天通一號02星升空打破航空領(lǐng)域海事衛(wèi)星壟斷更進(jìn)一步

+謝鷹

11月12日，天通一號02星順利發(fā)射升空，將為中國及周邊等地區(qū)提供移動通信服務(wù)。那么，這顆衛(wèi)星的成功發(fā)射跟航空行業(yè)有什么關(guān)系呢？

天通一號是什么？

天通一號是我國的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，也被稱為“中國版海事衛(wèi)星”，它工作于S頻段，上行1980～2010MHz，下行2170～2200MHz，該頻率屬于衛(wèi)星移動頻率，由中國電信負(fù)責(zé)運行維護(hù)，采用1740號段，可以為用戶提供基于衛(wèi)星的移動通信業(yè)務(wù)。

天通一號能干什么？

無所不在的覆蓋一直是移動通信行業(yè)同仁致力追求的目標(biāo)，考慮到基站建設(shè)和傳輸成本，我們很容易實現(xiàn)人員密集區(qū)域的移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，但廣大的山區(qū)、林地、草原、沙漠、海洋要想實現(xiàn)移動通信是非常困難的，沒有電力，地形原因?qū)е码y以或無法建設(shè)基站，無法鋪設(shè)傳輸管線……所以作為移動通信強(qiáng)國的中國，網(wǎng)絡(luò)的國土面積覆蓋率也不會超過40%，仍有60%的國土沒有被覆蓋。

天通一號衛(wèi)星就是將類似基站的通信設(shè)施放置于地球同步軌道衛(wèi)星上，然后通過多波束的頻分復(fù)用技術(shù)覆蓋大地，在地面上通過手持或者便攜天通終端就可以實現(xiàn)語音、短信、數(shù)據(jù)通信功能了，衛(wèi)星與地面終端通信方式采用了S波段移動衛(wèi)星通信頻率，由于僅有2*30MHz頻率，同時通信路徑長達(dá)3.6萬公里，所以一般的手持天通手機(jī)僅可以實現(xiàn)圖1中的功能：

雖然速率跟地面4G、5G沒有辦法相比，但它無所不在的室外覆蓋能力，絕對是目前陸地4G、5G移動通信網(wǎng)無法比擬的。

千萬別小看這個打電話和窄帶上網(wǎng)功能，這可是無所不在的通信，只要你能抬頭看天，就能搜到天通衛(wèi)星信號，可以在任何能看到天的地方暢聊，這對于驢友、各種行業(yè)應(yīng)用和應(yīng)急救援來說，著實解了燃眉之急。而窄帶上網(wǎng)功能雖然速率低，但對于解決廣袤偏遠(yuǎn)地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)接入需求，天通衛(wèi)星系統(tǒng)完全夠用。

天通一號規(guī)劃了幾顆衛(wèi)星？

天通一號一共規(guī)劃了三顆衛(wèi)星，2016年發(fā)射了天通一號01星，它國際編號為2016-048A，軌道高度35758～35815千米，軌道傾角3.7°，東經(jīng)101.4°，主要覆蓋中國及周邊地區(qū)（參見圖2）；2020年11月12日發(fā)射天通一號02星，主要覆蓋印度洋、中東、非洲等一帶一路沿線區(qū)域；2021年下半年將發(fā)射天通一號03星，覆蓋太平洋等區(qū)域。屆時天通一號衛(wèi)星可以實現(xiàn)除了南北極，其他區(qū)域全覆蓋。

天通一號為什么叫中國版“海事衛(wèi)星”？

天通一號跟第四代海事衛(wèi)星類似，也是采用地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星，用三顆衛(wèi)星實現(xiàn)了全球覆蓋（不同的是海事衛(wèi)星利用的是L頻段1525.0～1559.0MHz，1626.5MHz～1660.5MHz，而天通衛(wèi)星利用的是S頻段1980～2010MHz，2170～2200MHz），二者都采用了多波束頻分復(fù)用，都屬于窄帶移動衛(wèi)星系統(tǒng)，所以天通一號也被稱為中國版“海事衛(wèi)星”。

圖1 一般的手持天通手機(jī)可實現(xiàn)功能

圖2 天通一號01星理論覆蓋范圍

窄帶衛(wèi)星系統(tǒng)除了有海事衛(wèi)星系統(tǒng)和天通一號之外，還有歐星系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)都是地球同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，只需3～4顆即可實現(xiàn)全球覆蓋。此外，值得一提的還有美國的銥星系統(tǒng)，銥星系統(tǒng)是LEO中低軌道系統(tǒng)，銥星系統(tǒng)由66+6=72顆衛(wèi)星實現(xiàn)全球覆蓋，由于銥星屬于LEO衛(wèi)星，與GEO衛(wèi)星均部署在赤道上空不同，因此銥星能對兩極地區(qū)也實現(xiàn)良好覆蓋。

