我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段數(shù)傳頻率兼容性評估方法

王星星 徐斌 唐夢輝 孟令杰 李輝 閃笑雨

(1 國家國防科技工業(yè)局重大專項工程中心，北京 100101)(2 北京羽尋智能科技有限公司，北京 100191)

衛(wèi)星遙感涉及氣象、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等各行各業(yè)，應(yīng)用廣泛。目前，我國主流遙感衛(wèi)星多為低軌遙感衛(wèi)星，中軌和高軌遙感衛(wèi)星數(shù)量極少，因此本文重點以低軌遙感衛(wèi)星為主要研究對象，中軌和高軌道遙感衛(wèi)星系統(tǒng)也可參考文中的評估方法。按照國際電信聯(lián)盟(ITU)《無線電規(guī)則》規(guī)定和工程實際，常規(guī)低軌遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸使用頻段主要集中在X頻段(8025～8400 MHz)，其頻率共用環(huán)境和能否兼容共用直接決定了遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的在軌安全和效益發(fā)揮。

我國無線電主管部門曾就“十二五”期間國內(nèi)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段數(shù)傳頻率兼容性開展專題研究，并基于當時遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)量不多，以國家民用衛(wèi)星系統(tǒng)為主的情況確定了針對“十二五”期間發(fā)射衛(wèi)星的協(xié)調(diào)方法。目前，面對國家大力發(fā)展空間基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)遙感衛(wèi)星爆發(fā)式增長的局面，延用已不適用的傳統(tǒng)辦法，甚至出現(xiàn)忽視技術(shù)分析的協(xié)調(diào)趨勢，給我國遙感衛(wèi)星穩(wěn)定運行帶來了巨大的風險。同時，針對遙感衛(wèi)星數(shù)傳頻率的研究，僅限于用頻需求、用頻模式和更高頻段用頻可行性方面，在X頻段數(shù)傳兼容性方面沒有進一步的研究成果提出。

鑒于上述情況，本文基于對ITU相關(guān)建議書中提出的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳頻段干擾保護標準，提出適用于我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段數(shù)傳兼容性的評估方法。不同于以往的只考慮固定的遙感系統(tǒng)干擾保護標準，本文依據(jù)ITU相關(guān)建議書，結(jié)合我國在軌遙感衛(wèi)星系統(tǒng)實際的技術(shù)與操作特性，提出我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳干擾保護標準的計算方法，建立更有效的保護標準。同時，不同于當前普遍采用的單個遙感衛(wèi)星系統(tǒng)間兼容性分析，本文提出采用集總干擾計算的方法，能客觀反映遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳實際的頻譜共用環(huán)境和兼容形勢。

1 研究基礎(chǔ)

國際上，大多數(shù)國家使用ITU無線通信部的建議書(ITU-R SA系列)提出的方法和標準作為遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳頻段干擾分析的指導(dǎo)。這種國際上的通用方法可作為本文的研究基礎(chǔ)，使用時應(yīng)注意以下幾點。

(1)干擾保護限值標準由其自身性能要求決定。建議書給出的干擾保護限值為被干擾系統(tǒng)在確保自身鏈路必要性能的基礎(chǔ)上所能夠承受的全部干擾，即集總干擾。

(2)干擾保護限值標準包括功率和時間限值2個維度。干擾保護限值標準既包括同一時刻來自不同的干擾源、不同的干擾路徑的所有干擾信號功率疊加，也包括不同時刻發(fā)生的干擾持續(xù)時間的疊加。ITU-R SA.1026[1]建議書表1中note2中明確說明，干擾標準是根據(jù)接收時間的百分比來確定。

(3)干擾限值標準的適用性。當前建議書提出的干擾保護門限是考慮典型遙感系統(tǒng)的特性，特定衛(wèi)星系統(tǒng)的技術(shù)與操作條件與通用標準系統(tǒng)情況不同，其可允許的干擾保護標準可以不同，但不能比通用情況要求更多的保護。

(4)基于一定干擾余量的保護標準的必要性。從規(guī)則角度，8025～8400 MHz頻段劃分給衛(wèi)星地球探測業(yè)務(wù)數(shù)傳鏈路使用[2]，按照ITU的協(xié)調(diào)程序，該業(yè)務(wù)在考慮限值標準時必須考慮承受一定干擾。

