《深空通信》PPT课件.ppt

第第6章章 深空通信深空通信参考文献参考文献朱立东，吴廷勇，卓永宁。卫星通信导论（第朱立东，吴廷勇，卓永宁。卫星通信导论（第3版）版），北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，2009年年11月月周贤伟等，深空通信，北京：国防工业出版社，周贤伟等，深空通信，北京：国防工业出版社，2009年年5月月David H.Rogstad Alexander Mileant Timothy T.Pham著，李海涛译。深空网的天线组阵技术，北著，李海涛译。深空网的天线组阵技术，北京：清华大学出版社，京：清华大学出版社，2005年年5月月Marvin K.Simon著，夏云，孙威译。高带宽效率著，夏云，孙威译。高带宽效率数字调制及其在深空通信中的应用，北京：清华数字调制及其在深空通信中的应用，北京：清华大学出版社，大学出版社，2006年年8月月William A.Imbriale著，李海涛译。深空网大天线著，李海涛译。深空网大天线技术，北京：清华大学出版社，技术，北京：清华大学出版社，2006年年9月月目录目录一、深空通信概述一、深空通信概述二、深空通信的频段二、深空通信的频段三、深空通信系统的组成及工作原理三、深空通信系统的组成及工作原理四、深空通信的跟踪、测量、控制技术四、深空通信的跟踪、测量、控制技术五、深空通信的调制解调五、深空通信的调制解调/编译码技术编译码技术六、对月及对太空探测技术六、对月及对太空探测技术一、深空通信概述一、深空通信概述n空间通信空间通信n近空通信与深空通信近空通信与深空通信n深空通信的特点深空通信的特点n深空通信的任务深空通信的任务n深空探测对通信和测控的要求深空探测对通信和测控的要求n深空通信存在的问题深空通信存在的问题 空间通信空间通信空间通信空间通信：以：以地球大气层之外地球大气层之外的航天器为的航天器为对象的无线电通信，称为空间无线电通信，对象的无线电通信，称为空间无线电通信，简称空间通信，或简称空间通信，或宇宙通信宇宙通信。空间通信的空间通信的三种形式三种形式地球站与航天器之间的通信地球站与航天器之间的通信航天器之间的通信航天器之间的通信通过航天器的转发或发射来进行的地球站相互通过航天器的转发或发射来进行的地球站相互间的通信间的通信空间通信分为空间通信分为近空通信近空通信和和深空通信深空通信近空通信：近空通信：地球上的实体与地球卫星轨道上的航天地球上的实体与地球卫星轨道上的航天器之间的通信，通信距离为数百至数万公里器之间的通信，通信距离为数百至数万公里。深空通信：深空通信：地球上的实体与离开地球卫星轨道进入地球上的实体与离开地球卫星轨道进入太阳系的航天器之间的通信太阳系的航天器之间的通信，通信距离达几十万公，通信距离达几十万公里至几亿、几十亿公里，包括各行星表面的区域通里至几亿、几十亿公里，包括各行星表面的区域通信以及地球与太阳系以外星球间的通信。信以及地球与太阳系以外星球间的通信。1988年世界无线电管理大会将距离地球年世界无线电管理大会将距离地球2106 km作作为新的近空和深空分界线标准，即深空为新的近空和深空分界线标准，即深空是指与地球是指与地球的距离大于或等于的距离大于或等于2106 km的空间的空间。我国航天界将深空定义为月球和月球以远的外层空我国航天界将深空定义为月球和月球以远的外层空间，将地球上的实体与间，将地球上的实体与处于月球及月球以远的宇宙处于月球及月球以远的宇宙空间中的航天器之间的通信称为深空通信空间中的航天器之间的通信称为深空通信近空通信与深空通信近空通信与深空通信深空通信的特点深空通信的特点通信距离极其遥远，链路损耗大通信距离极其遥远，链路损耗大信号传输时延很长，例如地球与火星之间的信息信号传输时延很长，例如地球与火星之间的信息传输往返时间约为传输往返时间约为1040 min工作频率高，可用频带宽工作频率高，可用频带宽非对称的信道带宽。上行链路的带宽比下行链路非对称的信道带宽。