来自太空的量子密钥 BMBF 资助的 QUBE 联盟由 LMU 领导,旨在开发和测试使用纳米卫星进行全球安全通信的硬件。通过利用量子态生成密钥,可以实现通过量子加密的安全通信。与由于信号损失而限制在几百公里内的光纤网络相比,卫星可以促进未来多个地面站和卫星之间密钥的全球交换。太空微型高科技 为了有效实现这一目标,光学和量子通信领域的领先研究小组与通信、卫星和航空航天技术领域的创新公司和机构密切合作。该联盟成功开发了生成量子密钥的技术和必要的紧凑组件,以适应一颗非常小的卫星,即立方体卫星。整个模块总重 3.53 公斤,尺寸为 10 厘米 x 10 厘米 x 30 厘米,不大于鞋盒。跨学科研究团队合作 位于维尔茨堡的独立研究机构 Zentrum für Telematik (ZfT) 负责开发和实现相应的小型卫星。“一项特殊的技术挑战是将所需的卫星功能小型化,尤其是高精度指向地面站,以建立稳定的光学链路。在这里,纳米卫星实现了前所未有的姿态精度,”ZfT 总裁 Klaus Schilling 教授强调道。对于 CubeSat 和地面站之间的信息交换,该研究所
EAGLE-1 任务旨在开发欧洲首个自主的端到端太空量子密钥分发 (QKD) 系统。该任务由欧洲航天局 (ESA) 和 SES 牵头,并与多个欧洲国家航天局和私人合作伙伴合作。最先进的 QKD 系统将包括 EAGLE-1 低地球轨道 (LEO) 卫星上的有效载荷、光学地面站、量子操作网络和密钥管理系统。EAGLE-1 项目代表了下一代量子通信基础设施的重要一步,它提供了宝贵的技术成果和任务数据,并为 EuroQCI 计划的发展做出了贡献。德国航空航天中心 (DLR) 的通信和导航研究所 (IKN) 是 EAGLE-1 任务的重要合作伙伴,参与了太空和地面部分元件的研究和开发。这里我们报告了 QKD 发射器(QKD 有效载荷的重要组成部分)的开发,以及光学地面站 Oberpfaffenhofen (OGS-OP) 的定制,以进行 EAGLE-1 的 IOT 阶段。对于空间部分,DLR-IKN 负责 QKD 发射器的设计,包括软件和固件的开发。该发射器生成量子态,用于实现基于光信号的 QKD 协议,该协议将传输到地面。对于地面部分,OGS-OP 将作为 EAGLE-1 的在轨测试地面站。凭借对一系列量子通信卫星的专业知识以及新实现,OGS-OP 将首次验证有效载荷、光链路和 QKD 系统的性能。我们介绍了 OGS-OP 为该任务所做的主要开发,其中包括实施升级的自适应光学系统以校正大气畸变并优化入射光与单模光纤的耦合。
1 摘要 2 2 简介 3 3 技术方法和论证 3 3.1 系统概述 3 3.2 飞机 4 3.3 起飞和降落 5 3.4 第一阶段:地面站 5 3.5 第二阶段:中继卫星 5 3.6 第三阶段:动力卫星 5 3.7 安全 6 4 2050 年的航空格局 7 4.1 技术就绪水平 7 4.2 供应链就绪水平 8 4.3 制造就绪水平 9 4.4 预计时间表 9 5 技术影响 10 5.1 环境 10 5.2 工业 11 5.3 财务 11 5.4 社会和政治 11 6 研究发展和变化的文件 12 7 结论 12 附录 A – 计算 13 A.1 Friis 传输方程 13 A.2 每颗卫星的财务盈亏平衡成本 13 A.3地面站布局 14 A.4 电离计算 14 A.5 碳足迹计算与比较 15 附录 B – 参考文献 16 致谢 19
1。一个被动1米球,枪弹丸发射车(7英寸枪孔,3英寸亚尺度弹丸),一个分阶段 - 阵列跟踪雷达V-I 2。一个2米的被动球,带有反式思考,火箭升起的车辆,干涉仪型跟踪系统v-3 3 3.一个被动的球体,一个谷壳罐,火箭车,一个拼手阵列跟踪雷达V-3 4。旋转电线密度计(SWD),热敏电阻/降落伞和谷壳,火箭发射车,一个阶梯阵列雷达和两个遥测地面站V-3 5。分子荧光密度计(MFD),热敏电阻/降落伞,谷壳,火箭发射车辆,一个相阵列跟踪雷达和两个遥测地面站V-7 6。一个皮托系统,热敏电阻/降落伞和谷壳,火箭射击的车辆,一个阶梯式阵列跟踪雷达和两个遥测地面statiqns v-9
