中國網/中國發展門戶網訊 （記者 王振紅）2024年9月15日，中國科學院空天信息創新研究院（空天院）自主研制成功的500毫米口徑激光通信地面系統在帕米爾高原完成部署，標志著我國首個業務化運行的星地激光通信地面站正式建成，并進入常態化運行階段。該站的建成打通了星地激光通信全鏈條業務流程，將進一步推進星地激光通信的工程化應用，改變我國目前衛星數據接收僅靠微波地面站的現狀。

屹立在帕米爾高原的星地激光通信地面站。中國網 王振紅攝

解決星地通信速率瓶頸，傳輸海量數據

隨著我國航天技術的快速提升，衛星技術呈現變革性發展的態勢，衛星探測產生的數據呈幾何級增長，海量數據無法及時下傳的問題日益突出，該問題嚴重制約了我國太空資源的高效利用。但是，僅依靠設施規模擴充和局部技術指標提升已無法滿足未來星地高速通信的需求，迫切需要顛覆性創新技術體制以徹底解決星地通信速率瓶頸問題。

正在運行的星地激光通信地面站。中國網 王振紅攝

星地激光通信以激光為載體，可實現衛星與地面之間的高速信息傳輸，是未來星地高速通信的重要手段。空天院高級工程師李亞林介紹，區別于傳統的微波通信，星地激光通信的優勢在于可用頻譜資源極其豐富、帶寬可達數太赫茲（THz），相較于微波通信提高了十倍到近千倍。“如果將頻段比作道路，那么微波X頻段是單車道，微波Ka頻段是四車道，而激光可容納成百甚至上千車道。此外，激光通信系統重量輕、體積小、功耗低、保密性強，能夠滿足星地海量數據傳輸需求。”李亞林解釋說。

累計行程30萬公里，選址帕米爾高原

但是，星地激光通信存在易受多云、雨雪等天氣和大氣湍流影響的問題，合理的站址選擇能在很大程度上降低復雜非穩態大氣信道導致的光束質量惡化，提高星地激光通信的性能和可用度。從我國大陸地理地形分布角度考慮，位于第一階梯的帕米爾高原地區具有平均海拔高、氣候干燥等特點，是極優良的站址地點。空天院高級工程師、中國遙感衛星地面站喀什站站長王建平表示，“激光通信地面站所在的帕米爾高原慕士塔格峰區域大氣條件好，視寧度優，可媲美世界一流光學站址，且氣候干燥少雨，全年均可開展星地激光通信任務，為星地激光通信的業務化運行提供了優良的條件。”

自2019年以來，空天院在自然條件惡劣的帕米爾高原建設完成了星地激光通信地面站，包括位于海拔約4800米的科研區和位于海拔3300米的保障區，激光通信地面系統部署在科研區，運維人員工作在保障區，未來將通過遠程操作方式實現長期可靠的業務化運行。王建平介紹說：“高海拔無人區站點的建設和運維非常不易，前期我們整個團隊在帕米爾高原上累計行程達30萬公里，進行選址、測量、論證、建設等工作；這里無人區無路無水無電，容易出現缺氧高原反應，還會有極端惡劣氣候，但是面對這些困難，我們整個團隊扎根邊疆、團結協作共同完成了這項艱巨任務。”

突破關鍵技術，布局建設新一代衛星地面站網

星地激光通信地面站的工作人員。（供圖：中國科學院空天信息創新研究院）

項目團隊先后突破了大氣信道預測及任務規劃調度、激光信號的快速捕獲建鏈和自適應光學校正、復雜大氣條件下的無誤碼傳輸等一系列關鍵技術，實現了夜間星地激光通信的常態化運行。近期，項目團隊又攻克了白天強大氣湍流、強背景光下的可靠星地激光通信難題，首次成功完成了白天星地激光通信業務化運行試驗。該項工作將星地激光通信的可用時段提高了近一倍，進一步支撐了星地激光通信地面站的業務化運行。

正在運行的星地激光通信地面站。（供圖：中國科學院空天信息創新研究院）

此外，星地激光通信地面站的建成與喀什地區和塔縣地方政府的大力支持密不可分。無論是站點征地、工程施工，還是路、電、網等基礎設施條件、人員生活保障，都是在地方政府的幫助下得以有效解決，充分體現了地方政府對于科技創新和發展新質生產力的重視與支持。

目前，歐美、日本等發達國家正加速發展星地激光通信技術，布局建設星地高速激光通信網絡。我國星地激光通信的發展也非常迅速，各項關鍵技術均已突破，正在開展工程化試驗試用，以支撐后續的規模化組網應用。空天院研究員、中國遙感衛星地面站主任黃鵬介紹說：“星地激光通信地面站的常態化運行，將充分積累星地激光通信的工程應用經驗，為我國下一代星地海量數據傳輸體系規劃和我國新一代衛星地面站網建設奠定堅實的基礎。”當前正在規劃論證建設國家激光通信地面站網，通過在我國西南、西北和東部布局建設多個激光通信站進行組網，可以進一步克服天氣對星地激光通信的不利影響，大幅提高星地激光通信的可用度。

星空下的星地激光通信地面站。（供圖：中國科學院空天信息創新研究院）

星空下的星地激光通信地面站。（供圖：中國科學院空天信息創新研究院）