東經(jīng)115°～125°靜止軌道軌位頻率資源分析

趙竹新，張宇喆，李志欣

(北京市遙感信息研究所，北京100086)

0 引言

隨著空間技術(shù)的發(fā)展和衛(wèi)星應(yīng)用的大量增加，衛(wèi)星軌道和頻率資源日益緊缺，特別是靜止軌道資源。由于一顆靜止軌道衛(wèi)星可以覆蓋地球表面約40%的區(qū)域，且地球站天線容易跟蹤，信號(hào)穩(wěn)定，因此廣泛用于通信、廣播、對(duì)地觀測(cè)和導(dǎo)航等業(yè)務(wù)。但受天線接收能力限制，同一頻段、同覆蓋區(qū)域的靜止軌道衛(wèi)星必須間隔一定距離(經(jīng)度間隔不小于2°)，才能保證地球站穩(wěn)定區(qū)分衛(wèi)星信號(hào)。因此，靜止軌道及頻率資源日益成為各國(guó)搶占的對(duì)象[1-3]。

由于歷史原因，美、歐、俄等傳統(tǒng)航天大國(guó)在軌道資源方面占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)統(tǒng)計(jì)，目前全球各國(guó)在靜止軌道運(yùn)行的衛(wèi)星有542顆，其中美國(guó)有157顆，中國(guó)有41顆[4]。按照ITU規(guī)則，靜止軌道位置和頻率遵循先占先得的原則，鑒于我國(guó)在靜止軌道領(lǐng)域尚處于落后地位，開展靜止軌道資源研究和探索，對(duì)于布局我國(guó)未來航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

本文針對(duì)我國(guó)對(duì)靜止軌道衛(wèi)星發(fā)展需求，重點(diǎn)選取與我國(guó)最相關(guān)的東經(jīng)115°～125°(以下簡(jiǎn)稱115°E和125°E)弧段內(nèi)Ka和Ku頻率資源現(xiàn)狀開展分析，并提出了有關(guān)建議，可為我國(guó)靜止軌道和頻率選取和申報(bào)提供參考。

1 115°E～125°E弧段內(nèi)Ka和Ku頻率資 源情況

1.1 弧段內(nèi)在軌衛(wèi)星情況

目前在115°E～125°E弧段內(nèi)實(shí)際在軌的靜止軌道商業(yè)衛(wèi)星有10顆，包括：中國(guó)ChinaSat 6B(115.5°E)、美國(guó)/韓國(guó)ABS-7(Koreasat 3)/Koreasat 6(116°E)、日本BSAT-2A(116.1°E)、印尼Telkom 2(118°E)、泰國(guó)/馬來西亞Thaicom 4(Ipstar 1，Measat 5)(119°E)、中國(guó)香港/泰國(guó)Asiasat 6(Thaicom 7)(120°E)、中國(guó)香港Asiasat 4(122°E)、法國(guó)Artemis(123°E)、日本JCSat 4B(JCSat 13)(124°E)和中國(guó)ChinaSat 6A(125°E)。

根據(jù)公開消息，計(jì)劃在此弧段部署的新衛(wèi)星有美國(guó)/韓國(guó)的ABS-8/Koreasat 7(116°E)2顆、印尼的Telkom 3S(118°E)、孟加拉國(guó)的Bangabandhu-1(119°E)和替代Asiasat 4的Asiasat 9(122°E)。

在此弧段的傳統(tǒng)軌位有中國(guó)衛(wèi)通的115.5°E、韓國(guó)KT的116°E、泰國(guó)的120°E、中國(guó)香港的122°E、日本JCSAT的124°E和中國(guó)衛(wèi)通的125°E，如圖1所示。

圖1 115°E～125°E弧段的在軌 靜止軌道商業(yè)衛(wèi)星情況Fig.1 GEO satellites in 115°E～125°E

從統(tǒng)計(jì)情況來看，在116°E～118°E之間和120°E～122°E之間目前沒有實(shí)際在軌靜止軌道商業(yè)衛(wèi)星，但121°E是美國(guó)與澳大利亞雙邊合作的全球?qū)拵到y(tǒng)(WGS，X/Ka頻段)的一個(gè)重要軌位，由此僅在116°E～118°E之間存在一個(gè)2°的空間間隔。

1.2 弧段內(nèi)在軌含Ku/Ka星情況分析

從上述衛(wèi)星公開信息進(jìn)一步獲悉，星上采用Ka頻段載荷的有在軌的ABS-7(116°E)和Artemis(123°E)、計(jì)劃發(fā)射的ABS-8/Koreasat 7(116°E)和亞星9(122°E)；采用Ku頻段載荷的有在軌的ABS-7/Koreasat 6(116°E)、Thaicom 4(119°E)、Asiasat 4(122°E)、JCSat 4B(124°E)、ChinaSat 6A(125°E)、計(jì)劃發(fā)射的ABS-8/Koreasat 7(116°E)、Telkom 3S(118°E)、Bangabandhu-1(119°E)和Asiasat 9(122°E)。采用Ku/Ka頻段的靜止軌道在軌和計(jì)劃部署的衛(wèi)星情況如圖2所示。

圖2 115°E～125°E弧段在軌靜止軌道 Ku/Ka頻段衛(wèi)星情況Fig.2 Satellites of Ku/Ka band in 115°E～125°E

