劉向南，李英飛，向程勇，諶明，李曉亮

（北京遙測(cè)技術(shù)研究所，北京 100076）

0 引 言

深空探測(cè)是對(duì)月球及以遠(yuǎn)的天體或空間開展的探測(cè)活動(dòng)，是人類了解地球、太陽(yáng)系以及宇宙，揭示其起源、演變，拓展生存空間的必然選擇。我國(guó)的深空探測(cè)隨著探月工程的立項(xiàng)實(shí)施而掀開序幕，并著手啟動(dòng)了首次火星探測(cè)任務(wù)[1-3]。

深空探測(cè)活動(dòng)與方式的多樣化和復(fù)雜化，對(duì)深空測(cè)控通信提出了新的挑戰(zhàn)。為了解決深空測(cè)控通信的超遠(yuǎn)距離與高速數(shù)傳之間的矛盾，深空測(cè)控通信已經(jīng)從S、X擴(kuò)展到Ka頻段，但仍難以滿足未來深空探測(cè)的任務(wù)需求[2]。激光測(cè)距通信一體化技術(shù)以激光光束為載體，將測(cè)距和通信信息共用同一束激光和硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)同一套設(shè)備完成測(cè)距和通信雙重功能，可適應(yīng)未來深空探測(cè)活動(dòng)對(duì)高速率通信、高精度測(cè)距的任務(wù)需求，是深空測(cè)控通信的重要發(fā)展方向。目前，美國(guó)已經(jīng)成功實(shí)施月地高速激光通信與高精度測(cè)距的在軌演示驗(yàn)證[4]，為我國(guó)未來深空測(cè)控通信系統(tǒng)的建設(shè)提供了參考和借鑒。

1 研究現(xiàn)狀

國(guó)外自20世紀(jì)60年代中期開始實(shí)施空間激光通信技術(shù)研究計(jì)劃以來，經(jīng)過50多年的發(fā)展，在星間、星地激光鏈路領(lǐng)域取得了顯著的成就[5-10]。隨著激光通信和測(cè)距一體化需求的不斷提高，目前，國(guó)外空間激光鏈路中已經(jīng)呈現(xiàn)出激光測(cè)距與通信一體化的發(fā)展趨勢(shì)。其中，較為典型的系統(tǒng)是美國(guó)的X2000系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS（Global Navigation Satellite System）導(dǎo)航系統(tǒng)和美國(guó)的月球激光通信驗(yàn)證（Lunar Laser Communication Demonstration，LLCD）系統(tǒng)。

1）美國(guó)X2000系統(tǒng)

X2000系統(tǒng)于1997年10月開始研制，原計(jì)劃于2001年4月完成。X2000終端具備激光通信和激光測(cè)距功能。在飛行終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，測(cè)距和通信共用信號(hào)光，采用應(yīng)答測(cè)距體制，實(shí)現(xiàn)激光通信與激光測(cè)距的復(fù)用，數(shù)據(jù)傳輸速率為100～400 kbit/s。由于X2000項(xiàng)目最終預(yù)算不足，只完成了飛行終端的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其飛行終端框圖如圖 1所示[11-12]。

2）俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)

2005年，俄羅斯計(jì)劃在GLONASS-K衛(wèi)星裝載星間激光導(dǎo)航通信系統(tǒng)并開展在軌試驗(yàn)，該衛(wèi)星搭載2套星間激光導(dǎo)航通信系統(tǒng)，以保證其具備與GLONASS導(dǎo)航星座中任意2顆衛(wèi)星進(jìn)行獨(dú)立協(xié)同的能力。GLONASS-K衛(wèi)星建立了國(guó)際首個(gè)星間激光鏈路，采用脈沖激光體制實(shí)現(xiàn)星間高精度測(cè)距（測(cè)距精度10 cm）和中等速率數(shù)據(jù)交換（通信速率50 kbit/s），通信誤碼率優(yōu)于10–4，鏈路建立最快時(shí)間小于10 s。GLONASS系統(tǒng)衛(wèi)星激光鏈路構(gòu)型如圖 2所示[13]。受脈沖激光的重復(fù)頻率和峰值功率限制，使得脈沖激光測(cè)距通信體制很難進(jìn)一步提升通信速率，因此該種體制不適用于對(duì)通信速率要求較高的激光鏈路。

