前言

隨著空間遙感、目標(biāo)探測(cè)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星及各種航天器所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，目前空間通信所采用的以微波通信為主的傳統(tǒng)通信手段已難以滿足急劇增長(zhǎng)的通信容量需求。相對(duì)其他通信模式來(lái)說(shuō)，激光通信手段有明顯優(yōu)勢(shì)，包括數(shù)據(jù)傳輸速率高、能量功耗低、通信帶寬大、通信終端尺寸小、抗干擾性強(qiáng)且保密性好等，尤其適合飛機(jī)、各種無(wú)人平臺(tái)、衛(wèi)星等載荷能力有限且數(shù)據(jù)傳輸量大的通信平臺(tái)，是未來(lái)建立天空地一體化高速通信網(wǎng)絡(luò)的重要支撐，無(wú)論對(duì)國(guó)計(jì)民生還是對(duì)國(guó)防安全均有重要的意義。

平流層區(qū)域位于大氣層的中下部，在這個(gè)高度上風(fēng)速較小，平流層飛行器維持其空間位置所需的功率較小，長(zhǎng)期以來(lái)各國(guó)對(duì)它的開(kāi)發(fā)利用相對(duì)較少。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)平流層空間資源認(rèn)識(shí)的深入，平流層飛行器（平流層飛艇、浮空氣球和各種飛機(jī)）及其應(yīng)用越來(lái)越受到各國(guó)的關(guān)注和重視。平流層飛行器空間位置相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)適合組網(wǎng)通信，激光通信技術(shù)可使飛行器之間實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)連接，通過(guò)信息接力方式實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)分發(fā)、交換、傳遞。

歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，當(dāng)前國(guó)際上各種鏈路條件下的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)激光通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，但是尚未解決多個(gè)平臺(tái)間大動(dòng)態(tài)范圍組網(wǎng)通信的問(wèn)題，因此激光通信至今難以大范圍實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。考慮到國(guó)防安全領(lǐng)域未來(lái)信息化、智能化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男枨螅瑖?guó)內(nèi)外開(kāi)展了一系列研究試驗(yàn)項(xiàng)目，探索了多平臺(tái)間激光通信組網(wǎng)系統(tǒng)的總體方案及關(guān)鍵技術(shù)，在突破相關(guān)難點(diǎn)之后，激光通信組網(wǎng)技術(shù)的工程化應(yīng)用將得到快速推進(jìn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的海量數(shù)據(jù)應(yīng)用。

一對(duì)多激光通信及其組網(wǎng)技術(shù)是極具前景的激光通信應(yīng)用模式。目前該領(lǐng)域的研究工作主要集中在理論分析、方法論證和仿真研究的階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有很大差距。因此，對(duì)激光通信及其組網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的探索和研究是十分必要的。

本書是在長(zhǎng)春理工大學(xué)空間激光通信技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃項(xiàng)目“基于多點(diǎn)同時(shí)激光通信原理的平流層空間信息組網(wǎng)與傳輸研究”研究成果的基礎(chǔ)上修改、補(bǔ)充、完善而成的。在對(duì)大氣組成和狀態(tài)以及平流層飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀初步分析的基礎(chǔ)上，對(duì)以一對(duì)多激光通信為基礎(chǔ)的平流層激光通信組網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行了深入研究與探討。

本書在編校和修改完善過(guò)程中得到了中國(guó)空間技術(shù)研究院張濤高級(jí)工程師、長(zhǎng)春理工大學(xué)空間光電技術(shù)研究所付強(qiáng)副教授、王超副教授、宋延嵩副教授、白楊楊助理實(shí)驗(yàn)師以及常亦迪、張小琳等博士研究生的大力支持與幫助，在此表示衷心感謝。

書中難免有欠缺和不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者予以批評(píng)指正。

作者

2020年10月