潘 冀,劉珊杉
(國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心,北京 100037)
(接上期)
科學(xué)類衛(wèi)星系統(tǒng)使用的頻率資源可以按照以下維度進(jìn)行劃分:對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行探測(cè)的業(yè)務(wù)頻率,對(duì)空間電臺(tái)進(jìn)行遙令遙測(cè)跟蹤的測(cè)控頻率,以及進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)傳頻率。
科學(xué)類衛(wèi)星系統(tǒng)一般利用衛(wèi)星/航天器在軌道上通過(guò)遙感器(也稱傳感器、探測(cè)器、遙感載荷)獲取人們所需要的觀測(cè)目標(biāo)的各種信息。這些遙感器是科學(xué)類衛(wèi)星系統(tǒng)的有效載荷,也是獲取遙感數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備。由于設(shè)計(jì)和獲取數(shù)據(jù)的特點(diǎn)不同,傳感器種類繁多,使用無(wú)線電頻率的傳感器,主要包括有源微波與無(wú)源微波兩種(光學(xué)遙感對(duì)應(yīng)的光譜也可以以波長(zhǎng)形式描述,但目前不屬于無(wú)線電頻率管理的范疇),對(duì)應(yīng)的無(wú)線電業(yè)務(wù)類型為衛(wèi)星地球探測(cè)/空間研究(有源)和衛(wèi)星地球探測(cè)/空間研究(無(wú)源)。
微波遙感的頻段通常取決于探測(cè)對(duì)象的物理屬性,基本根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)要求選擇頻率,擴(kuò)展空間有限。有源微波遙感涉及無(wú)線電功率的發(fā)射,存在頻率資源競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)調(diào)問(wèn)題,而無(wú)源微波遙感基本是對(duì)遙感對(duì)象自然屬性的反映,只存在無(wú)源頻率保護(hù)問(wèn)題(即如何免受其他系統(tǒng)或業(yè)務(wù)干擾,包括帶內(nèi)和帶外),不存在資源競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)調(diào)問(wèn)題。
4.1.1 頻率劃分
根據(jù)2016年版的《無(wú)線電規(guī)則》的規(guī)定,衛(wèi)星地球探測(cè)(有源)業(yè)務(wù)和空間研究(有源)業(yè)務(wù)頻率劃分如表1所示:
表1 衛(wèi)星地球探測(cè)/空間研究(有源)業(yè)務(wù)頻率劃分
衛(wèi)星地球探測(cè)(無(wú)源)業(yè)務(wù)和空間研究(無(wú)源)業(yè)務(wù)頻率劃分如表2所示。需要注意的是,次要業(yè)務(wù)不能對(duì)指配為主要業(yè)務(wù)的頻率產(chǎn)生有害干擾,也不能要求其保護(hù),因此對(duì)無(wú)源業(yè)務(wù)而言,次要?jiǎng)澐值念l段幾乎沒(méi)有使用價(jià)值,對(duì)無(wú)源探測(cè)頻率進(jìn)行次要?jiǎng)澐值脑蛐枰M(jìn)一步研究。
表2 衛(wèi)星地球探測(cè)/空間研究(無(wú)源)業(yè)務(wù)頻率劃分
4.1.2 頻率使用態(tài)勢(shì)
4.1.2.1 衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)/空間研究(有源)
經(jīng)統(tǒng)計(jì) ,共有16個(gè)國(guó)家申報(bào)了49組包含衛(wèi)星地球探測(cè)(有源)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,資源儲(chǔ)備并不多,具體情況如圖4所示(GSO指地球同步軌道衛(wèi)星,NGSO 指非地球同步軌道衛(wèi)星)。
圖4 衛(wèi)星地球探測(cè)(有源)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
從圖4可以看出,美國(guó)、中國(guó)和法國(guó)申報(bào)數(shù)量位居前列,相互之間差距很小。從網(wǎng)絡(luò)資料頻段占比情況來(lái)看,幾乎所有申報(bào)頻段均在36 GHz 以下。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,散射計(jì)、測(cè)高計(jì)及合成孔徑雷達(dá)主要集中在18 GHz 頻段以下,降水雷達(dá)主要使用13-36 GHz 頻段,云廓線雷達(dá)主要使用70 GHz 以上頻段。有源微波遙感的應(yīng)用目前主要是星載雷達(dá),未來(lái)的應(yīng)用將與傳統(tǒng)的光學(xué)遙感并駕齊驅(qū),共同發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)作用。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),僅5個(gè)國(guó)家申報(bào)了6組包含空間研究(有源)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,多使用L 和S 頻段。我國(guó)僅申報(bào)1組,使用C 頻段,本文不再列圖表示。