圖1 X2000飛行終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖Fig.1 Illustration of the X2000 flight terminal

圖2 GLONASS激光鏈路構(gòu)型Fig.2 Configuration of GLONASS laser link

3）美國(guó)LLCD系統(tǒng)

2013年9月，月球激光通信星載終端（Lunar LasercomSpace Terminal，LLST）搭載于月球大氣和塵埃環(huán)境探測(cè)航天器（Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer，LADEE）發(fā)射升空。2013年10月—11月之間完成了為期1個(gè)月的月地激光通信在軌試驗(yàn)，下行速率622 Mbit/s和上行速率20 Mbit/s，上行信號(hào)采用4PPM調(diào)制、下行信號(hào)采用16PPM調(diào)制，工作波長(zhǎng)為1.55 μm波段。LLCD系統(tǒng)組成如圖 3所示[14]。其中，地面站采用5 GHz高精度時(shí)鐘對(duì)下行鏈路激光脈沖邊沿進(jìn)行采樣，單次采樣的測(cè)距精度為6 cm（200 ps），通過多次測(cè)量取平均可實(shí)現(xiàn)優(yōu)于1 cm的測(cè)距精度[4，14]，充分驗(yàn)證了激光鏈路在深空高速數(shù)傳和高精度測(cè)距方面的巨大潛力，為深空激光測(cè)距通信一體化設(shè)計(jì)提供了參考。

圖3 LLCD系統(tǒng)的組成Fig.3 Composition of LLCD system

4）國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)在激光測(cè)量通信一體化技術(shù)方面也開展了相關(guān)研究，主要集中在星地和星間激光鏈路應(yīng)用，未涉及深空應(yīng)用場(chǎng)景。其中，北京跟蹤與通信技術(shù)研究所在國(guó)內(nèi)率先提出了激光統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的概念[15]；電子科技大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)先后對(duì)星地和星間激光測(cè)距通信一體化技術(shù)進(jìn)行了理論研究[16-17]；北京遙測(cè)技術(shù)研究所于2014年率先完成了基于相干激光通信的測(cè)距與高速通信一體化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2 激光測(cè)距通信一體化設(shè)計(jì)

2.1 激光通信體制選取

為充分發(fā)揮激光鏈路在高速通信和精密測(cè)距方面的優(yōu)勢(shì)，激光測(cè)距通信一體化設(shè)計(jì)原則是以高速通信為主適度兼顧精密測(cè)距。俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)采用的脈沖激光測(cè)距通信體制受脈沖激光重復(fù)頻率的限制，很難進(jìn)一步提升通信速率。美國(guó)LLCD系統(tǒng)采用的基于PPM（Pulse Position Modulation）通信體制的測(cè)距技術(shù)，因其在地面站使用了需要在3 K超低溫條件下工作的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)陣列進(jìn)行接收[18]，使得該測(cè)距通信一體化技術(shù)適用于月地及月地以遠(yuǎn)的對(duì)地激光鏈路，難以應(yīng)用到星際之間及深空星間的激光鏈路。

目前，空間激光通信的主用體制主要包括OOK（On-Off Keying）調(diào)制/直接探測(cè)、PPM調(diào)制/直接探測(cè)兩種非相干探測(cè)體制，DPSK（Differential Phase Shift Keying）調(diào)制/自差相干接收體制、BPSK（Binary Phase Shift Keying）調(diào)制/相干接收體制兩種相干探測(cè)體制。其中，OOK調(diào)制/直接探測(cè)體制接收解調(diào)技術(shù)簡(jiǎn)單，但探測(cè)靈敏度較低；PPM調(diào)制/直接探測(cè)體制帶寬利用率低，不利于星間高速率、高靈敏度通信；BPSK調(diào)制/相干探測(cè)體制具有較高的接收靈敏度和抗背景干擾能力，是星間高碼率激光通信鏈路的首選；DPSK調(diào)制/自差相干探測(cè)體制的探測(cè)靈敏度介于OOK調(diào)制/直接探測(cè)體制和PSK（Phase-Shift-Keying）調(diào)制/相干探測(cè)體制之間，可自動(dòng)補(bǔ)償大氣湍流的影響，適于星地高速激光通信。