需要指出的是，建議書使用的方法和標準是基于特定歷史時期的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)頻率使用環(huán)境和特定系統(tǒng)特性(由歐盟國家主導(dǎo)提出并被采納)，與我國當前遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳使用頻率的形勢具有一定差異，因此有必要提出適應(yīng)我國當前遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳頻段的干擾評估方法與標準。

2 X頻段數(shù)傳兼容性評估方法

2.1 X頻段數(shù)傳鏈路技術(shù)操作特性

遙感衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)的無線電頻率兼容仿真模型由遙感衛(wèi)星、地面接收站、數(shù)傳載波鏈路、系統(tǒng)操作特性4個部分組成[3]，需要考慮的技術(shù)操作特性要素如下。

2.1.1 軌道特性

衛(wèi)星系統(tǒng)所需建模的軌道參數(shù)見表1，一般可以從衛(wèi)星系統(tǒng)申報單位向ITU申報的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料及衛(wèi)星在軌星歷2個渠道獲取。其中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料是當前國內(nèi)所有民用遙感衛(wèi)星系統(tǒng)合法使用頻率的必要條件[4]，其申報信息可以從ITU數(shù)據(jù)庫取得，作為衛(wèi)星系統(tǒng)兼容性仿真的數(shù)據(jù)依據(jù)。

表1 衛(wèi)星系統(tǒng)建模所需參數(shù)

2.1.2 遙感衛(wèi)星天線模型

遙感衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)發(fā)射天線是遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分[5]，越來越多的相控陣掃描天線取代了傳統(tǒng)數(shù)傳天線，輕量化、小型化、靈活化成為其發(fā)展的趨勢。數(shù)傳分系統(tǒng)發(fā)射天線是頻率兼容性的重要影響因素，典型遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳發(fā)射天線[6]方向圖主要包括兩類，分別描述如下。

(1)等通量天線。它也稱為地球匹配固定波束天線，我國早期遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳天線大多采用覆球波束數(shù)傳天線，能使數(shù)傳信號到達地面接收天線的通量密度大致相同，如圖1所示。

圖1 典型等通量天線方向圖

(2)點波束天線[7]。隨著遙感衛(wèi)星系統(tǒng)對地觀測分辨率的提高、幅寬的增大，所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大幅增加，對數(shù)傳速率要求也大大提高.目前，我國大多數(shù)低地球軌道(LEO)對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)都采用更高的發(fā)射增益和更窄的天線波束寬度的點波束天線，典型的點波束天線方向圖如圖2所示。

圖2 典型點波束天線方向圖

2.1.3 數(shù)傳地面接收站

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳地面接收站的部署位置、數(shù)量和接收天線特性，是影響遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳鏈路通信質(zhì)量的重要因素。

(1)地面接收站位置。對于被干擾遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，當衛(wèi)星系統(tǒng)有多個處于國內(nèi)的地面接收站，以各站獨立工作條件下受到的干擾情況進行仿真分析。對于干擾遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，當衛(wèi)星系統(tǒng)有多個處于國內(nèi)的地面接收站，以各站協(xié)同工作條件下對被干擾衛(wèi)星系統(tǒng)指定地面接收站受到的干擾情況進行仿真分析。

(2)接收系統(tǒng)特性?？紤]到只有在ITU進行衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報的衛(wèi)星系統(tǒng)才會作為有效的研究對象開展相應(yīng)頻率兼容性研究，因此可利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中的技術(shù)參數(shù)進行計算。

2.1.4 載波參數(shù)

(1)載波功率。考慮到只有在ITU進行衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報的衛(wèi)星系統(tǒng)才會作為有效的研究對象開展相應(yīng)頻率兼容性研究，因此可用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中的技術(shù)參數(shù)進行計算。

(2)傳播模型。考慮到遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段鏈路對我國國土所處區(qū)域的正常雨量條件下的雨衰等傳播鏈路影響不敏感，干擾衛(wèi)星系統(tǒng)、被干擾衛(wèi)星系統(tǒng)鏈路傳播環(huán)境近似，當前遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段信號傳播模型采用自由空間傳播損耗模型進行鏈路計算。