4.1.2.2 衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)/空間研究(無(wú)源)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),共有8個(gè)國(guó)家申報(bào)了23組包含衛(wèi)星地球探測(cè)(無(wú)源)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,均為NGSO,具體情況如圖5所示。
圖5 衛(wèi)星地球探測(cè)(無(wú)源)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
從圖5可以看出,與有源遙感類似,美國(guó)、法國(guó)和中國(guó)申報(bào)數(shù)量位居前列,但全球申報(bào)的總量不多。從網(wǎng)絡(luò)資料頻段占比情況來(lái)看,頻率范圍跨度比較大,頻段分布并沒(méi)有特別明顯的集中情況。我國(guó)申報(bào)的4組網(wǎng)絡(luò)資料分別用于氣象系列及海洋系列兩大類衛(wèi)星,使用了從6 GHz 到190 GHz 的多個(gè)頻段。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),僅俄羅斯申報(bào)了一組包含空間研究(無(wú)源)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,使用L 頻段,本文不再列圖表示。
衛(wèi)星測(cè)控分系統(tǒng)在其他系統(tǒng)配合下實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星遙測(cè)、遙控、軌道跟蹤與測(cè)量的功能,是衛(wèi)星/航天器在軌安全、有效工作的基本保障。
測(cè)控功能對(duì)應(yīng)的無(wú)線電業(yè)務(wù)類型為空間操作業(yè)務(wù)。根據(jù)《無(wú)線電規(guī)則》的定義,空間操作業(yè)務(wù)既可以使用為空間操作劃分的頻率,也可以使用衛(wèi)星系統(tǒng)的業(yè)務(wù)頻率。目前國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星的測(cè)控多使用C 頻段,科學(xué)類衛(wèi)星的測(cè)控多使用S 和X 頻段、少部分使用VHF/UHF 頻段。
4.2.1 頻率劃分
空間操作業(yè)務(wù)頻率劃分如表3所示。本文將重點(diǎn)研究包含表3中頻率的網(wǎng)絡(luò)資料,不考慮使用衛(wèi)星系統(tǒng)業(yè)務(wù)頻率開展衛(wèi)星測(cè)控的網(wǎng)絡(luò)資料。
表3 空間操作業(yè)務(wù)頻率劃分
4.2.2 頻率使用態(tài)勢(shì)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),在VHF/UHF 頻段共有29個(gè)國(guó)家申報(bào)了118組包含空間操作業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料。其中401-402 MHz 是主要申報(bào)頻段,頻段占比約82%。其余頻段或因次要?jiǎng)澐?,或因與衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)、衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)共享頻段,有一定的協(xié)調(diào)難度,導(dǎo)致申報(bào)較少或未申報(bào)。具體申報(bào)情況如圖7所示。
測(cè)控系統(tǒng)是衛(wèi)星/航天器在軌工作的必要輔助系統(tǒng),如果空間操作頻率與業(yè)務(wù)頻率采用一體化設(shè)計(jì),便能減小星上代價(jià)。S頻段最初也是由于同時(shí)劃分給衛(wèi)星地球探測(cè)和空間研究業(yè)務(wù)用于數(shù)據(jù)傳輸,為測(cè)控和業(yè)務(wù)一體化設(shè)計(jì)帶來(lái)天然的便利,久而久之形成了當(dāng)前科學(xué)類衛(wèi)星大都選用S 頻段進(jìn)行測(cè)控的局面。經(jīng)統(tǒng)計(jì),S頻段共有53個(gè)國(guó)家申報(bào)了1002組包含空間操作業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,其中美國(guó)、法國(guó)和我國(guó)位居前列,具體申報(bào)情況如圖8所示。相較于S 頻段,L 頻段進(jìn)行空間操作業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料幾乎全部集中在1750-1850 MHz,且?guī)缀跞繛槊绹?guó)申報(bào)。