上行链路的带宽比下行链路的带宽窄，相差的带宽窄，相差12个数量级。例如，个数量级。例如，“卡西尼卡西尼”号的上行链路速率为号的上行链路速率为1 kb/s，而下行为，而下行为166 kb/s由于深空探测器平台的限制，发射天线增益有限，由于深空探测器平台的限制，发射天线增益有限，发射功率通常不超过发射功率通常不超过2030W信道为信道为AWGN（加性白高斯噪声）模型（加性白高斯噪声）模型通信系统要求具有极高的可靠性，费用昂贵通信系统要求具有极高的可靠性，费用昂贵全天候工作能力。全球范围设立深空通信设施，全天候工作能力。全球范围设立深空通信设施，以组成深空通信网以组成深空通信网表表1 1 太阳系各行星至地球和太阳的距离和时延太阳系各行星至地球和太阳的距离和时延深空探测对通信和测控的要求深空探测对通信和测控的要求l能将地球站的波束瞄准航天器，建立空地链路，称为角跟踪；能将地球站的波束瞄准航天器，建立空地链路，称为角跟踪；l能测量出地球站到航天器的角位置、距离和速度，称为测轨；能测量出地球站到航天器的角位置、距离和速度，称为测轨；l能将航天器引导到距离目标的质心或边缘的一定距离以内，能将航天器引导到距离目标的质心或边缘的一定距离以内，称为导航；称为导航；l能将航天器内各分系统的观测仪器的工作状况传到地球站，能将航天器内各分系统的观测仪器的工作状况传到地球站，使地面控制中心了解航天器的运行情况，称为遥测；使地面控制中心了解航天器的运行情况，称为遥测；l能将航天器观测到的数据和图像传到地球站，称为数传；能将航天器观测到的数据和图像传到地球站，称为数传；l地球站能对航天器自主运行不能解决的故障，利用上行链路地球站能对航天器自主运行不能解决的故障，利用上行链路发出命令进行辅助性干预，称为遥控。发出命令进行辅助性干预，称为遥控。深空通信的任务深空通信的任务航天器通过航天器通过“下行链路下行链路”（从航天器至地（从航天器至地球站，也称遥测链路）回传航天器在深空球站，也称遥测链路）回传航天器在深空所获取的信息所获取的信息为实施对航天器的控制与引导，需要经上为实施对航天器的控制与引导，需要经上行链路（也称遥控链路）向航天器传送跟行链路（也称遥控链路）向航天器传送跟踪和指令信息踪和指令信息 深空通信的跟踪分系统向航天器发射被指深空通信的跟踪分系统向航天器发射被指令信号和测距信号调制的标准载波令信号和测距信号调制的标准载波从接收信号可提取的信息包括从接收信号可提取的信息包括接收信号强度接收信号强度记录信号波形和频谱记录信号波形和频谱含多普勒信息的接收信号频率含多普勒信息的接收信号频率信号传输往返延时信号传输往返延时接收信号入射方向接收信号入射方向深空通信的任务（续）深空通信的任务（续）遥测分系统接收来自航天器的科学数据、工遥测分系统接收来自航天器的科学数据、工程数据和图像数据。程数据和图像数据。科学数据是指航天器传感器获取的科学数据是指航天器传感器获取的探测对象的信探测对象的信息数据息数据工程数据是指航天器上工程数据是指航天器上仪器、仪表和系统状态的仪器、仪表和系统状态的信息数据信息数据图像数据的信息量较科学数据、工程数据大很多，图像数据的信息量较科学数据、工程数据大很多，传输传输“行星任务行星任务”获得的图像需要获得的图像需要几十至几百几十至几百kb/s的速率的速率此外，回传的信息还包括航天器对遥控信号的此外，回传的信息还包括航天器对遥控信号的应应答信号答信号深空通信的任务（续）深空通信的任务（续）深空通信存在的问题深空通信存在的问题链路连接断断续续，面临测控和通信的中断问题。链路连接断断续续，面临测控和通信的中断问题。由于通信双方处于相对运动状态，通信信道有中由于通信双方处于相对运动状态，通信信道有中断的可能。断的可能。接收信号极其微弱，接收信噪比极低，数据传输接收信号极其微弱，接收信噪比极低，数据传输误比特率较高误比特率较高复杂通信环境。在月球和其它行星上，其辐射温复杂通信环境。