(3)解調(diào)門限。載波載噪比C/N(C為有用信號載波功率，N為噪聲功率)門限是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中用于定義衛(wèi)星系統(tǒng)對應(yīng)載波的解調(diào)門限，在頻率兼容性分析中可作為被干擾衛(wèi)星系統(tǒng)干擾保護標準使用。由于國內(nèi)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段數(shù)傳載波鏈路C/N在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中是必須提供的參數(shù)，但大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)資料并未提供相應(yīng)的調(diào)制方式和對應(yīng)的誤碼率，使該參數(shù)的使用不具有針對性。根據(jù)調(diào)研，當前我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段接收設(shè)備的典型接收系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)性能如表2所示。

表2 典型接收系統(tǒng)解調(diào)性能

2.1.5 操作策略

1)波束指向策略

通用的非地球靜止軌道(NGSO)衛(wèi)星系統(tǒng)模型，波束指向可以有多種方式。例如：波束指向地心(星下點)；波束指向地面固定的特定地面接收站；波束在一定范圍內(nèi)掃描。其中，遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳波束常用的指向策略為前兩種，在一定范圍內(nèi)掃描的模式常見于雷達載荷等[8]。

2)建鏈策略

通常情況下，遙感衛(wèi)星系統(tǒng)可能有多顆衛(wèi)星和多個地面接收站，即多星多站操作。數(shù)傳地面接收站與衛(wèi)星建鏈關(guān)系通常是比較復(fù)雜的，在通過仿真進行數(shù)傳頻段兼容性評估過程中需要對其進行合理簡化：①有地面接收站只要與衛(wèi)星可見(滿足一定技術(shù)條件，例如最低工作仰角等)就可以進行數(shù)傳接收；②過境開機，過境后則關(guān)機；③地面接收站有足夠資源與全部可見衛(wèi)星建鏈數(shù)傳。

用于兼容性評估建模的遙感衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)在多星多站模式下的操作規(guī)則可包括3種情況。

(1)站選星，即對遙感衛(wèi)星地面接收站按一定規(guī)則進行排序(例如站址從北向南，或者接收站的設(shè)備、功能指標優(yōu)越性)，由第1個接收站開始，在其所有可見衛(wèi)星中選擇可見時間最長的衛(wèi)星建鏈，再針對第2個接收站，選擇除第1個接收站已選衛(wèi)星之外的其他可見衛(wèi)星中可見時間最長的衛(wèi)星建鏈，依次類推，直到最后1個接收站，或者無衛(wèi)星可選。

(2)星選站，即對遙感衛(wèi)星按一定規(guī)則進行排序(例如最先與地面接收站可見)，由第1顆衛(wèi)星開始，在其所有可見接收站中選擇可見時間最長的接收站建鏈，再針對第2顆衛(wèi)星，選擇除第1顆衛(wèi)星已選接收站之外的其他可見接收站中可見時間最長的接收站建鏈，依次類推，直到最后1顆可見衛(wèi)星，或無接收站可選。

(3)最長可見，即根據(jù)衛(wèi)星軌道外推模型預(yù)報衛(wèi)星過境時間。①計算遙感衛(wèi)星系統(tǒng)每顆衛(wèi)星過境時間內(nèi)對每個地面接收站的可見時間；②選擇其中可見時間最長的衛(wèi)星和接收站建立數(shù)傳鏈路；③選擇次長可見時間的衛(wèi)星和接收站建立數(shù)傳鏈路；④以此類推，直到無衛(wèi)星或無接收站可用；⑤每個已經(jīng)建立的鏈路保持通信直到建鏈條件不符合(衛(wèi)星和接收站不可見)，釋放鏈路，參與新的建鏈篩選；⑥每個已經(jīng)建立的鏈路保持通信過程中，即使出現(xiàn)新的衛(wèi)星或接收站并可能有更長的可見時間，也不釋放，即盡量少切換衛(wèi)星。