綜合比較上述通信體制在碼率擴(kuò)展、探測(cè)靈敏度、抗背景光干擾能力等方面的特點(diǎn)，本文選取BPSK調(diào)制/外差相干接收的通信體制通過在傳輸信息中插入測(cè)距幀實(shí)現(xiàn)測(cè)距通信一體化，并利用雙向單程測(cè)距方法實(shí)現(xiàn)雙端的精密測(cè)距。

BPSK調(diào)相激光信號(hào)表達(dá)式為

其中：Ac表示激光載波的振幅；表示調(diào)制信號(hào)；表示激光載波頻率；c表示光速；表示激光載波初相。

2.2 雙向單程測(cè)距原理

以星間激光鏈路為例，衛(wèi)星A和衛(wèi)星B之間雙向單程測(cè)距（Dual One-Way Ranging，DOWR）原理描述如圖 4所示[19]。A、B衛(wèi)星在各自星鐘秒脈沖下產(chǎn)生采樣標(biāo)志M時(shí)開始計(jì)時(shí)，并通過距離為R的激光鏈路發(fā)送給對(duì)方衛(wèi)星。當(dāng)衛(wèi)星收到對(duì)方采樣標(biāo)志后，計(jì)時(shí)結(jié)束。綜合2個(gè)計(jì)時(shí)TA和TB可推算出A、B兩星之間的距離。需注意的是，在實(shí)際測(cè)距中，兩星星鐘存在時(shí)差Δt、發(fā)送時(shí)延τt、接收時(shí)延τr。

圖4 雙向單程測(cè)距原理圖Fig.4 Schematic diagram of DOWR

假設(shè)時(shí)差則實(shí)際計(jì)時(shí)可表示為

可得DOWR體制測(cè)距值為

測(cè)得兩星星鐘時(shí)差為

其中：和可通過系統(tǒng)零值標(biāo)定的方法消除。因此，可以認(rèn)為距離R、時(shí)差Δt的測(cè)量精度由TA和TB的測(cè)量精度所決定。

本文激光測(cè)距方案采用碼元相位同步測(cè)距，其工作原理如圖 5所示，具體可描述為：激光終端發(fā)射端采用MZM（Mach-Zehnder Modulator）調(diào)制器和自動(dòng)偏置控制實(shí)現(xiàn)BPSK激光調(diào)制，基于衛(wèi)星平臺(tái)的星鐘倍頻產(chǎn)生工作時(shí)鐘，調(diào)制端在同步脈沖（整秒時(shí)刻）下，由測(cè)距編碼模塊產(chǎn)生基帶數(shù)據(jù)；調(diào)制的基帶數(shù)據(jù)幀幀頭后沿與同步脈沖對(duì)齊，作為測(cè)距標(biāo)識(shí)；數(shù)據(jù)幀中插入解調(diào)到的“計(jì)時(shí)”信息，作為合作衛(wèi)星的距離解算輸入；基帶數(shù)據(jù)經(jīng)電光調(diào)制后準(zhǔn)直成空間光進(jìn)行傳輸。接收端對(duì)空間光進(jìn)行探測(cè)完成光電轉(zhuǎn)換，并對(duì)同步后的電信號(hào)進(jìn)行采樣、碼同步、幀同步等一系列處理，由碼同步產(chǎn)生的碼元相位提供解調(diào)數(shù)據(jù)的幀頭后沿（測(cè)距標(biāo)識(shí)），并在NCO（Numerically Controlled Oscillator）時(shí)標(biāo)模塊中進(jìn)行比對(duì)，完成高精度“計(jì)時(shí)”。幀同步模塊解調(diào)出合作衛(wèi)星的“計(jì)時(shí)”信息輸出到距離解算模塊，距離解算模塊再結(jié)合本地“計(jì)時(shí)”信息根據(jù)DOWR公式計(jì)算出測(cè)距值。

