CAIEC
获奖项目展示
1 0TH CAIEC · 二等奖
融为科技:飞行器(卫星)激光通信有效载荷
国内首个四轴集成极简操纵系统,将传统飞机的侧杆、油门台、方向舵脚蹬等独立操纵功能合并至一个操纵杆中,具备俯仰、横滚、偏航、垂向四轴向集成操纵功能,使单手操纵成为可能。
1. 公司简介
北京融为科技有限公司成立于2018年5月,总部位于北京市北京经济技术开发区,下设成都、西安、上海三家分公司及一家子公司。公司专注于飞行器用无线数据传输设备的研制与生产,产品广泛应用于航空、航天领域。现有员工180余人,核心骨干团队多来自央企,人均从业年限超过10年,具备深厚的航空航天产品研制经验和严谨务实的工作作风,为产品的高可靠性和先进性奠定了坚实基础。融为科技始终致力于为航空、航天及相关领域提供高性能、高可靠性的无线数据传输解决方案,是我国航空航天配套领域值得信赖的高科技企业。
2. 项目简介
激光通信(又称光学通信或自由空间光通信,FSOC)利用激光束在真空中或大气中传输数据,从而彻底改变飞行器(卫星)网络的架构和性能。激光通信可以用于从飞行器(卫星)之间和飞行器(卫星)到地面端的数据传输,形成了天、空、地、海数据传输的高速骨干网即高速无线数据光传输的高速公路。
本项目瞄准我国天地一体化信息网络建设需求,成功突破高动态激光通信、快速捕获跟踪、超高速接收等关键技术,研制出全国产化、高可靠、高速率的飞行器(卫星)机载、星载激光通信产品,并已完成长期在轨验证。产品兼具高性能与高效费比特征,不仅可广泛应用于遥感、通信、导航等多种卫星系统,也为未来6G泛在通信网络提供了核心设备支撑。通过深度融合光、电、机、算等多学科技术,本项目正在推动我国激光通信技术从“跟跑”向“领跑”转变,显著增强我国在空基、天基信息网络领域的自主可控能力和国际竞争力。
3. 项目亮点
(1)项目背景与目标客户
为构建自主可控的天地一体化信息网络,我公司积极推动飞行器(卫星)激光通信有效载荷的研制与部署。该项目面向国家航空航天战略与商业航空航天市场的双重需求,主要目标客户包括:低轨巨型星座运营商(如中国星网、上海垣信、长光卫星等)、航空航天科研院所与总体单位、未来6G空天地海一体化网络建设、主体具有高速天基数据传输需求的政府与行业用户。
(2)解决的核心问题
当前,卫星互联网迈向万星级组网时代,传统微波通信在传输速率、体积、功耗和频谱资源等方面日趋受限,难以满足海量数据实时回传、高动态星间链路与高安全通信需求。本项目致力于系统性地解决以下关键问题:
① 星载海量数据高速可靠落地难题:缓解遥感、侦察等应用产生的TB级数据无法实时传输的瓶颈。
② 高动态星间激光建链与稳定跟踪:实现远距离、大相对运动条件下快速捕获与持续高精度跟踪。
③ 抗干扰与高安全通信需求:提升星地、星间数据传输的保密性和抗截获能力;
④ 载荷国产化与成本控制:突破关键器件与技术依赖,形成自主可控、可批产的高性价比解决方案。
⑤ 支持手机直连卫星与天地融合组网:为大众化卫星互联网业务提供高速骨干传输支撑。
(3)核心技术亮点与竞争优势
① 国内领先的高速激光通信能力:成功研制并完成在轨验证“某10Gbps星地激光通信载荷”,目前为国内最高速率星地激光传输系统,并具备扩展至60Gbps的演进能力。实现星间激光通信全链路国产化,打破高端宇航器件对外依赖,保障系统自主可控。已在轨稳定运行超过20个月,可靠性经过长期实战验证。
② 突破多项关键瓶颈技术:大频偏复合快速捕获技术——极大缩短初始对准时间,支持高速运动卫星之间的快速建链。高动态链路跟踪与保持技术——具备大范围、高精度光束指向与跟踪能力,适应星座间剧烈相对运动。自主重建功能——可在复杂空间环境中维持链路连通,通信中断后实现秒级重建。超高速高灵敏度相干接收解调——显著提升接收灵敏度与误码性能,支持10Gbps及以上高速通信。集成精密测距与通信一体化:在不增加额外载荷资源的前提下实现高精度星间测距。
③ 显著的系统级优势:高传输速率——单链路速率达10Gbps,可扩展至60Gbps,远超传统微波方式。低功耗、小体积——更适用于星座卫星平台严格的空间与能源约束。高效费比——单位比特传输成本显著降低,支持万星级别星座大规模应用。高保密性——激光方向性强,不易被侦听或干扰,符合安全通信要求。
④ 为重大工程提供支撑:2024年正式启动中国星网新一代星间激光通信系统研制任务,直接支撑其“手机直连卫星”与“天地网络融合”战略实施。完成多轮星地、星间试验,技术成熟度达到工程应用水平。为超大规模星座建设提供了核心载荷技术储备,包括链路组网协议、业务化管理等功能,支持未来星座系统高效运行。
(4)主要技术指标
本项目在关键技术指标上实现多项突破,整体性能达到国内领先水平。
在通信速率方面,星地激光通信最高可实现10Gbps高速传输,并支持多种业务码型自适应调整;星间通信能力进一步提升,可扩展至60Gbps,满足未来海量数据交互需求。系统捕获时间达到秒级,跟踪精度控制在μrad量级,保障了链路的快速建立与稳定保持。
在传输可靠性方面,误码率不超过10⁻⁹,链路中断后可在3秒内完成自主重建。同时系统具备高精度测距功能,实现厘米级精密测距。
载荷整体在功耗、重量和体积方面显著优于传统微波载荷,适应卫星平台的严格约束条件。全部关键技术和组件实现100%自主可控,国产化率覆盖整个链路,真正实现了自主可控与工程实用的统一。
(5)总结
本项目瞄准我国天地一体化信息网络建设需求,成功突破高动态激光通信、快速捕获跟踪、超高速接收等关键技术,研制出全国产化、高可靠、高速率的星载激光通信产品,并已完成长期在轨验证。产品兼具高性能与高效费比特征,不仅可广泛应用于遥感、通信、导航等多种卫星系统,也为未来6G泛在通信网络提供了核心设备支撑。通过深度融合光、电、机、算等多学科技术,本项目正在推动我国卫星通信技术从“跟跑”向“领跑”转变,显著增强我国在天基信息网络领域的自主可控能力和国际竞争力。
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