中國低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)首星上天，要讓全球永不失聯(lián)

韓沁珂

國內首個可以滿足衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信需求的低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)——鴻雁”星座在太空中有了自己的首顆衛(wèi)星。

12月29日，中國航天科技集團有限公司（下稱航天科技集團）“鴻雁”星座首星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場成功發(fā)射。

“鴻雁”星座由一個移動星座和一個寬帶星座組成，涉及300余顆低軌道小衛(wèi)星及全球數(shù)據(jù)業(yè)務處理中心，具有數(shù)據(jù)通信、導航增強等功能。它最重要的能力是，可以實現(xiàn)全天候、全時段以及在復雜地形條件下的實時雙向通信。

按照規(guī)劃，鴻雁星座工程共三期，最終形成全球低軌移動互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)。

鴻雁應用示意圖 圖片來源：航天科技集團航天科技集團的資料顯示，“鴻雁”星座建成后，智能手機將直接進入衛(wèi)星應用領域，用戶可以在地面網(wǎng)絡和衛(wèi)星網(wǎng)絡間進行切換。在海洋、山林等區(qū)域，地面網(wǎng)絡無法實現(xiàn)覆蓋，衛(wèi)星網(wǎng)絡就成為唯一的通信保障。

航天科技集團稱，“鴻雁”星座可提供兩極地區(qū)空間組網(wǎng)覆蓋、全球通信服務保障、天基導航授時服務、航空航海監(jiān)視，支持智能終端的互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)服務，實現(xiàn)“用溝通連接萬物、讓全球永不失聯(lián)”。

低軌道衛(wèi)星星座，一般是指由多個衛(wèi)星構成的、可進行實時信息處理的大型衛(wèi)星系統(tǒng)，可以實現(xiàn)通信、遙感、導航等功能。星座規(guī)模群體產(chǎn)生的效益，可能超過功能全面、性能突出的大衛(wèi)星。

目前，全球知名的衛(wèi)星通訊星座包括銥星、全球星等。

IRIDIUM NEXT圖片來源：IRIDIUM銥星系統(tǒng)于上世紀末發(fā)射升空，是美國銥星公司委托摩托羅拉公司設計的全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，系統(tǒng)由66顆衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星約重700千克，衛(wèi)星圍繞六條極地圓形軌道運行，軌道高度約為780千米。

Globalstar衛(wèi)星 圖片來源：Spacenews全球星系統(tǒng)最初是由美國勞拉公司（Loral）和高通（Qual-comm）提出的全球數(shù)字衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。后來，美國、英國、法國、韓國、德國等國共同成立了LP集團公司，以推進該系統(tǒng)的建設。全球星系由56顆衛(wèi)星組成，其中48顆為工作星，每8顆一組，分布在六條衛(wèi)星軌道上。

目前，航天初創(chuàng)企業(yè)正在成為建設低軌衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的主力軍。2012年成立的美國初創(chuàng)公司OneWeb就以“建立世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座，讓每個人都能方便上網(wǎng)“為目標。

OneWeb衛(wèi)星示意圖 圖片來源：OneWebOneWeb計劃在近地軌道部署900顆小型衛(wèi)星，組成一個互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)絡，使全球范圍內的用戶都可以通過小巧、低成本的用戶終端與衛(wèi)星連接并接入3G、LTE、5G和WiFi網(wǎng)絡。

中國目前已有三個對外公布的通信衛(wèi)星星座，發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量預計共計744顆。除“鴻雁”星座計劃的300顆衛(wèi)星外，還有民營衛(wèi)星企業(yè)深圳航星光網(wǎng)空間技術有限公司（LaserFleet）規(guī)劃的288顆衛(wèi)星，以及中國航天科工集團“虹云工程”規(guī)劃的156顆衛(wèi)星。

在衛(wèi)星導航星座方面，美國、歐盟、俄羅斯和中國已分別建立了GPS系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)。

伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng) 圖片來源：ESA伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)由歐洲委員會和歐洲太空局共同負責，于1999年發(fā)布。該系統(tǒng)由軌道高度約2.5萬千米的30顆衛(wèi)星組成，其中27顆為工作星，3顆為備份星。

GLONASS示意圖 圖片來源：RussianSpaceWeb格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)于2007年開始運營，包括28顆衛(wèi)星，可以提供海陸空定位及運動速度信息等服務。一開始，該系統(tǒng)只開放俄羅斯境內衛(wèi)星定位及導航服務，此后服務范圍拓展到全球。

由于伽利略系統(tǒng)和格洛納斯系統(tǒng)在定位精度和覆蓋范圍上仍存在弱點，免費提供給全球使用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）維持著一枝獨秀的狀態(tài)。

GPS系統(tǒng)是由美國國防部研制建立的具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。

作為全球最知名的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，GPS由24顆衛(wèi)星組成，包括21顆工作衛(wèi)星、3顆備用衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道高度為2萬千米，運行周期為12小時。衛(wèi)星均勻分布在六個軌道面上，這使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星。

為維護國家安全、提升在衛(wèi)星導航領域的競爭力，中國于20世紀后期開始自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)——北斗系統(tǒng)，先后建成分別為中國和亞太地區(qū)提供服務的北斗一號和北斗二號系統(tǒng)。

12月27日，中國北斗三號基本系統(tǒng)完成建設，于當日開始提供全球服務，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。目前北斗三號包括19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，預計到2020年底，將完成全部30顆衛(wèi)星的發(fā)射組網(wǎng)，系統(tǒng)服務性能將得到進一步提升。

北斗系統(tǒng)衛(wèi)星運行軌跡 圖片來源：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)按照規(guī)劃，到2035年，中國還將建成以北斗系統(tǒng)為核心，更加泛在、融合、智能的綜合定位導航授時（PNT）體系。