碼元相位測(cè)距的核心是碼同步環(huán)，由碼同步環(huán)對(duì)輸入基帶信號(hào)跟蹤，確定精確的測(cè)距脈沖時(shí)刻。碼元相位測(cè)距利用數(shù)據(jù)幀頭作為采樣標(biāo)志，該標(biāo)志的產(chǎn)生和星鐘整秒時(shí)刻（1PPS）對(duì)齊。由此，測(cè)量計(jì)時(shí)T的計(jì)算公式為

其中：FrCnt是數(shù)據(jù)幀幀計(jì)數(shù)，用于長(zhǎng)距離解模糊；FrLength是幀長(zhǎng)；BitCnt是位計(jì)數(shù)；ChipNCO是碼片相位；NCOword是碼環(huán)NCO的相位寄存器位數(shù)；VRate為碼片速率。

3 激光測(cè)距通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

3.1 激光測(cè)距通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案

根據(jù)前文設(shè)計(jì)的激光測(cè)距通信一體化方案，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)構(gòu)建了星間激光測(cè)距通信驗(yàn)證系統(tǒng)，其組成框圖如圖 6所示，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖 7所示。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由2套激光測(cè)距通信設(shè)備組成，主要包括激光通信發(fā)射模塊、激光通信接收模塊、數(shù)字解調(diào)模塊、光學(xué)天線、GPS馴服時(shí)鐘、電控一維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、誤碼測(cè)試儀。

圖6 星間激光測(cè)距通信一體化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)組成框圖Fig.6 Block diagram of integrated inter-satellite laser ranging and communication experimental verification system

圖7 激光測(cè)距通信一體化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片F(xiàn)ig.7 Integrated laser ranging and communication experimental verification system

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用BPSK調(diào)制/外差相干接收體制，通信波長(zhǎng)選用1 550 nm。實(shí)驗(yàn)過程中，在GPS馴服時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，由電信號(hào)調(diào)制單元產(chǎn)生帶LDPC（Low-Density Parity-Check）編碼的測(cè)距幀數(shù)據(jù)，經(jīng)MZM電光調(diào)制器對(duì)1 550 nm發(fā)射激光進(jìn)行BPSK相位調(diào)制。由光學(xué)天線把調(diào)制光信號(hào)發(fā)射到自由空間。1 550 nm信號(hào)光經(jīng)過一段距離的自由空間傳輸后，入射至光學(xué)接收天線，與本振光在180 °光纖光混頻器中相干混頻，并由180 °平衡探測(cè)器探測(cè)，產(chǎn)生中頻電信號(hào)。該中頻電信號(hào)經(jīng)過放大、濾波處理后，由高速ADC（Analog to Digital Converter）采樣后在FPGA（Field Programmable Gate Array）內(nèi)完成載波同步、碼元同步、幀同步和譯碼，并進(jìn)行誤碼率測(cè)試。與此同時(shí)，通過解調(diào)獲取對(duì)方激光終端的測(cè)量標(biāo)識(shí)時(shí)刻，并對(duì)本地發(fā)射編碼器的相位進(jìn)行采樣，從而提取測(cè)距值。該相位采樣信息和其他測(cè)量信息組成測(cè)距信息，將其插入傳輸數(shù)據(jù)幀中。待測(cè)距幀編碼完成后通過DAC（Digital to Analog Converter）轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)對(duì)發(fā)射激光載波進(jìn)行調(diào)制。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

利用圖 7所示的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)BPSK調(diào)制/外差相干體制1 Gbit/s通信速率的接收靈敏度進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未采用編譯碼時(shí)該激光通信系統(tǒng)在10–8誤碼率條件下，接收靈敏度為44 光子/bit，而外差接收散彈噪聲量子限為16 光子/bit，外差相干接收實(shí)測(cè)靈敏度與量子限相差近4.4 dB。采用編譯碼技術(shù)后，接收靈敏度獲得提高，實(shí)測(cè)結(jié)果如圖 8所示。測(cè)試結(jié)果表明在傳輸碼率為1 Gbit/s的條件下，采用7/8LDPC編碼后，10–8誤碼率對(duì)應(yīng)的接收靈敏度為11 光子/bit，獲得編碼增益6.02 dB。