在月球和其它行星上，其辐射温度和振动等环境比地面恶劣和复杂度和振动等环境比地面恶劣和复杂高精度的导航和定位问题高精度的导航和定位问题二、深空通信的频段二、深空通信的频段表表2 2 深空通信的工作频段深空通信的工作频段目录目录一、深空通信概述一、深空通信概述二、深空通信的频段二、深空通信的频段三、深空通信系统的组成及工作原理三、深空通信系统的组成及工作原理四、深空通信的跟踪、测量、控制技术四、深空通信的跟踪、测量、控制技术五、深空通信的调制解调五、深空通信的调制解调/编译码技术编译码技术六、对月及对太空探测技术六、对月及对太空探测技术三、深空通信系统的组成及工作原理三、深空通信系统的组成及工作原理深空通信系统包括空间段和地面段深空通信系统包括空间段和地面段空间段主要由航天器上的通信设备组成，包括空间段主要由航天器上的通信设备组成，包括飞行数据（含遥测信息及航天器探测宇宙目标飞行数据（含遥测信息及航天器探测宇宙目标所获得的信息）分系统、指令分系统、调制所获得的信息）分系统、指令分系统、调制/解解调分系统、射频分系统和天线等调分系统、射频分系统和天线等地面段包括任务的计算和控制中心、测控设备、地面段包括任务的计算和控制中心、测控设备、深空通信收发设备和天线等深空通信收发设备和天线等图图1 1 深空通信系统的组成深空通信系统的组成深空通信的基本原理深空通信的基本原理深空通信主要包括三大分系统：跟踪分系深空通信主要包括三大分系统：跟踪分系统、遥测分系统、指令分系统统、遥测分系统、指令分系统。与三大分。与三大分系统相对应，深空通信要完成跟踪、遥测系统相对应，深空通信要完成跟踪、遥测和指令三大基本功能。和指令三大基本功能。跟踪分系统跟踪分系统要获取航天器的要获取航天器的位置和速度位置和速度、无线电传播媒质、无线电传播媒质以及太阳系特性的信息，使地面能监视航天器的以及太阳系特性的信息，使地面能监视航天器的飞行轨迹飞行轨迹并对其导航并对其导航。为遥测遥控提供射频载波和附加的。为遥测遥控提供射频载波和附加的参考信号参考信号，以支持遥测和指令功能。以支持遥测和指令功能。遥测分系统遥测分系统接收接收从航天器发回地球的信息，包括科学数据、从航天器发回地球的信息，包括科学数据、工程数据和图像数据。工程数据和图像数据。科学数据源于从航天器上开展实验科学数据源于从航天器上开展实验所获得的信息；工程数据载有航天器上仪器、仪表和系统所获得的信息；工程数据载有航天器上仪器、仪表和系统状态的信息，这些数据容量中等但极有价值，要求准确传状态的信息，这些数据容量中等但极有价值，要求准确传送。图像数据容量大，但信息冗余量较大，仅要求中等质送。图像数据容量大，但信息冗余量较大，仅要求中等质量的传输。量的传输。指令分系统指令分系统将地面的将地面的控制信息控制信息发送到航天器，令其在规定发送到航天器，令其在规定的时间执行规定的动作。通常指令链路传送的是低速率、的时间执行规定的动作。通常指令链路传送的是低速率、小容量数据，但对传输质量要求极高，保证到达航天器的小容量数据，但对传输质量要求极高，保证到达航天器的指令准确无误。指令准确无误。图图2 2 地面跟踪分系统框图地面跟踪分系统框图跟踪分系统跟踪分系统地面跟踪分系统由标准频率源、激励器系统、发射机、产生地面跟踪分系统由标准频率源、激励器系统、发射机、产生S、X、Ka频段频段射频载波信号的微波系统组成。射频载波信号可被指令和测距信号调制射频载波信号的微波系统组成。射频载波信号可被指令和测距信号调制图图3 3 航天器跟踪分系统框图航天器跟踪分系统框图接收机利用锁相环锁定并跟踪上行链路载波，并产生一个相位与上行链路载接收机利用锁相环锁定并跟踪上行链路载波，并产生一个相位与上行链路载波相干的参考信号，该信号用来解调源自上行链路载波的测距和指令信号。波相干的参考信号，该信号用来解调源自上行链路载波的测距和指令信号。激励器对下行链路载波信号进行相位调制，然后调相信号被发射机放大，并激励器对下行链路载波信号进行相位调制，然后调相信号被发射机放大，并通过天线发射回到地面。通过天线发射回到地面。DOR：差分单向测距。：差分单向测距。