圖7 VHF/UHF頻段空間操作業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
圖8 S頻段空間操作業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
以7190-7250 MHz 作為遙感衛(wèi)星測(cè)控頻率是2015年世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC-15)提出的新劃分,目前的頻率資源儲(chǔ)備與使用正在逐步發(fā)展中。經(jīng)統(tǒng)計(jì),X 頻段共有7個(gè)國(guó)家申報(bào)了41組包含空間操作業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,均為NGSO。我國(guó)申報(bào)量為32組,以商業(yè)航天和探月工程應(yīng)用為主,數(shù)量明顯高于其他國(guó)家,如圖9所示。我國(guó)快速發(fā)展該頻段測(cè)控應(yīng)用的一個(gè)重要原因就是S 頻段測(cè)控頻率的日趨飽和。
圖9 X頻段空間操作業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是遙感衛(wèi)星有效載荷的重要組成部分,其本質(zhì)是衛(wèi)星到地面的數(shù)據(jù)通信,從衛(wèi)星上形成數(shù)據(jù)開始,經(jīng)過(guò)編碼、壓縮、調(diào)制、信道傳輸、解調(diào)和譯碼等過(guò)程,最終在地面將原始數(shù)據(jù)流恢復(fù)。
近年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,遙感衛(wèi)星無(wú)論在理論、技術(shù)還是應(yīng)用方面都得到了飛速發(fā)展,特別是隨著新型傳感器不斷涌現(xiàn),應(yīng)用型遙感衛(wèi)星正向多分辨率、多遙感平臺(tái)并存的方向發(fā)展,分辨率也在不斷提高。這些進(jìn)步和革新對(duì)數(shù)據(jù)傳輸需求的影響主要表現(xiàn)在遙感數(shù)據(jù)所包含的信息量變大,數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性變高。需求的變化決定著數(shù)傳技術(shù)要使用更高的傳輸頻段和更新的傳輸體制。
4.3.1 頻率劃分
科學(xué)類衛(wèi)星可使用衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)和空間研究業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí),衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸既可以使用衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)頻段,也可以使用地球探測(cè)業(yè)務(wù)頻段。衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)、衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)、空間研究業(yè)務(wù)頻率劃分如表4所示。
表4 衛(wèi)星地球探測(cè)/衛(wèi)星氣象/空間研究業(yè)務(wù)頻率劃分
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4.3.2 頻率使用態(tài)勢(shì)
數(shù)傳頻率是科學(xué)類衛(wèi)星系統(tǒng)用頻矛盾最突出的部分。可用的數(shù)傳頻率并不多,大部分好用頻段已被眾多系統(tǒng)使用,并且S 頻段在我國(guó)主要用于空間操作而非衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)。
4.3.2.1 衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),全球包含衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料共458組,頻段占比靠前的有:X 頻段約59%,S 頻段約44%,401-403 MHz 頻段約19%,Ka 頻段約15%。
