統(tǒng)籌天地！“北斗”完成多項先進技術(shù)在軌驗證

(相關(guān)資料圖)

國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“空間信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”實施期間，在前期支持項目已經(jīng)取得基礎(chǔ)理論創(chuàng)新成果的情況下，開展在軌驗證勢在必行。為此，“基于多功能衛(wèi)星平臺空間信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)集成驗證”項目在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)上展開。

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北斗三號全球?qū)Ш较到y(tǒng)示意圖（科研團隊供圖）

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程副總設(shè)計師、北斗三號衛(wèi)星首席總設(shè)計師謝軍介紹，科研團隊利用現(xiàn)有在軌衛(wèi)星的系統(tǒng)架構(gòu)、多功能平臺、增量載荷，以及星上軟件可重構(gòu)等資源，開展基于多功能衛(wèi)星平臺的空間信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)集成驗證。

科研人員基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)能力，利用包括3顆地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO）、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（IGSO）和多顆中軌道衛(wèi)星（MEO）平臺，以及增量載荷配置、地面站資源和試驗設(shè)備等在內(nèi)的衛(wèi)星系統(tǒng)平臺資源，搭建了“多功能衛(wèi)星集成驗證平臺與驗證環(huán)境”，具備星間速率為1吉比特/秒（Gbps），星地鏈路不低于300兆比特/秒（Mbps）的傳輸能力。

同時，科研團隊研制了“基于在軌衛(wèi)星星座的天基信息網(wǎng)絡(luò)資源配置管控與評估系統(tǒng)”。據(jù)了解，該系統(tǒng)以空間網(wǎng)絡(luò)鏈路驗證場景為基礎(chǔ)，突破了極窄波束、遠距離、雙端高動態(tài)指向與建鏈等核心技術(shù)，在19000～62000公里星間距離的條件下，國際首次成功實現(xiàn)中高軌衛(wèi)星間激光建鏈通信。

此外，科研團隊還分別以空間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、空間網(wǎng)絡(luò)路由、空間網(wǎng)絡(luò)接入等驗證場景為基礎(chǔ)，取得了一系列成果。其中，以空間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議驗證場景為基礎(chǔ)，他們首次完成了“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版”（IPv6）空間組網(wǎng)應(yīng)用試驗，驗證了高動態(tài)條件下高速星間星地網(wǎng)絡(luò)中的IPv6技術(shù)體制。

以空間網(wǎng)絡(luò)路由驗證場景為基礎(chǔ)，科研團隊首次成功開展“開放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議第3版”（OSPFv3）空間動態(tài)路由應(yīng)用試驗，實現(xiàn)了基于OSPFv3的空間網(wǎng)絡(luò)動態(tài)路由功能。

以空間網(wǎng)絡(luò)接入驗證場景為基礎(chǔ)，科研團隊完成基于在軌衛(wèi)星短報文的泛在接入技術(shù)驗證，低軌衛(wèi)星用戶通過在軌衛(wèi)星系統(tǒng)“實時”將天基信息下傳至運行中心，展示出導(dǎo)航/遙感天基信息一體化的應(yīng)用效果和前景。

科研人員總結(jié)道，這一集成項目將理論基礎(chǔ)研究成果與工程建設(shè)成果進行有機結(jié)合，充分利用各種空間試驗資源和保持一定的低成本投入，突破并掌握了空間組網(wǎng)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，有效促進了理論成果向工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，有望為我國下一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展積累技術(shù)和經(jīng)驗。

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