• 土耳其制造 • 坚固的复合材料 • 现代空气动力学外形 • 自主和手动飞行功能 • 垂直起飞和降落 • 10 公斤最大起飞 • 1.2 公斤有效载荷能力 • (热成像、变焦、双传感器或测绘相机) • 1 公斤有效载荷飞行时间 60-80 分钟 • 10 公里或 25 公里的视频传输 • 15 英寸屏幕、i5 处理器地面站(可选) • 10 英寸屏幕、i7 工业平板电脑地面站(可选) • 5 英寸/8 英寸屏幕遥控器或平板电脑(可选) • 在干扰环境中飞行(可选) • 目标跟踪(可选) • 目标坐标检测(可选) • 人脸识别 - 扫描(可选) • 使用激光测距仪测量距离(可选) • 测绘、3D 地形模型、GIS 数据收集(可选) • 气体泄漏检测(带摄像头)(可选) • 发现、监视和检测、搜索和救援和损害评估、地图绘制、地理信息系统和环境污染检测
通信和报告 用于实时飞行数据通信的 SatcoM 系统与 MSS 集成。记录的任务也可以在飞机着陆后或地面站重播。任务报告,包括任务期间捕获的图像和战术地图快照,可以在空中通过 SatcoM 发送,也可以在着陆后通过电子邮件或手机发送。
项目成员和学生经验:任务分析系统设计系统开发组件采购组件开发系统集成系统集成板软件 /算法开发地面验证地面环境测试地面环境测试安全审查,安全审查卫星交付和启动地面站安装地面安装
L 波段数字航空通信系统 (LDACS) 是未来通信基础设施 (FCI) 中的空对地数据链路技术。LDACS1 是 ICAO 建议进一步研究的两种候选 LDACS 技术之一。在本文中,我们评估了在欧洲范围内部署 LDACS1 系统的可行性。为此,我们考虑了 2020 年的预计数据流量负载以及两倍于 2020 年的流量负载,并执行小区规划以使用 LDACS1 基站为这些流量提供服务。要求是,拟议的小区规划能够完全满足预期的流量需求,并完全覆盖飞行高度 100 以上的欧洲大陆空域。我们提出了一种频率分配方案,其中考虑了距离测量设备 (DME) 地面站的干扰,这些地面站也在 L 波段运行。我们得出的结论是,LDACS1 的欧洲部署很容易实现,可以与当今运营的 DME 站很好地共存,并且仍为未来的流量增长留下了巨大的空间。
澳大利亚的 ADS-B 系统由 61 个重复的 ADS-B 地面站和多点定位站组成。这些系统可对澳大利亚西部、中部和北部高空空域的飞机运行进行持续监控,这些地区目前没有雷达覆盖,悉尼盆地和塔斯马尼亚也包括在内。
• 一次监视雷达 (PSR) 发射高功率信号,部分信号被飞机反射回雷达。雷达根据信号发射和信号反射(范围)接收之间的时间间隔以及天线位置(方位)确定飞机的位置。PSR 不提供飞机的身份或高度,但不需要飞机上的任何特定设备,例如应答器。 • 二次监视雷达 (SSR) 由两个主要元素组成,一个地面询问器/接收器和一个飞机应答器。应答器响应来自地面站的询问,从而确定飞机的身份、距离和地面站的方位。 • S 模式 SSR 是 SSR 的改进。它包含 SSR 的所有功能,还允许通过使用独特的 24 位飞机地址选择性寻址目标,并在地面站和飞机之间建立双向数据链路以交换信息。 • 在许多不需要入侵者检测的国家,ATC 仅使用 SSR 进行航路雷达管制。 • 组合式 PSR/SSR 可在一次安装中利用两种雷达的优势。 • 多点定位依靠飞机应答器发出的信号在多个接收站被检测到来定位飞机。它使用一种称为到达时间差 (TDOA) 的技术来确定飞机的位置。 • 合同式自动相关监视 (ADS-C) 使用自动位置报告系统为运营商和其他人员提供商业服务。它已广泛使用 30 多年,特别是在海洋空域。它要求飞机运营商和地面服务提供商之间签订合同。 • 广播式自动相关监视 (ADS-B) 使用 GPS 技术确定飞机的位置、空速和其他数据,并将该信息广播到收发器网络,收发器网络将数据中继到空中交通管制显示器。