結(jié)合實(shí)際衛(wèi)星應(yīng)用情況,同時(shí)考慮我國(guó)S 頻段的特殊性,本文重點(diǎn)研究X 頻段、401-403 MHz 頻段、Ka 頻段的網(wǎng)絡(luò)資料。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),在X 頻段共有41個(gè)國(guó)家申報(bào)了266組包含衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,其中我國(guó)最多,達(dá)到了66組,如圖10所示。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),在401-403 MHz 頻段共有22個(gè)國(guó)家申報(bào)了87組包含衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,其中美國(guó)最多,我國(guó)排名第三,如圖11所示。該頻段是地對(duì)空方向,是數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的主要應(yīng)用頻段,多用于氣象衛(wèi)星從遙控?cái)?shù)據(jù)采集終端收集氣象和其他環(huán)境數(shù)據(jù),也用于其他遙感衛(wèi)星收集地球環(huán)境數(shù)據(jù)。隨著商業(yè)遙感的不斷發(fā)展,陸續(xù)有遙感衛(wèi)星使用該頻段開展衛(wèi)星測(cè)控,上述網(wǎng)絡(luò)資料中約三分之一同時(shí)申報(bào)了空間操作業(yè)務(wù)。測(cè)控業(yè)務(wù)的開展對(duì)數(shù)據(jù)采集信號(hào)的接收造成了一定的干擾,在即將召開的WRC-19大會(huì)上,將研究該頻段衛(wèi)星測(cè)控信號(hào)的發(fā)射參數(shù)限值問(wèn)題。
圖11 401-403 MHz衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),在Ka 頻段共有15個(gè)國(guó)家申報(bào)了70組包含衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,其中英國(guó)最多,我國(guó)緊隨其后,如圖12所示。我國(guó)的資料絕大多數(shù)用于氣象衛(wèi)星系統(tǒng),正在逐步規(guī)劃使用中。從國(guó)際國(guó)內(nèi)來(lái)看,在帶寬更大的Ka 頻段,系統(tǒng)使用有待普及,頻率儲(chǔ)備仍需開展。
圖12 Ka頻段衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
4.3.2.2 衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),全球共15個(gè)國(guó)家申報(bào)了109組包含衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,頻段占比靠前的有:包含400.15-403 MHz 頻段的約76%,包含L 頻段的約72%,包含X 頻段的約34%,包含S 頻段的約22%。
整體來(lái)看,衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)目前主要使用X 頻段及以下的頻率,與衛(wèi)星地球探測(cè)業(yè)務(wù)類似。目前美國(guó)申報(bào)量最大,我國(guó)緊隨其后,如圖13所示。
圖13 衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
4.3.2.3 空間研究業(yè)務(wù)
經(jīng)統(tǒng)計(jì),全球共31個(gè)國(guó)家申報(bào)了374組包含空間研究業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資料,頻段占比靠前的有:包含S 頻段的約63%,包含X 頻段的約39%。S 頻段幾乎全部集中在2025-2110和2200-2290 MHz,X 頻段絕大部分集中在7190-7235 和8450-8500 MHz。申報(bào)情況如圖14所示。
圖14 空間研究業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組數(shù)統(tǒng)計(jì)
可以看出,美國(guó)仍是申報(bào)量最大的國(guó)家,幾乎占據(jù)了全部資料組數(shù)的50%。我國(guó)僅申報(bào)24組,多用于中繼數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和探月工程。另外,我國(guó)很大一部分探測(cè)與地球特性相關(guān)的宇宙空間信息的科學(xué)衛(wèi)星使用了8025-8400 MHz 而非空間研究業(yè)務(wù)的頻段來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。
相較于通信、導(dǎo)航等頻率資源沖突異常激烈的情況,目前大多數(shù)科學(xué)類衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料的申報(bào)都遵循“提前公布+通知”的流程,用什么報(bào)什么、用多少報(bào)多少。如果項(xiàng)目進(jìn)度正常,基本都能如期投入使用。同時(shí),單純通過(guò)在相應(yīng)頻段占有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料優(yōu)先地位并不能有效達(dá)到占有資源、獲得頻率使用權(quán)益的目的,只有衛(wèi)星系統(tǒng)真正在軌使用,結(jié)合必要的規(guī)則地位,才能使自身的用頻權(quán)益得到保護(hù)。
