中國科學院空天信息創新研究院(空天院)近日宣布,其塔縣激光地面站與中科衛星AIRSAT-02衛星成功完成超百Gbps級星地激光通信業務化應用實驗,通信速率達120Gbps,刷新國內同類技術紀錄。實驗過程中,星地鏈路穩定運行,數據傳輸質量優異,標志著我國在星地激光通信領域取得重大突破。
此次實驗依托空天院自主研發的500毫米口徑星地激光通信系統,在衛星硬件未作改動的前提下,通過在軌軟件重構技術充分挖掘激光通信載荷潛力,將通信能力從60Gbps提升至120Gbps。實驗數據顯示,星地間實現秒級捕獲建鏈,建鏈成功率超93%,單次最長連續通信時長達108秒,累計獲取數據量12.656Tb,并成功解譯出高精度遙感影像。
星地激光通信被視為實現海量空間數據高速傳輸的核心方案,但其應用面臨多重挑戰。衛星平臺微振動、大氣湍流等因素會導致信號衰減、誤碼率上升,如同在湍急河流上架設高速橋梁——10Gbps傳輸相當于單車道橋梁,而120Gbps則需構建多車道高速通道,對信號捕獲、校正和傳輸控制提出更高要求。科研團隊通過三項關鍵技術突破解決了這些難題:
其一,優化強實時光學畸變校正算法,有效抑制大氣湍流引發的高頻擾動,確保微弱激光信號穩定跟蹤;其二,應用信號損傷補償技術,在數字域消除高速信號非線性畸變,配合抗湍流激光通信協議,將數據誤碼率控制在極低水平;其三,改進自適應傳輸控制策略,動態匹配非穩態大氣信道特性,最大化利用信道容量,保障超高速傳輸效率。
作為我國首個業務化運行的星地激光通信地面站,塔縣激光地面站自2024年9月啟用以來,已承擔多項通信任務,通信速率與傳輸效率持續提升。實驗衛星AIRSAT-02于同月發射,2025年1月曾與該地面站完成60Gbps通信實驗,此后通過多次在軌軟件升級和聯合測試,逐步驗證了超高速通信技術的可靠性。
持續的業務化運行表明,星地激光通信已具備承載未來空間數據下傳的核心能力。隨著地面站網布局完善和技術指標升級,該技術有望突破星地通信速率瓶頸,成為連接天基信息網絡與地面光纖網絡的關鍵樞紐,為構建天地一體化空間信息體系提供重要支撐。












