前言

随着空间遥感、目标探测识别技术的发展，卫星及各种航天器所需传输的数据量呈指数级增长，目前空间通信所采用的以微波通信为主的传统通信手段已难以满足急剧增长的通信容量需求。相对其他通信模式来说，激光通信手段有明显优势，包括数据传输速率高、能量功耗低、通信带宽大、通信终端尺寸小、抗干扰性强且保密性好等，尤其适合飞机、各种无人平台、卫星等载荷能力有限且数据传输量大的通信平台，是未来建立天空地一体化高速通信网络的重要支撑，无论对国计民生还是对国防安全均有重要的意义。

平流层区域位于大气层的中下部，在这个高度上风速较小，平流层飞行器维持其空间位置所需的功率较小，长期以来各国对它的开发利用相对较少。近年来，随着科学技术的发展和对平流层空间资源认识的深入，平流层飞行器（平流层飞艇、浮空气球和各种飞机）及其应用越来越受到各国的关注和重视。平流层飞行器空间位置相对稳定的特点适合组网通信，激光通信技术可使飞行器之间实现组网连接，通过信息接力方式实现大量数据信息的实时分发、交换、传递。

历经半个多世纪的发展，当前国际上各种链路条件下的点对点激光通信技术已经发展成熟，但是尚未解决多个平台间大动态范围组网通信的问题，因此激光通信至今难以大范围实现工程化应用。考虑到国防安全领域未来信息化、智能化战争对海量数据信息传输的需求，国内外开展了一系列研究试验项目，探索了多平台间激光通信组网系统的总体方案及关键技术，在突破相关难点之后，激光通信组网技术的工程化应用将得到快速推进，进而实现高效的海量数据应用。

一对多激光通信及其组网技术是极具前景的激光通信应用模式。目前该领域的研究工作主要集中在理论分析、方法论证和仿真研究的阶段，距离实际应用还有很大差距。因此，对激光通信及其组网应用技术的探索和研究是十分必要的。

本书是在长春理工大学空间激光通信技术研究团队承担的国家自然科学基金重大研究计划项目“基于多点同时激光通信原理的平流层空间信息组网与传输研究”研究成果的基础上修改、补充、完善而成的。在对大气组成和状态以及平流层飞行器的发展现状初步分析的基础上，对以一对多激光通信为基础的平流层激光通信组网技术与应用进行了深入研究与探讨。

本书在编校和修改完善过程中得到了中国空间技术研究院张涛高级工程师、长春理工大学空间光电技术研究所付强副教授、王超副教授、宋延嵩副教授、白杨杨助理实验师以及常亦迪、张小琳等博士研究生的大力支持与帮助，在此表示衷心感谢。

书中难免有欠缺和不足之处，恳请广大读者予以批评指正。

作者

2020年10月