隨著航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展,科學(xué)類衛(wèi)星系統(tǒng)日漸增多,尤其是商業(yè)航天的加入,使得頻率資源也逐漸緊張起來(lái)。因此,對(duì)于科學(xué)類衛(wèi)星未來(lái)的頻率使用,有如下問(wèn)題需重點(diǎn)關(guān)注:
(1)科學(xué)類NGSO 星座系統(tǒng)的頻率兼容性問(wèn)題。NGSO 衛(wèi)星的軌道特性決定了其數(shù)據(jù)的收集、回傳不是實(shí)時(shí)的。對(duì)于傳統(tǒng)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星和空間研究衛(wèi)星,觀測(cè)、研究對(duì)象往往為植被、大氣、海洋、空間射線等自然現(xiàn)象大尺度空間的長(zhǎng)期變化,非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于變化情況對(duì)比是可以滿足要求的。但近年來(lái)隨著觀測(cè)目標(biāo)的豐富,對(duì)觀測(cè)實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高,例如森林火災(zāi)監(jiān)控、短時(shí)天氣預(yù)報(bào)、自然災(zāi)害減災(zāi)等,遙感星座的迅速發(fā)展已成為空間科學(xué)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的顯著特征。
由于NGSO 系統(tǒng)的時(shí)變特性,單顆或少量科學(xué)衛(wèi)星的數(shù)傳接收站數(shù)量有限,通常可以通過(guò)空分、時(shí)分等方式規(guī)避系統(tǒng)間的干擾,因此目前大多數(shù)情況下尚未出現(xiàn)頻率發(fā)生干擾的問(wèn)題。隨著星座系統(tǒng)的日漸增多,其設(shè)計(jì)目標(biāo)又往往是盡可能解決全時(shí)空的覆蓋率,即任何時(shí)間、目標(biāo)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的任何位置上都能同時(shí)可見至少一顆衛(wèi)星,這種應(yīng)用模式下多個(gè)系統(tǒng)間要實(shí)現(xiàn)頻率兼容工作,比之前的難度會(huì)大大增加。
這種情況下,原來(lái)統(tǒng)一使用的、沖突不太明顯的科學(xué)類衛(wèi)星數(shù)傳、測(cè)控等用頻系統(tǒng)在頻率兼容性方面將面臨與以往完全不同的頻率共用環(huán)境,同時(shí)星座系統(tǒng)間頻率共用的干擾評(píng)估方法、干擾保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),以及我們慣用的遙感衛(wèi)星數(shù)傳、測(cè)控頻段干擾仿真方法是否適用等,都需要深入研究才能明確。
(2)科學(xué)類GSO 衛(wèi)星頻率和軌道資源的儲(chǔ)備與協(xié)調(diào)問(wèn)題。傳統(tǒng)科學(xué)衛(wèi)星根據(jù)探測(cè)、研究對(duì)象和任務(wù)要求采用不同的運(yùn)行軌道,但大都為非地球同步軌道,在一定程度上從空間分布規(guī)避了頻率共用干擾的問(wèn)題。但仍有部分需要使用地球同步軌道的遙感衛(wèi)星,例如傳統(tǒng)的氣象衛(wèi)星(例如我國(guó)的FY-2/4系列,歐洲的METEOSAT 系列)等系統(tǒng)。隨著各種空間業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展,目前GSO 科學(xué)衛(wèi)星的任務(wù)也逐步增加,例如2016年6月發(fā)射的我國(guó)首顆地球同步軌道高分辨率(50米)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星高分四號(hào);十三五及國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的高軌20米分辨率SAR 衛(wèi)星等。
GSO 科學(xué)類衛(wèi)星的頻率軌道資源使用方面,需要受到比NGSO 衛(wèi)星系統(tǒng)多得多的約束條件。主要包括:在軌道位置方面,需要與同類其他衛(wèi)星系統(tǒng)間的頻率兼容,同時(shí)還要兼顧與軌道位置鄰近的有頻率重疊的其他非同類(例如通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星等)的頻率兼容;在頻率方面,需要與同類有頻率重疊的NGSO 衛(wèi)星兼容,這通常是比較困難的,例如有源遙感SAR衛(wèi)星高軌系統(tǒng)和低軌系統(tǒng)間干擾評(píng)估和干擾規(guī)避就是十分復(fù)雜的問(wèn)題,目前并無(wú)成熟的ITU 標(biāo)準(zhǔn)。此外,根據(jù)《無(wú)線電規(guī)則》第9.6款的要求,GSO 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料的申報(bào)需要遵循“協(xié)調(diào)+通知”的流程,相對(duì)其他NGSO 科學(xué)類衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料而言,協(xié)調(diào)程序的規(guī)則要求更復(fù)雜。