2.1.6 干擾保護限值

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)頻率兼容性評估指標包括以下幾類。

(1)評估被干擾衛(wèi)星系統(tǒng)自身信號強度。只與被干擾衛(wèi)星系統(tǒng)本身的技術(shù)與操作特性相關(guān)，包括有用信號載波功率C和載噪比C/N。

(2)評估干擾信號強度。只與干擾衛(wèi)星系統(tǒng)本身的技術(shù)與操作特性相關(guān)，包括干擾信號功率I、干擾信號到達地球表面的功率通量密度和參考帶寬內(nèi)干擾信號功率譜密度[9]。

(3)評估干擾信號對被干擾系統(tǒng)造成影響的程度。與干擾信號強度和被干擾系統(tǒng)性能相關(guān)，例如C/I，I/N，C/N+I。

(4)統(tǒng)計指標。在上述指標基礎(chǔ)上，考慮到遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的時變特性，相應(yīng)頻率兼容性也隨時間變化，通常通過適當?shù)慕y(tǒng)計特性全面反映系統(tǒng)兼容性整體情況，例如干擾信號超標概率，即干擾信號超過相應(yīng)功率限值標準的時間占被干擾系統(tǒng)工作時間的百分比。

ITU建議書提供了以干擾信號功率I為參考指標的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)X頻段數(shù)傳的干擾保護限值計算方法[10]。目前大多數(shù)操作單位都在參考使用。

2.2 兼容性評估方法

2.2.1 仿真場景的建立

仿真場景針對國內(nèi)X頻段遙感衛(wèi)星系統(tǒng)同頻數(shù)傳分系統(tǒng)之間的兼容性，所有同頻系統(tǒng)是一個整體，其中任何單顆衛(wèi)星系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都受到其所在環(huán)境中其他同頻衛(wèi)星系統(tǒng)的影響，同時，任何單個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，也都會對其他同頻系統(tǒng)產(chǎn)生潛在影響。也就是說，任何一個衛(wèi)星系統(tǒng)，都同時具有雙重身份：既是被干擾系統(tǒng)，又是干擾系統(tǒng)。

在遙感衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)傳分系統(tǒng)頻率兼容性研究中，被干擾對象只有一個，即某個衛(wèi)星系統(tǒng)的某個地面接收站。因此，當干擾系統(tǒng)有多個數(shù)傳地面接收站時，需要對每個數(shù)傳地面接收站的干擾情況分別進行評估，評估結(jié)果是獨立的，如圖3所示。圖3中：干擾系統(tǒng)X和Y分別有3條和2條鏈路指向各自接收地面站(單鏈路干擾1，2，3，4，5)。當考慮單系統(tǒng)干擾，則干擾系統(tǒng)X產(chǎn)生的單系統(tǒng)干擾為單鏈路干擾1+單鏈路干擾2+單鏈路干擾3；干擾系統(tǒng)Y產(chǎn)生的單系統(tǒng)干擾為單鏈路干擾4+單鏈路干擾5。當考慮多系統(tǒng)干擾，則有單系統(tǒng)X和單系統(tǒng)Y的所有干擾疊加得到，即單鏈路干擾1+單鏈路干擾2+單鏈路干擾3+單鏈路干擾4+單鏈路干擾5。

圖3 被干擾地面接收站集總干擾模型

2.2.2 兼容性評估仿真步驟

(1)定義干擾關(guān)系。定義被干擾系統(tǒng)和被干擾地面接收站，建立被干擾系統(tǒng)、干擾系統(tǒng)模型；當被干擾系統(tǒng)有多個接收站，需要分別計算各接收站獨立工作受到的集總干擾。

(2)計算軌道。計算所有衛(wèi)星系統(tǒng)(包括干擾、被干擾系統(tǒng))軌道參數(shù)，即被干擾系統(tǒng)和所有干擾系統(tǒng)的衛(wèi)星在空間的實時位置，用軌道六根數(shù)或位置速度矢量表示。

(3)計算可見性。計算所有衛(wèi)星的可見性，形成矩陣，包括：被干擾系統(tǒng)所有衛(wèi)星對被干擾系統(tǒng)所有接收站的可見性；每個干擾系統(tǒng)所有衛(wèi)星對被干擾系統(tǒng)被干擾接收站的可見性；每個干擾系統(tǒng)所有衛(wèi)星對自身所有接收站的可見性。

