主題是“預(yù)防出生缺陷,守護(hù)生命起點(diǎn)健康”。

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  NGC 4278具有致密的對(duì)稱射電噴流結(jié)構(gòu)和相對(duì)較弱的射電輻射,但其甚高能伽馬射線輻射效率卻顯著高于射電星系,與耀變體相當(dāng)。

  記者10日從中國(guó)航天科技集團(tuán)六院獲悉,當(dāng)天,該院165所銅川試驗(yàn)中心亞洲最大高空模擬試驗(yàn)臺(tái)考臺(tái)圓滿成功。