因此,應(yīng)高度重視科學(xué)業(yè)務(wù)中使用地球同步軌道的衛(wèi)星系統(tǒng)的頻率論證、申報(bào)、協(xié)調(diào)和維護(hù)問(wèn)題。特別是針對(duì)一些涉及國(guó)家重要基礎(chǔ)實(shí)施、規(guī)劃的衛(wèi)星項(xiàng)目,應(yīng)從資源的規(guī)劃、管理、維護(hù)等方面提前布局。
(3)科學(xué)類NGSO 星座系統(tǒng)星間鏈路頻率和軌道資源的儲(chǔ)備與協(xié)調(diào)問(wèn)題。隨著遙感數(shù)據(jù)獲取時(shí)效性、更新頻度要求的不斷提高,無(wú)法簡(jiǎn)單通過(guò)重訪時(shí)間、掃描幅寬等單項(xiàng)指標(biāo)的提升滿足要求時(shí),就必須有足夠多的衛(wèi)星提供足夠?qū)崟r(shí)的數(shù)據(jù),即星座系統(tǒng)的需求越來(lái)越凸顯。但是,星座的覆蓋能力盡管是全球的,能夠建設(shè)接收數(shù)據(jù)站的條件并不容易具備。為此,采用星間鏈路,通過(guò)中繼衛(wèi)星將盡可能多的數(shù)據(jù)傳回來(lái)已成為越來(lái)越多的NGSO遙感衛(wèi)星的采用方式。
根據(jù)《無(wú)線電規(guī)則》中對(duì)星間業(yè)務(wù)的頻率劃分,可選用的頻率資源十分有限,主要集中在S 頻段和Ka 頻段。
S 頻段的情況如前節(jié)所述,在我國(guó)已主要用于空間操作業(yè)務(wù)。雖然用于衛(wèi)星間的數(shù)據(jù)傳輸在規(guī)則上沒(méi)有問(wèn)題,在技術(shù)上也具備一定的可行性,但完成國(guó)內(nèi)協(xié)調(diào)的可行性并不高。
Ka 頻段用于衛(wèi)星間業(yè)務(wù)的頻率為22.55-23.55 GHz、24.45-24.75 GHz、25.25-27.5 GHz 和32.3-33 GHz 頻段,我國(guó)目前除中繼衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星在該頻段有網(wǎng)絡(luò)資料申報(bào)和實(shí)際使用外,其他科學(xué)類衛(wèi)星在相應(yīng)頻段都是近年才開始進(jìn)行申報(bào),應(yīng)該說(shuō)這種情況對(duì)未來(lái)的星座組網(wǎng)而言,從頻率軌道資源的準(zhǔn)備上明顯不足。相關(guān)單位應(yīng)高度重視這個(gè)問(wèn)題,在不對(duì)已有中繼衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星造成有害干擾的情況下充分考慮這種用頻方式可能帶來(lái)的巨大發(fā)展空間。
(4)科學(xué)類衛(wèi)星境外臺(tái)站頻率管理問(wèn)題。此處提出的“境外臺(tái)站”包括中國(guó)衛(wèi)星操作者在海外建站,也包括國(guó)外科學(xué)類衛(wèi)星在中國(guó)落地,以及國(guó)際合作衛(wèi)星項(xiàng)目等的頻率及臺(tái)站管理。
科學(xué)類衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)決定了在其衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的測(cè)控、數(shù)傳功能,因此客觀上不需要限制在國(guó)內(nèi)建站進(jìn)行測(cè)控和數(shù)傳。同時(shí),隨著遙感星座的不斷發(fā)展,海外測(cè)控和建站也逐漸成為滿足系統(tǒng)功能與性能指標(biāo)的重要解決方案。正是由于這種發(fā)展趨勢(shì),對(duì)境外臺(tái)站管理的重要性日益凸顯。
無(wú)線電頻率資源的合理、高效利用,是科學(xué)類衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基石。本文從《無(wú)線電規(guī)則》對(duì)科學(xué)類衛(wèi)星業(yè)務(wù)的定義入手,結(jié)合技術(shù)與操作特性,研究頻率使用和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報(bào)情況并展開分析,力求建立相對(duì)清晰和準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)應(yīng)用規(guī)范,提升科學(xué)類衛(wèi)星業(yè)務(wù)與無(wú)線電資源的適配性,保障科學(xué)類衛(wèi)星健康有序發(fā)展。