(4)計算所有衛(wèi)星對以下各接收站的可見時間。被干擾系統(tǒng)所有衛(wèi)星對被干擾系統(tǒng)所有接收站的可見時間；每個干擾系統(tǒng)所有衛(wèi)星對自身所有接收站的可見時間；每個被干擾接收站對所有干擾衛(wèi)星的可見時間。

(5)建立數(shù)傳鏈路。對某一時刻Tx各衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)的可見時間最長的組合建立數(shù)傳鏈路：被干擾系統(tǒng)地面接收站選擇可見時間最長的衛(wèi)星建鏈；各干擾系統(tǒng)所有鏈路中選擇可見時間最長的衛(wèi)星、地面接收站組合建鏈；Tx時刻，干擾系統(tǒng)其余衛(wèi)星、地面接收站根據(jù)可見時間的長短依次組合建鏈。

(6)計算鏈路參數(shù)。計算Tx時刻各系統(tǒng)每條可見鏈路的鏈路參數(shù)，包括：被干擾信號的發(fā)射偏離角、發(fā)射天線旁瓣及增益、信號傳播距離、在被干擾接收站的接收增益、被干擾信號的接收功率；干擾系統(tǒng)每條可見鏈路的鏈路參數(shù)，包括：干擾衛(wèi)星發(fā)射天線在被干擾接收站接收方向的發(fā)射偏離角、發(fā)射天線旁瓣角及增益、傳播距離、被干擾接收站在該衛(wèi)星方向的接收偏離角、接收旁瓣角及增益、干擾信號功率、干擾信號功率通量密度。

(7)計算集總干擾功率。計算在Tx時刻所有干擾信號在被干擾接收站接收機輸入端的功率總和，并進行記錄。

(8)計算鏈路保持時間。計算Tx時刻可見持續(xù)時間中持續(xù)最短時長n后的結(jié)束時刻Tx+n，并于Tx+n+1時刻開始進行下一組可見持續(xù)時間的計算。Tx+n時刻，判斷每個干擾系統(tǒng)、被干擾系統(tǒng)每個地面接收站，選擇以下3種狀態(tài)中的1種。①保持已有鏈路(繼續(xù)可見)。②釋放已有鏈路(狀態(tài)變?yōu)椴豢梢?，需要在當前可見衛(wèi)星中還沒被其他接收站占用的衛(wèi)星中選最長可見的；可能有新可見的衛(wèi)星，也有可能是被釋放出來的衛(wèi)星。③原來處于空閑狀態(tài)，判斷是否有衛(wèi)星(包括新衛(wèi)星)可見，根據(jù)可見時間選擇衛(wèi)星并建鏈。

(9)計算Tx+n時刻各衛(wèi)星和地面接收站間可見鏈路時間，重復(fù)步驟(5)～(8)，直到仿真時間結(jié)束。

3 仿真驗證

本文首先針對在ITU登記的我國115顆在軌遙感衛(wèi)星系統(tǒng)進行兼容共用集總干擾形勢分析。其中，以高分多模衛(wèi)星系統(tǒng)(衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)名稱GC-10)在喀什站接收作為被干擾系統(tǒng)，其他114顆在軌遙感衛(wèi)星系統(tǒng)作為干擾系統(tǒng)；隨后考慮到未來發(fā)展新增衛(wèi)星GC-new，其技術(shù)特性與當前GC-10相同，分析后續(xù)增加新的干擾衛(wèi)星系統(tǒng)后對當前干擾參考形勢的影響及兼容共用可能的策略。需要說明的是，本文所述仿真參數(shù)均來自ITU的登記信息，實際在軌衛(wèi)星系統(tǒng)及地面接收站在使用本文方法時還要考慮本系統(tǒng)的一些差損情況，以便仿真結(jié)果更加準確。

3.1 GC-10的干擾保護標準

根據(jù)ITU公布的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料技術(shù)參數(shù)，計算GC-10喀什站數(shù)傳載波鏈路余量。GC-10衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中提供的用于鏈路計算的參數(shù)見表3。根據(jù)ITU-R SA.1026建議書提供的公式，計算GC-10衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的集總干擾保護標準，計算結(jié)果見表4。