由此分析看出，盡管119°E～122°E弧段存在3°間隔，但目前該弧段內(nèi)存在亞星6號(hào)(C頻段，120°E)和澳大利亞衛(wèi)星(X/Ka頻段，121°E)，而且亞星在120°E未來有擴(kuò)展使用Ku/Ka頻段的使用需求。

1.3 弧段內(nèi)Ku/Ka衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)登記情況分析

除在軌運(yùn)行和部署的衛(wèi)星情況外，在該弧段內(nèi)目前尚有五十余份衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料。115°E～125°E弧段使用或擬使用Ku和Ka頻段在ITU的登記情況如表1所示。

表1 115°E～125°E靜止軌道Ku/Ka頻段網(wǎng)絡(luò)申報(bào)統(tǒng)計(jì)Tab.1 Ku/Ka networks between GEO 115°E and 125°E

表1續(xù)序號(hào)主管部門網(wǎng)絡(luò)名稱軌位12 250～12 750 MHz18 000～20 000 MHz擬使用已使用擬使用已使用45JN-SAT-Y12-124E124° E√√46JN-SAT-Y15-124E124° E√√47CHNCHINASAT-ROUTE8125° E√√48CHNCHINASAT-DL6125° E√√49CHNCHINASAT-D-125E125° E√√50CHNDFH-4-0A125° E√51CHNCHINASAT-MSB5125° E√√52RUSBRASLET-125E125° E√53CHNCHINASAT-49125° E√

統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。

圖3 115°E～125°E弧段的登記使用 含Ku/Ka頻段網(wǎng)絡(luò)情況Fig.3 Networks of Ku/Ka band in use between 115°E and 125°E

從目前ITU登記情況來看，已經(jīng)通知ITU啟用Ku/Ka頻段的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)軌道位置有115.5°E，116°E，118°E，119.5°E，120°E，121°E，122°E，124°E和125°E。在上述軌位中，目前有中國(guó)衛(wèi)星實(shí)際在軌的軌位是115.5°E，120°E，122°E和125°E，這些衛(wèi)星的應(yīng)用和覆蓋范圍主要是我國(guó)及周邊國(guó)家。

2 分析和建議

通過對(duì)靜止軌道115°E～125°E在軌衛(wèi)星和采用Ku/Ka頻段的在軌衛(wèi)星及網(wǎng)絡(luò)登記情況統(tǒng)計(jì)梳理，可以發(fā)現(xiàn)，目前該弧段內(nèi)靜止軌道資源，尤其是Ku/Ka頻段資源十分緊缺[7-10]。從各國(guó)靜止軌道衛(wèi)星軌道位置和頻率協(xié)調(diào)使用的經(jīng)歷來看，軌道和頻率資源緊缺的現(xiàn)狀雖然將長(zhǎng)期存在，但是通過策略的運(yùn)用和技術(shù)的協(xié)調(diào)，依然可以尋求和開拓新的軌道位置和頻率資源。

① 考慮相互干擾風(fēng)險(xiǎn)因素[5-6]，同頻同覆蓋衛(wèi)星的空間間隔應(yīng)至少2°，但是不同頻或地理業(yè)務(wù)區(qū)隔離情況下可以在一定約束條件下實(shí)現(xiàn)共軌或鄰軌布置衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。如115.5°E(中國(guó))、韓國(guó)116°E(日本/韓國(guó))和美國(guó)116°E(其他地區(qū))三顆星的共存條件為地理業(yè)務(wù)區(qū)隔離，118°E(中國(guó))和119.5°E(泰國(guó))衛(wèi)星的共存條件為地理業(yè)務(wù)區(qū)隔離和頻率分割，而119.5°E(泰國(guó))和120°E(亞星)共存條件是基于商業(yè)合作；

② 中國(guó)在115.5°E，120°E，122°E和125°E軌位具有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)保護(hù)上述軌道位置Ku頻段頻率資源的同時(shí)，不限制這些軌道位置在Ka頻段的發(fā)展。同時(shí)，爭(zhēng)取開拓在116°E～120°E弧段Ka和Ku頻段的存在。在此弧段處于中間位置的118°E軌道位置，目前登記的有印尼和亞星的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料，從資料協(xié)調(diào)地位來看，印尼在Ku頻段優(yōu)先，亞星在Ka頻段優(yōu)先?？梢钥紤]在與印尼地理業(yè)務(wù)區(qū)隔離條件下，積極做好亞星在此軌道頻率資源的維護(hù)和部署。

3 結(jié)束語

靜止軌道頻率和軌道資源的獲得和維護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而重要的工作，需要在頻軌使用需求分析和科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，及時(shí)獲得國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并有序開展立項(xiàng)衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)際國(guó)內(nèi)協(xié)調(diào)。衛(wèi)星軌位和頻率的協(xié)調(diào)，不僅需要基于臨近衛(wèi)星參數(shù)進(jìn)行干擾風(fēng)險(xiǎn)分析，也需要制定正確的協(xié)調(diào)策略。通過科學(xué)有效地制定協(xié)調(diào)策略，在ITU規(guī)則框架下加強(qiáng)統(tǒng)籌，充分了解彼此衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實(shí)際業(yè)務(wù)和運(yùn)行管理情況，尊重規(guī)則，實(shí)現(xiàn)突破，不斷提高話語權(quán)和主動(dòng)權(quán)，逐步維護(hù)和開拓我國(guó)在太空領(lǐng)域的利益。