深空探测通信技术发展趋势及思考

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　　摘  要：随着通信技术应用水平的不断提升，人们开始将目光投向于深空探测领域，深空探测通信技术的应用能够优化现有的空间探索基础，实现自主的天基连续测控和通信系统。本文从通信技术在深空探测工作开展过程中应用的重要性出发，论述了当前我国在应用通信技术开展深空探测作业时存在的问题，并在此基础上结合深空探测作业时存在的问题阐述了未来深空探测通信技术的发展方向以及思考，希望能够推动我国航天事业发展的同时，实现深空探测工作的稳步前进。
　　关键词：深空探测技术;发展趋势及思考;深空通信技术
　　所谓的深空探测工作指的是以地球、太阳系乃至宇宙作为研究的起点，找寻其他天体中关于生命的足迹，从而将外星移民的梦想转换为现实。作为新世纪的三大航天活动之一，深空探测工作多的开展具有极其重要的研究价值，它不仅是国家综合国力的体现，也是军事实力以及政治实力的代表。如今，随着现代化技术的不断发展，人类对于生命乃至世界探索的步伐已经不再仅仅局限于地球，而是开始向月球和火星等宇宙领域前进。
　　一、通信技术在深空探测工作开展过程中应用的重要性
　　“大航天”概念的提出使得我国现有的航天活动不再局限于原有的航天工业领域，而是朝着航天空间技术、航天空间应用以及航天空间科学前进，通过提升航天空间科学水平，实现现有的载人航天体系的优化，从而提升航天空间应用技术，进而将航天空间应用朝着产业化和市场化的方向发展，加快全面建成小康社会的进程，增强我国综合国力。为此，在这一大环境下深空探测工作的重要性变得越来越突出，作为深空探测工作中最重要的技术之一，深空探测通信技术主要由深空探测器以及控制中心等多个模块所构成。
　　深空探测通信技术的应用能够实现通信链路中通信信息的快速传递，实现遥测遥控信息以及自控和轨道控制信息等相关信息能够准确的传输至指定的通信系统中，确保相关工作人员能够跟进所接收的信息及时做出应对的指令，以保障深空探测工作的秩序性。与此同时，深空探测通信技术还能够实现数据、文件以及声音等相关信息的传输，将所采集的画面信息反馈至通信平台中，接下来的深空探测工作奠定数据以及图像基础。
　　二、当前我国在应用通信技术开展深空探测作业时存在的问题
　　1.深空探测作业涉及的空间范围较大，远距离信息传输容易降低信息传输质量
　　众所周知，通信路径的损耗主要受到数据信息传输距离远近因素的影响，由于深空探测作业涉及的空间范围较大，如何在保障通信和测控目的的基础上尽可能的降低因为远信息传输距离所带来的损耗成为了当前深空探测作业开展过程中所面临的难题之一。现阶段，主要以定向天线的形式来实施深空探测通信，但是由于深空探测器自身技术条件的限制，使得现有的天线尺寸以及功率难以满足远距离且大规模接收信息的需求。在实际的深空探测作业开展过程中，深空探测中的探测器将会移动至目标范围，通过高速取样存储的形式将所采集到的数据放置在探测器内置的存储器中，当数据采集工作完毕之后深空探测器将会离开目标，并将所采集到的数据传回地球的数据接收平台中，但是由于距离的限制，使得深空探测器往往会以较慢的速率传输回地球，在这期间不仅需要耗费大量的时间，反而还会出现数据丢失等现象。随着深空探测作业脚步范围的不断扩大，所采集的数据量将会变得更加的复杂化以及巨大化，现有的数据传输方式已然无法满足需求。
　　2.现有的导航定位的精准性难以满足实际的需求
　　深空探测作业环境是在太空中运行的，为了能够及时的掌握深空探测器的具体距离和角度，这就需要深空探测器、与其建立通信链路以及地面站三者必须保持高度的互通性，确保天线主瓣方向能够第一时间接收深空探测器通过通信链路所反馈的位置信息。由于深空探测器在运行的过程中距离地球很远，传统的方法无法获得精确的数值，更不用说获得高精度的距离、角度和速度信息了。为了能够确保深空探测器通信的可靠性，甚至会采取降低码速率的方式，无形中增加了地面站处理信息的时间。
　　三、未来深空探测通信技术的发展方向以及思考
　　1.构建深空探测通信网络体系
　　通过构建深空探测通信网络体系降低远距离信息运输过程中所产生的损耗，一方面，行星际互联网是在基于深空探测通信技术所诞生的一个全新的网络结构，深空探测器通过对目标区域实时采集并实施传输数据的形式满足深空探测作业全天候通信以及探索。另一方面，行星际互联网的运输对于骨干网络提出了较高的要求，由于其自身的拓扑结构的特殊性，因此需要建立一个具有高度稳定性且涉及范围在全星际的行星际互联网，从而实现星际长距离信息的传输。与此同时，行星际互联网主要由若干个本地网络所组成，在本地网络由于网络协议的不同，使得自身的每一个节点的功能和结构随之不同，以至于本地网络所呈现出来的功能也不尽相同。
　　2.优化调制编码技术水平
　　信道编译码技术的应用能够打破深空探测通信技术数据传输以及位置定位的限制，由于深空探測作业的特殊性，使得深空通信信道的频带带宽与地面网络的信道频带带宽有着较大的差异，深空通信信道能够通过实现低频带利用率的编码从而实现空间数据的有效传输。目前，深空探测通信技术由过去的卷积码以及R-S码开始朝着喷泉编码以及LT码的方向发展。喷泉编码在应用的过程中不需要反馈信道，能够实现通信协议中的握手过程时限的缩短。与此同时，喷泉编码还能够尽可能的降低丢包率，只需要所读取的数据包中的数据包个数N与源文件K个数据包符合要求，即可将数据恢复至原本的样子，从而实现完全的读取。
　　四、结束语
　　综上所述，深空探测作业涉及的空间范围较大，远距离信息传输容易降低信息传输质量这些问题的存在阻碍了深空探测作业的有效性，为此，一方面需要构建深空探测通信网络体系，另一方面需要优化调制编码技术水平。
　　参考文献
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