跟踪分系统产生的输出跟踪分系统产生的输出相干载波参考信号相干载波参考信号接收信号频率（多普勒信息）接收信号频率（多普勒信息）地面站到航天器来回行程的时延（测距信地面站到航天器来回行程的时延（测距信息）息）接收信号方向（角度信息）接收信号方向（角度信息）提供自动增益控制的接收信号强度提供自动增益控制的接收信号强度接收信号的波形和频谱记录（开环记录）接收信号的波形和频谱记录（开环记录）遥测分系统遥测分系统图图4 4 深空通信遥测分系统框图深空通信遥测分系统框图遥测发射机在航天器上，首先对数据进行编码，然后对一个方波副载遥测发射机在航天器上，首先对数据进行编码，然后对一个方波副载波进行相位调制（波进行相位调制（PSK），最后对一个正弦波进行相位调制（），最后对一个正弦波进行相位调制（PM）并）并发射出去。接收机在地面站，接收机跟踪载波，并将捕获的射频信号发射出去。接收机在地面站，接收机跟踪载波，并将捕获的射频信号下变频到与参考信号相干的中频，然后副载波解调得到基带信号。之下变频到与参考信号相干的中频，然后副载波解调得到基带信号。之后是符号同步和后是符号同步和译码。深空通信常采用译码。深空通信常采用PCM/PSK/PM调制方式。调制方式。指令分系统指令分系统多任务指令分系统上行链路组成框图多任务指令分系统上行链路组成框图指令系统（指令系统（CMD）由地面向航天器提供航天器的动作操作指令）由地面向航天器提供航天器的动作操作指令。多任务指令分系统（。多任务指令分系统（MMC）将进入任务操作中心）将进入任务操作中心(MOC)生生效的指令的入口点扩展到航天器分系统的指令分配点，分配效的指令的入口点扩展到航天器分系统的指令分配点，分配前进行了差错检测和校正。前进行了差错检测和校正。MMC系统包含由系统包含由MOC、DSN、航天器指令检测器和译码器所执行的指令功能，指令系统实航天器指令检测器和译码器所执行的指令功能，指令系统实现多任务指令分发和计算功能。现多任务指令分发和计算功能。四、深空通信的跟踪、测量、控制技术四、深空通信的跟踪、测量、控制技术跟踪类型跟踪类型单向跟踪：由航天器上的信号源产生下行链路信号，单向跟踪：由航天器上的信号源产生下行链路信号，地球站接收和跟踪该信号，地球站没有向航天器发送地球站接收和跟踪该信号，地球站没有向航天器发送上行链路信号；上行链路信号；双向跟踪双向跟踪双向相干跟踪：由地球站产生上行链路信号，航天器接收和跟双向相干跟踪：由地球站产生上行链路信号，航天器接收和跟踪该信号。航天器发射与上行链路相干的下行链路信号，供产踪该信号。航天器发射与上行链路相干的下行链路信号，供产生上行链路信号的地球站接收和跟踪；生上行链路信号的地球站接收和跟踪；双向非相干跟踪：航天器发射的下行链路信号与上行链路信号双向非相干跟踪：航天器发射的下行链路信号与上行链路信号是不相干的，下行链路信号频率通常由航天器上的超高稳定的是不相干的，下行链路信号频率通常由航天器上的超高稳定的晶体振荡器或原子钟产生。晶体振荡器或原子钟产生。三向跟踪：一个地球站完成双向跟踪，另一地球站则三向跟踪：一个地球站完成双向跟踪，另一地球站则利用不同的频率或不同的天线跟踪下行链路。利用不同的频率或不同的天线跟踪下行链路。距离和多普勒测量跟踪距离和多普勒测量跟踪在深空通信中，航天器的距离测量是通过测量某在深空通信中，航天器的距离测量是通过测量某个深空站产生的个深空站产生的测距信号的往返传输时间测距信号的往返传输时间获得的。获得的。测站产生的一系列测距信号被调相在发射的载波测站产生的一系列测距信号被调相在发射的载波信号上。航天器接收机锁相环锁定并跟踪上行载信号上。航天器接收机锁相环锁定并跟踪上行载波，再产生与上行载波相干的参考信号。利用参波，再产生与上行载波相干的参考信号。利用参考信号对测距信号进行解调。考信号对测距信号进行解调。传统多普勒和距离测轨具有局限性，促进了传统多普勒和距离测轨具有局限性，促进了甚长甚长基线干涉（基线干涉（VLBI）测量技术）测量技术的发展。的发展。