圖8 相干激光通信接收靈敏度測(cè)試曲線Fig.8 Reception sensitivity curve of coherent laser communication

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的參考時(shí)鐘采用的是GPS馴服的恒溫晶振，開機(jī)10 min后，馴服準(zhǔn)確精度可以達(dá)到10–10量級(jí)。在相對(duì)距離不變的條件下，采用雙向單程測(cè)距體制時(shí)，測(cè)量?jī)啥说膯蜗驕y(cè)距值變化情況如圖 9（a）所示。圖 9（a）中兩條測(cè)試曲線的距離值隨測(cè)量時(shí)間發(fā)生改變。其中，終端A的測(cè)距值逐漸減小，而終端B的測(cè)距值卻逐漸增大。經(jīng)分析，上述距離值的變化是由于測(cè)量?jī)啥说膮⒖紩r(shí)鐘存在頻差引起的。

根據(jù)雙向單程測(cè)距原理，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到雙向單程測(cè)距值和測(cè)距均值的變化曲線，如圖 9（b）所示，測(cè)量值的均方根值為0.85 mm，與恒溫晶振的秒穩(wěn)指標(biāo)一致。

圖9 基于BPSK外差相干激光通信的測(cè)距曲線Fig.9 Laser ranging results of BPSK heterodyne laser communication

在距離不變的情況下，雙端的頻差可以表示為

其中：fA為終端A的參考頻率；fB為終端B的參考頻率；R1A為A端當(dāng)前時(shí)刻測(cè)得的單向測(cè)量值；R0A為A端前一時(shí)刻測(cè)得的單向測(cè)量值；L為空間光在本時(shí)間段內(nèi)傳輸?shù)木嚯x。

圖9（c）為雙向單程測(cè)量得到的頻差變化曲線。圖中在680 s附近出現(xiàn)了頻率跳變。經(jīng)分析這是由于GPS馴服時(shí)鐘控制環(huán)路進(jìn)行頻率調(diào)整而引起的。

本實(shí)驗(yàn)完成了BPSK調(diào)制/外差相干激光通信與測(cè)距一體化的測(cè)試驗(yàn)證，基于雙向單程測(cè)距，在傳輸碼速率為1 Gbit/s的同等條件下，采用7/8LDPC編碼后，對(duì)應(yīng)10–8誤碼率的通信接收靈敏度達(dá)到11 光子/bit，測(cè)距精度達(dá)到0.85 mm。

4 深空應(yīng)用探索

在實(shí)際深空應(yīng)用中，因鏈路兩端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的光載波多普勒頻移量高達(dá)0.1 nm，這就要求基于BPSK調(diào)制/外差相干探測(cè)的激光測(cè)距通信一體化技術(shù)對(duì)光載波多普勒頻移進(jìn)行有效補(bǔ)償。此外，盡管BPSK調(diào)制/外差相干探測(cè)的靈敏度較高，但仍低于單光子探測(cè)靈敏度。因此，在月地及以遠(yuǎn)深空激光鏈路中應(yīng)慎用相干探測(cè)體制。對(duì)于地球中繼或月球中繼激光通信鏈路，BPSK調(diào)制/外差相干激光通信技術(shù)將更能發(fā)揮高靈敏度接收和抗背景光干擾等優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)月地一體化空間信息傳輸系統(tǒng)的組成（如圖 10所示）及約束條件，結(jié)合基于BPSK調(diào)制/外差相干通信的激光測(cè)距通信一體化特點(diǎn)，該技術(shù)可應(yīng)用于如下任務(wù)場(chǎng)景。

圖10 地月一體化空間信息系統(tǒng)組成Fig.10 Composition of integrated of the Earth and the Moon space information system

1）月球中繼衛(wèi)星系統(tǒng)：為月球基地或月面著陸器等提供數(shù)據(jù)傳輸中繼服務(wù)。應(yīng)用場(chǎng)景包括月地系統(tǒng)的第1拉格朗日點(diǎn)（L1點(diǎn)）與月面著陸器或月球基地的高速中繼通信、第2拉格朗日點(diǎn)（L2點(diǎn)）與月背著陸器或月球基地的高速中繼通信[20-21]。

