基于升空平台的多节点业务信息处理方法技术

本发明专利技术提出的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，将激光通信系统、激光授时系统等集成到同一光学载荷中，使激光通信数据信息和导航信息收发、光学时间同步等业务功能能够共享相同的光学链路和跟瞄系统，并根据实际需求对地面多个目标提供不同的业务信息服务。本发明专利技术所述基于升空平台的多业务信息节点，既实现了信息节点的升空机动，创新“由地到空全面覆盖”的应用模式，又实现了光学信息系统的多功能复用，贯彻“多种功能按需定制”的设计理念，为机动信息网络发展提供重要解决方案。为机动信息网络发展提供重要解决方案。为机动信息网络发展提供重要解决方案。

【技术实现步骤摘要】
基于升空平台的多节点业务信息处理方法


[0001]本专利技术属于几何光学、激光通信、授时导航的交叉学科，具体是指一种将多业务信息节点搭载在升空平台上、借助空地光学通信链路在较大空间范围内实现通信、导航、授时等多种信息功能的方法，尤其涉及一种基于升空平台的多节点业务信息处理方法。

技术介绍

[0002]作为一种信息载体，光波具有传输距离远、信息容量大、抗电磁干扰等诸多优点，在全光通信、时间同步、导航定位等多方面具有重要应用价值。其中，全光通信主要分为光纤通信和自由空间激光通信两类，光纤通信信道为光纤，是固定通信网络物理层的主要传输手段，自由空间激光通信双方需要精准跟瞄设备互入视场，传输性能受到气象条件影响，在不具备光纤信道资源时，自由空间激光通信能作为一种微波无线通信的补充手段实现信息的高效传递。以光波为载体的时间同步分为信息时间同步和物理时间同步，信息时间同步是指将时钟信息以光学信号形式传递，物理时间同步是通过光学干涉等方式解算钟差实现时间同步，后者精度比前者高几个数量级。此外，以光波为信息传输载体的导航定位具备在强电磁干扰下运行的能力，对各种机动平台可靠运行具有重要应用价值。
[0003]无人机等升空平台具有活动范围大、灵活性强等诸多优点，能够完成诸如作物监控、农药喷洒、抗震搜救等大范围远程遥控作业。特别是2021年7月21日，两架“翼龙”无人机从贵州出发经过1200公里飞抵河南救灾现场，为灾民联络报告、现场图像回传等提供了重要手段。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术要解决的技术问题是如何将激光通信系统、激光授时系统等集成到同一光学载荷中，搭载在升空平台作为多业务信息节点，依托激光通信系统为地面多个目标提供数据传输和导航定位服务，依托激光授时系统为地面多个目标提供时间同步基准，在强电磁干扰下实现灵活机动、大范围覆盖、多功能复用的信息保障服务。
[0005]鉴于升空平台续航时间高度取决于其载荷，以光学为信息载体的各种系统需尽量复用相同的设备以降低升空载重，本专利技术的目的在于提供一种基于升空平台的多节点业务信息处理方法，将激光通信系统、导航定位系统、激光授时系统集成到同一光学载荷中，搭载在升空平台作为多业务信息节点，利用精准跟瞄系统为地面站和升空平台建立自由空间光学链路，地面站通过此链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到升空平台，所述升空平台上的多业务信息节点利用精准跟瞄系统与距离地面站较远的多个地面机动节点建立自由空间光学链路，所述多业务信息节点通过次链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到地面机动节点。
[0006]优选的，上述地面站通过此链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到升空平台确保升空平台与固定网络通信互联、能够实时确定自身位置、时钟与固定网络时钟一致。
[0007]优选的，上述激光通信系统用于和地面站建立数据通信。
[0008]优选的，上述激光授时系统通过发送和接收光脉冲信号解算升空平台和地面站之间的钟差，完成升空平台时钟与地面站时钟之间的时间同步。
[0009]优选的，上述光学载荷中还集成光学时钟、光学惯导系统。
[0010]优选的，上述方法具体包括以下步骤：S1、将激光通信系统、激光授时系统、光学时钟、光学惯导及其他设备集成到同一光学系统中，通过共用的跟瞄系统实现自由空间光学信号的传输，将该光学系统配套信息处理模块升级为多业务信息节点，通过升空平台搭载升空，为相聚较远的两个地面节点之间信息链路的建立提供媒介；S2、通过一个或多个地面站与升空平台的多业务信息节点之间建立自由空间光学链路，开展激光通信数据传输、激光时间同步、激光导航定位功能；S3、实现升空平台的多业务信息节点从拓扑上接入了固定通信网络、携带的时钟与固定通信网络时钟一致、实时知悉自身所处位置以及实现地面机动平台从拓扑上接入了固定通信网络且彼此能够通信互联、携带的时钟与固定通信网络时钟一致、实时知悉自身所处位置。
[0011]优选的，上述地面机动节点通过升空平台的多业务信息节点与固定通信网络建立通信互联、地面机动节点之间可通过升空平台的多业务信息节点互相建立通信互联。
[0012]优选的，上述地面机动节点通过发送和接收光脉冲信号解算与升空平台的钟差，完成与升空平台时钟之间的时间同步。
[0013]优选的，上述地面机动节点接收三个升空平台通过激光通信传来的位置坐标，地面机动节点向三个升空平台发送信号并接受回传信号、通过分析回传信号判断与三个升空平台之间的距离、根据接收的三个升空平台的空间坐标确定自身所处位置。
[0014]本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：首先，本专利技术提出一种全光型多业务信息节点，能够在强电磁干扰条件下支持数据通信、时间同步、导航定位等多种业务信息功能；其次，鉴于跟踪瞄准系统占据了光学系统绝大部分的载荷配重，本专利技术提出复用光学系统的设计理念能够极大压缩系统载荷；最后，本专利技术提出将多业务信息节点升空运行的设计理念，极大拓展了多业务信息节点的覆盖范围，能够为较大范围内机动目标提供信息保障。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1示出了本专利技术基于升空平台的多节点业务信息处理方法的一实施例示意图；图2示出了本专利技术基于升空平台的多节点业务信息处理网络的具体实施例示意图；
图3示出了本专利技术基于升空平台的多节点业务信息处理方法的另一实施例示意图。
具体实施方式
[0018]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0019]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0020]如图1所示，本专利技术提供了一种基于升空平台的多节点业务信息处理方法的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，将激光通信系统、导航定位系统、激光授时系统集成到同一光学载荷中，搭载在升空平台作为多业务信息节点，利用精准跟瞄系统为地面站和升空平台建立自由空间光学链路，地面站通过此链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到升空平台，所述升空平台上的多业务信息节点利用精准跟瞄系统与距离地面站较远的多个地面机动节点建立自由空间光学链路，所述多业务信息节点通过次链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到地面机动节点。2.根据权利要求1所述的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，所述地面站通过此链路将通信数据、导航定位数据和授时控制信号传输到升空平台确保升空平台与固定网络通信互联、能够实时确定自身位置、时钟与固定网络时钟一致。3.根据权利要求1所述的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，所述激光通信系统用于和地面站建立数据通信。4.根据权利要求1所述的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，所述激光授时系统通过发送和接收光脉冲信号解算升空平台和地面站之间的钟差，完成升空平台时钟与地面站时钟之间的时间同步。5.根据权利要求1所述的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，所述光学载荷中还集成光学时钟、光学惯导系统。6.根据权利要求1所述的基于升空平台的多节点业务信息处理方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1、将激光通信系统、激光授时系统、光学时钟、光学惯导及其他设备集成到同一光学系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，许波，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：