VLBI技术利技术利用河外星系射电源（如类星体）发出的宽带微波用河外星系射电源（如类星体）发出的宽带微波辐射信号，由于信号非常微弱，需要使用辐射信号，由于信号非常微弱，需要使用大口径大口径天线、低噪声接收机和宽带记录装置天线、低噪声接收机和宽带记录装置。甚长基线干涉测量（甚长基线干涉测量（VLBI）来自遥远信源的电波到达两个相距极远的天线，信号被放大、混频至基带，来自遥远信源的电波到达两个相距极远的天线，信号被放大、混频至基带，数字化、打时标并记录，对记录的信号进行互相关处理，以确定信号到达两数字化、打时标并记录，对记录的信号进行互相关处理，以确定信号到达两站的时间差。这一时间差称为站的时间差。这一时间差称为VLBI延迟，由几何延迟加上钟差，以及信号延迟，由几何延迟加上钟差，以及信号通过电离层、对流层、测量设备等引起的延迟构成。利用基线长度和方向的通过电离层、对流层、测量设备等引起的延迟构成。利用基线长度和方向的先验信息，可从几何延迟中推导出信源位置的一个角度分量。先验信息，可从几何延迟中推导出信源位置的一个角度分量。五、深空通信的调制和编码技术五、深空通信的调制和编码技术调制解调技术调制解调技术深空通信信道是典型的带限和非线性变参信道，深空通信信道是典型的带限和非线性变参信道，由于深空通信信道的由于深空通信信道的非线性效应非线性效应，要求调制后，要求调制后的波形尽量具有恒包络结构，很少采用幅度变的波形尽量具有恒包络结构，很少采用幅度变化的数字调制技术化的数字调制技术在频域内，要求已调载波具有良好的频谱特性，在频域内，要求已调载波具有良好的频谱特性，要求已调波具有最小的功率占有率，即已调波要求已调波具有最小的功率占有率，即已调波的频谱要具有快速的高频滚降特性的频谱要具有快速的高频滚降特性深空通信的调制解调技术恒包络调制恒包络调制：BPSK、QPSK、OQPSK、差分编码QPSK、/4QPSK、MSK、GMSK等调制方式 准恒包络调制准恒包络调制：FQPSK、IJF-QPSK、SQORC、互相关网格编码正交调制（XTCQM）、整形偏移QPSK等调制方式 深空通信的信道编译码技术深空通信的信道编译码技术深空通信的信道特点深空通信的信道特点深空通信信道与无记忆的高斯信道非常相似，而这种深空通信信道与无记忆的高斯信道非常相似，而这种信道正是编码理论的信道模型，使得信道编码的理论信道正是编码理论的信道模型，使得信道编码的理论和仿真效果与实际相差无几和仿真效果与实际相差无几 深空通信信道的频带带宽很丰富，允许使用频带利用深空通信信道的频带带宽很丰富，允许使用频带利用率较低的二进制的调制方案率较低的二进制的调制方案深空通信信号信噪比极低，数据传输前要高度压缩冗深空通信信号信噪比极低，数据传输前要高度压缩冗余部分，对传输中出现的差错非常敏感，采用信道编余部分，对传输中出现的差错非常敏感，采用信道编码技术可用提升通信性能码技术可用提升通信性能由于传输距离非常远，信号能量衰减严重，需要用各由于传输距离非常远，信号能量衰减严重，需要用各种措施来弥补，其中包括高增益、低编码效率的编码种措施来弥补，其中包括高增益、低编码效率的编码和复杂的译码技术，从而导致传输速率很低和复杂的译码技术，从而导致传输速率很低编码效率编码效率几个常用编码效率：几个常用编码效率：1/2、2/3、4/5和和7/8保证信保证信号传输的高可靠性号传输的高可靠性中等编码效率允许链路设计有更多的灵活性中等编码效率允许链路设计有更多的灵活性信道编码的帧和码字长度信道编码的帧和码字长度CCSDS建议推荐使用的帧长度值分别为建议推荐使用的帧长度值分别为1784bit、3568bit、7136bit、8920bit具有较小帧长度的信道编码有利于降低系统复具有较小帧长度的信道编码有利于降低系统复杂度，从而减轻探测器的负荷，可考虑帧长度杂度，从而减轻探测器的负荷，可考虑帧长度1024bit、4096bit、7136bit和和16384bit信道编码的复杂度信道编码的复杂度编解码复杂度：与硬件实现电路有关编解码复杂度：与硬件实现电路有关深空通信的编深空通信的编/译码译码深空通信中比较成熟的编码方式包括线性分组码、深空通信中比较成熟的编码方式包括线性分组码、循环码、卷积码和交织编码。