2）月球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)：為月球基地、月面著陸器或環(huán)月飛行器等提供空間導(dǎo)航服務(wù)[22]。應(yīng)用場(chǎng)景包括月球?qū)Ш叫l(wèi)星與第1拉格朗日點(diǎn)（L1點(diǎn)）中繼衛(wèi)星、第2拉格朗日點(diǎn)（L2點(diǎn)）中繼衛(wèi)星之間的測(cè)距通信，以及月球?qū)Ш叫l(wèi)星與月面陸器或月球基地之間的測(cè)距通信。

5 結(jié)束語

激光測(cè)距通信一體化技術(shù)是未來深空測(cè)控通信的重要發(fā)展方向，國(guó)外已經(jīng)完成在軌演示驗(yàn)證，而我國(guó)還沒有對(duì)月球及深空探測(cè)器實(shí)施激光測(cè)距通信一體化的成功先例。

本文提出的基于BPSK外差相干通信的測(cè)距通信一體化技術(shù)通過了地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)試，驗(yàn)證了激光測(cè)距通信一體化技術(shù)的可行性，并對(duì)該技術(shù)在月球中繼衛(wèi)星系統(tǒng)和月球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討，相關(guān)研究工作仍需進(jìn)一步深入推進(jìn)。

基于BPSK外差相干通信的測(cè)距通信一體化技術(shù)的實(shí)施和應(yīng)用有望大幅提升我國(guó)深空探測(cè)傳輸系統(tǒng)的通信能力和測(cè)距能力。結(jié)合我國(guó)探月及深空探測(cè)任務(wù)，建議我國(guó)科技工作者應(yīng)當(dāng)把握國(guó)家探月工程快速發(fā)展的契機(jī)，盡快將相關(guān)技術(shù)推廣到月地一體化空間信息傳輸系統(tǒng)的建設(shè)中，早日發(fā)揮激光測(cè)距通信一體化技術(shù)的重要作用。

[1]吳偉仁，于登云.深空探測(cè)發(fā)展與未來關(guān)鍵技術(shù)[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào)，2014，1（1）：5-17.WU W R，YU D Y.Development of deep space exploration and its future key technologies[J].Journal of Deep Space of Exploration，2014，1（1）：5-17.

[2]吳偉仁，董光亮，李海濤，等.深空測(cè)控通信系統(tǒng)工程與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2013：1-12.WU W R，DONG G L，LI H T，et al.Engineering and technology of deep space TT&C system[M].Beijing：Science Press，2013：1-12.

[3]于登云，吳學(xué)英，吳偉仁.我國(guó)探月工程技術(shù)發(fā)展綜述[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào)，2016，3（4）：307-314.YU D Y，WU X Y，WU W R.Review of technology development for Chinese lunar exploration program[J].Journal of Deep Space Exploration，2016，3（4）：307-314.

[4]BOROSON D M，ROBINSON B S，MURPHY D V，et al.Overview and results of the lunar laser communication demonstration[J].Proceeding of SPIE，2014（8971）：89710S.

[5]CORNWELL M D.NASA’s optical communications program for 2015 and beyond[J].Proceeding of SPIE，2015（9354）：93540E.

[6]LUZHANSKY E，EDWARDS B，ISRAEL D，et al.Overview and status of the laser communication relay demonstration[J].Proceeding of SPIE，2016（9739）：97390C.

[7]TOYOSHIMA M，F(xiàn)USE T，DIMITAR R K，et al.Current status of research and development on space laser communications technologies and future plans in NICT[C]//IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications （ICSOS）.New Orleans，LA，USA：IEEE，2015：1-5.

[8]HEINE F，MüHLNIKEL G，ZECH H，et al.LCT for the European data relay system：in orbit commissioning of the ALPHASAT and sentinel 1A LCTS[J].Proceeding of SPIE，2014（9354）：93540G.

[9]CHISHIKI Y，YAMAKAWA S，TAKANO Y，et al.Overview of optical data relay system in JAXA[J].Proceeding of SPIE，2016（9739）：97390D.

