[发明专利]海空天一体化激光通信方法

说明书

本公开提供一种海空天一体化激光通信方法，包括：浮标装置和飞行器分别作为发起方与航天器建立通信链路，浮标装置、飞行器及航天器分别搭载激光通信终端；以及浮标装置和飞行器基于通信链路通过航天器进行通信。本公开还提供了一种海空天一体化激光通信系统。

技术领域

本公开属于激光通信技术领域，具体涉及一种海空天一体化激光通信方法和系统。

背景技术

当下，人类社会对海洋的关注度越来越高，与海洋资源勘探与开发、海洋环境监测、海洋灾害预警、海洋安全等领域相关的技术飞速发展，针对海洋应用场景的各种探测手段层出不穷，随之而来的，是对海上通信的需求日益增加，围绕海洋应用场景的舰船、浮标、飞机、卫星等节点之间通常距离较远，又需要进行远海信息互通。目前，此类信息互通均通过无线电射频通信完成。特别是针对海上浮标等无人值守的海洋监测设备，其搜集的各种海洋信息更需要通过无线通信手段完成远海数据传输，并获取各种行动指令。与海上浮标建立信息互通的过程总体可分为两个阶段，首先是浮标巡检阶段，发现海上浮标并准确定位，为通信链路的建立做准备；其次，完成浮标定位后，即可进入通信阶段，由浮标和无人机等终端建立通信链路，并完成数据的上传及下载。目前，通过无人机进行海上浮标的巡检是一种非常高效、节约人力物力的选择。

当前，针对包含无人机、海上浮标等终端的海上无线通信系统，无线通信的频段主要集中在3kHz～30GHz，主要存在以下问题：

第一、信息安全无法保证，抗干扰能力弱，无线通信非常容易被干扰，同时发送的信息也很容易被截获，在信息技术高度发展的当下，无线电射频通信在安全方面无任何优势，尤其在涉及到保密及安全领域时，这是个更加致命的问题；

第二、在浮标巡检阶段，若利用浮标本身发出的无线电信号进行定位搜寻，当受到无线电干扰时，极容易造成目标搜寻失败，导致浮标的作用失效；

第三、通信速率不高，远距离通信速率均不超过1Mbit/s，当有图片、视频等超大容量数据需要传输时，会导致通信时间过长，通信过程中出现各种不确定因素破坏通信的概率增加。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种海空天一体化激光通信方法和系统。

根据本公开的一个方面，提供一种海空天一体化激光通信方法，包括：

浮标装置和飞行器分别作为发起方与航天器建立通信链路，所述浮标装置、飞行器及航天器分别搭载激光通信终端；以及，

所述浮标装置和所述飞行器基于所述通信链路通过所述航天器进行通信。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述飞行器包括无人机、有人驾驶的飞机或热气球等其他可飞行物。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述浮标装置为位于海域、河流、湖泊等水面上的漂浮装置。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述航天器为卫星、空间站等航天设备。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述航天器、飞行器与浮标装置的数量为1:1:1、1：N：N或N：N：N，其中N为大于1的自然数。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述飞行器、航天器、浮标装置还可以搭载除激光通信终端以外的其他无线电通信设备作为辅助或备用通信终端，使所述其他无线电通信设备与激光通信终端组成以激光通信终端为主的融合通信系统。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述航天器的轨道最大高度为500km。

根据本公开至少一个实施方式的海空天一体化激光通信方法，所述飞行器与浮标装置之间的最大水平距离为10km，飞行器距离浮标装置所处水面的最大高度距离为500m。