循环码、卷积码和交织编码。Turbo码和码和LDPC码可以较大地提高编码增益，是码可以较大地提高编码增益，是深空通信中常用的编码方式。深空通信中常用的编码方式。此外，还采用级联码以及编码此外，还采用级联码以及编码和调制相结合的编和调制相结合的编码调制方式。码调制方式。深空通信中可采用以下级联码：深空通信中可采用以下级联码：RS码（外码）码（外码）+卷积码（内码），译码采用维特比译卷积码（内码），译码采用维特比译码；码；LDPC（外码）（外码）Turbo码（内码）。码（内码）。标准级联码系统原理框图标准级联码系统原理框图信道编码信道编码深空任务深空任务时间时间未编码未编码“探险者探险者”号，号，“水手水手”号号1958现在现在（25，12）卷积码）卷积码“先驱者先驱者”号，号，“金星金星”号号19681978（32，6）Reed-Muller码码“水手水手”号，号，“海盗海盗”号号19691975Golay码码“旅行者旅行者”号号1977现在现在RS（255，223）+（7，1/2）“旅行者旅行者”号，号，“伽利略伽利略”号号1977现在现在RS（255，223）+（7，1/3）“旅行者旅行者”号号1977现在现在RS（255，var）+（14，1/4）“伽利略伽利略”号号19892003RS（15，1/6）“卡西尼卡西尼”号，号，“火星探路火星探路者者”号号1996现在现在Turbo“信使信使”号，号，“日地关系观日地关系观测卫星测卫星”号，号，“火星侦察轨火星侦察轨道器道器”号号2004现在现在LDPC“星群星群”号，号，“火星科学实火星科学实验室验室”号号近期近期NASA深空任务采用的信道编码深空任务采用的信道编码未来空间任务对信道编码的要求未来空间任务对信道编码的要求深空信道编码的应用场合深空信道编码的应用场合深空遥测（不包含火星任务）深空遥测（不包含火星任务）火星探测（信息从探测器发送到近火星表面或者是地火星探测（信息从探测器发送到近火星表面或者是地球地面站之间的遥测链路）球地面站之间的遥测链路）火星和月球探测任务（链路设在从探测器发送到近火火星和月球探测任务（链路设在从探测器发送到近火星表面和建在月球上的基础通信设施）星表面和建在月球上的基础通信设施）火星表面的应用（链路设在登陆者、漫游者和接近火火星表面的应用（链路设在登陆者、漫游者和接近火星表面工作的机器人之间）星表面工作的机器人之间）新型信道编码的要求新型信道编码的要求具有大的编码增益具有大的编码增益具有高的频谱利用效率具有高的频谱利用效率具有较低的编码和译码复杂度具有较低的编码和译码复杂度六、深空通信关键技术的发展趋势六、深空通信关键技术的发展趋势工作频段提高到工作频段提高到Ka深空通信协议深空通信协议现有现有CCSDS空间空间/地面协议栈地面协议栈延迟容忍网络协议栈延迟容忍网络协议栈深空光通信技术深空光通信技术天线组阵技术天线组阵技术行星际行星际Internet技术技术深空探测无线电测量新技术深空探测无线电测量新技术甚长基线干涉测量技术甚长基线干涉测量技术差分甚长基线干涉测量技术差分甚长基线干涉测量技术连接元干涉技术连接元干涉技术同波束干涉技术同波束干涉技术七、对月及对太空的探测技术七、对月及对太空的探测技术在深空探测与通信中，美、俄等国首先对月球进在深空探测与通信中，美、俄等国首先对月球进行了探测行了探测欧空局、日本和印度也有探月计划欧空局、日本和印度也有探月计划我国也将探月作为深空探测的重要一步，计划采我国也将探月作为深空探测的重要一步，计划采取取“绕绕”、“落落”、“回回”三个步骤，达到探月三个步骤，达到探月研究目标研究目标美国等还对火星进行了探测美国等还对火星进行了探测NASA、ESA和意大利宇航局合作，于和意大利宇航局合作，于2004年将年将“卡西尼卡西尼”号送达土星，用于对土星的科学研究号送达土星，用于对土星的科学研究