[10]GRIGORYEV V，KOVALEV V，SHARGORODSKIY V，et al.Highbit-rate laser space communication technology and results of on-board experiment[C]//Proceeding of International Conference on Space Optical Systems and Applications （ICSOS）.Kobe，Japan：IEEE，2014：1-3.

[11]HEMMATI H.Status of free-space optical communications program at JPL[J].Aerospace Conference Proceedings of IEEE，2000（3）：101-105.

[12]HEMMATI H.Deep space optical communications[M].Hoboken：A John Wiley & Sons，INC.，Publication，2006：22.

[13]PASYNKOV V V，SADOVNIKOV M A，SUMERIN V V，et al.The concept and preliminary results of use of satellite laser ranging for GLONASS accuracy improvement[C]//The 18th International Workshop on Laser Ranging.Fujiyoshida，Japan：ILRS，2013.

[14]BOROSON D M，ROBINSON B S.The lunar laser communication demonstration：NASA’s first step toward very high data rate support of science and exploration missions[J].Space Science Reviews，2014（185）：115-128.

[15]邢強(qiáng)林，李艦艇，唐嘉，等.激光載波統(tǒng)一系統(tǒng)方案構(gòu)想[J].飛行器測(cè)控學(xué)報(bào)，2009，28（2）：36-44.XING Q L，LI J T，TANG J，et al.Conception of a unified laser TT&C system[J].Journal of Spacecraft TT & C Technology，2009，28（2）：36-44.

[16]胡瑋，蔣大鋼，鄧科，等.無線激光通信與測(cè)距一體機(jī)的測(cè)距精度分析[J].紅外與激光工程，2008，37（S3）：245-248.HU W，JIANG D G，DENG K，et al.Accuracy analysis on a prototype which combined with optical wireless communication and laser range finding[J].Infrared and Laser Engineering，2008，37（S3）：245-248.

[17]趙馨，牛俊坡，劉云清，等.導(dǎo)航衛(wèi)星中激光通信測(cè)距一體化技術(shù)及鏈路特性分析[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2015，52（6）：87-93.ZHAO X，NIU J P，LIU Y Q，et al.Laser communication/ranging integrated technology and link characteristics in navigation satellite system[J].Laser & Optoelectronics Progress，2015，52（6）：87-93.

[18]GREIN E M，KERMAN A J，DAULER E A，et al.An optical receiver for the lunar laser communication demonstration based on photoncounting superconducting nanowires[J].Proceeding of SPIE，2015（9492）：949208.

[19]黃波，胡修林.北斗2導(dǎo)航衛(wèi)星星間測(cè)距與時(shí)間同步技術(shù)[J].宇航學(xué)報(bào)，2011，32（6）：1271-1275.HUANG B，HU X L.Inter-satellite ranging and time synchronization technique for BD2[J].Journal of Astronautics，2011，32（6）：1271-1275.

[20]吳偉仁，王瓊，唐玉華，等.“嫦娥4號(hào)”月球背面軟著陸任務(wù)設(shè)計(jì)[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào)，2017，4（2）：111-117.WU W R，WANG Q，TANG Y H，et al.Design of Chang’E-4 lunar farside soft-landing mission[J].Journal of Deep Space Exploration，2017，4（2）：111-117.

[21]高珊，周文艷，梁偉光，等.地月拉格朗日L2點(diǎn)中繼星軌道分析與設(shè)計(jì)[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào)，2017，4（2）：122-129.GAO S，ZHOU W Y，LIANG W G，et al.Trajectory analysis and design for relay satellite using Lagrange L2 point of Earth-Moon system[J].Journal of Deep Space Exploration，2017，4（2）：122-129.

[22]熊凱，魏春嶺，劉良棟.基于星間距離測(cè)量的高精度自主導(dǎo)航[J].空間控制技術(shù)與應(yīng)用，2014，40（6）：16-20.XIONG K，WEI C L，LIU L D.High-accuracy autonomous navigation based on inter-satellite range measurement[J].Aerospace Control and Application，2014，40（6）：16-20.