天通一號數(shù)據(jù)傳輸功能跟北斗短報文有什么區(qū)別？

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)有短報文通信功能，并已經(jīng)實現(xiàn)了全球覆蓋，為何還要發(fā)展天通一號系統(tǒng)呢？因為天通一號系統(tǒng)可以實現(xiàn)除了北斗短報文功能之外的語音通信、窄帶上網(wǎng)功能，而北斗衛(wèi)星系統(tǒng)主要還是用于導(dǎo)航，其通信功能只有短報文，僅僅適合于一些應(yīng)急救援。（參見圖3）

天通一號跟高通量衛(wèi)星和LEO寬帶衛(wèi)星星座區(qū)別？

天通一號既然這么厲害，為何還要建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)呢？天通一號定位于窄帶移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，首先解決有沒有的問題，天通一號衛(wèi)星上天，基本解決了語音、短信和窄帶上網(wǎng)需求，但要想實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)功能，就不能用頻率資源較少的L頻段和S頻段了，必須使用如Ku頻段、Ka頻段這樣更高的頻段。

更高的頻段意味著更多的頻率資源，可以提供更大的上網(wǎng)帶寬，因此，高通量衛(wèi)星都是容量動輒幾十G、上百G的Ku衛(wèi)星和Ka衛(wèi)星。當(dāng)然還有中低軌道的LEO星座。但是由于衛(wèi)星頻段上去了，衛(wèi)星接收天線和功放設(shè)計很難小型化，寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)很難做成手持終端的樣子，基本都是采用便攜式或者固定站的形式。

圖3 北斗短報文功能示意圖

天通一號的手機(jī)都有哪些，值得購買嗎？

天通一號移動衛(wèi)星系統(tǒng)是后起之秀，相對于海事衛(wèi)星、歐星、銥星系統(tǒng)，其終端類型豐富，可選擇余地也比較大，同時也大大拉低了衛(wèi)星移動通信的費用，一個月1000元左右，驢友就可以放心去野游，再也不用擔(dān)心失聯(lián)。

天通一號跟航空有什么關(guān)系？

作為中國版海事衛(wèi)星的天通一號大規(guī)模商用，會給民用航空行業(yè)帶來哪些變化呢？一句話，所有海事衛(wèi)星在航空的應(yīng)用，天通衛(wèi)星系統(tǒng)都有可能替代。

2013年民航局為徹底解決飛機(jī)與航空公司運行控制中心之間語音通信聯(lián)系和實時監(jiān)控問題，專門制定了《航空公司運行控制衛(wèi)星通信實施政策》，要求所有運輸類飛機(jī)實現(xiàn)使用衛(wèi)星通信系統(tǒng)與運行控制中心在4分鐘內(nèi)建立語音通信聯(lián)系的目標(biāo)。在當(dāng)時的實施政策中，明確提出采用海事衛(wèi)星、銥星作為解決方案，但由于海事衛(wèi)星系統(tǒng)使用資費昂貴，航空公司很少選用海事衛(wèi)星方案，大多數(shù)航空公司選用了相對便宜的銥星系統(tǒng)，但銥星在國內(nèi)使用合法性問題一直困擾著航空公司。

天通一號的橫空出世，特別是隨著天通一號01星、02星陸續(xù)投入運營，等到明年03星發(fā)射升空，全面建成后的天通衛(wèi)星系統(tǒng)完全有機(jī)會替代海事衛(wèi)星系統(tǒng)，為我國民用航空器AOC的4分鐘通話以及前艙數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用助力。屆時，航空公司不但可以享受國產(chǎn)航電設(shè)備加改裝價格的大幅下降，更能享受到語音和流量價格大幅優(yōu)惠。

總 結(jié)

隨著天通一號02星升空，天通一號已實現(xiàn)了國土和領(lǐng)海覆蓋向一帶一路沿線的拓展和延伸，03星也將在2021年下半年發(fā)射，屆時天通一號系統(tǒng)將全面建成，基于天通一號的航空應(yīng)用也必將打破海事衛(wèi)星的壟斷地位，大大促進(jìn)民航智能化發(fā)展，為建設(shè)“民航強(qiáng)國”添磚加瓦！SATNET