表3 GC-10衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料中提供的用于鏈路計算的參數(shù)

表4 GC-10衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的集總干擾保護標準計算

3.2 115顆衛(wèi)星集總干擾仿真

利用本文方法，通過ITU網(wǎng)絡(luò)資料和衛(wèi)星在軌星歷查詢到的115顆衛(wèi)星參數(shù)開展仿真，仿真步長為1 min，仿真開始時間為2021-11-27T00：00：00，仿真結(jié)束時間為2021-12-28T00：00：00。GC-10衛(wèi)星系統(tǒng)(喀什站)受到集總干擾，集總干擾信號功率譜密度仿真結(jié)果見圖4。其中，集總干擾信號最大值為-189.776 6 dBW/Hz，已接近短時干擾保護限制，從一個側(cè)面反映了目前大量在軌遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的運行，即將達到兼容共用的極限，需要采取必要的措施才能使各系統(tǒng)用頻兼容。

圖4 集總干擾信號功率譜密度仿真結(jié)果

3.3 116顆衛(wèi)星集總干擾仿真

以上述集總分析場景為基礎(chǔ)模型，即GC-10為被干擾系統(tǒng)，與其他114顆衛(wèi)星同時在軌受到集總干擾為基礎(chǔ)參考形勢，假設(shè)新增1顆技術(shù)特性與GC-10完全相同的衛(wèi)星GC-new(衛(wèi)星軌道、地面接收站、天線和發(fā)射功率等鏈路參數(shù)完全一致)，模擬對被干擾系統(tǒng)的集總增量干擾最強的一種最壞場景,即116顆衛(wèi)星的場景。仿真結(jié)果如圖5所示，干擾情況嚴重惡化。但如果通過仿真選取優(yōu)化衛(wèi)星發(fā)射天線(點波束)、調(diào)整地面接收站位置、改變衛(wèi)星軌道參數(shù)等措施，即可大幅降低干擾情況，如圖6～8所示。

圖5 115顆對比116顆衛(wèi)星集總干擾

圖6 優(yōu)化天線對比

圖7 調(diào)整地面接收站位置對比

圖8 調(diào)整軌道對比

4 結(jié)束語

針對當前我國遙感衛(wèi)星大量部署在軌運行，后續(xù)還有多個規(guī)劃系統(tǒng)將投入使用，兼容性環(huán)境日益復(fù)雜，多星、近軌、同頻的共用形勢不容忽視。使用本文方法針對我國在軌遙感衛(wèi)星X頻段數(shù)傳兼容性進行仿真可以看到，衛(wèi)星系統(tǒng)具體技術(shù)與操作特性不同，得到的干擾保護標準差距很大，需要分別計算，而不是采用固定標準。同時，多系統(tǒng)集總干擾對單顆衛(wèi)星的干擾影響，比單個系統(tǒng)間的干擾計算結(jié)果明顯惡化，這更能客觀地反映實際頻率使用環(huán)境。本文方法可作為開發(fā)相應(yīng)軟件工具的基礎(chǔ)，以便于政府部門科學決策，衛(wèi)星系統(tǒng)合理規(guī)劃，運營單位有效統(tǒng)籌，規(guī)避我國遙感衛(wèi)星工程建設(shè)和在軌使用風險，提升無線電頻率使用效率。

遙感衛(wèi)星數(shù)傳頻段兼容性評估方法的落實，還需要基于技術(shù)與管理多方面的條件聯(lián)動實施，例如，建立完備的在軌衛(wèi)星運行狀態(tài)與鏈路參數(shù)管理系統(tǒng)，明確落實衛(wèi)星操作單位、衛(wèi)星工程研制單位、各級管理部門相關(guān)的責任分工。開展系統(tǒng)兼容共用研究和兼容性評估，需要在ITU相關(guān)研究基礎(chǔ)上，從原理上掌握其兼容性評估方法，而在具體標準的制定和方法的實施上，則應(yīng)結(jié)合我國當前遙感衛(wèi)星X頻段數(shù)傳使用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，根據(jù)實際系統(tǒng)技術(shù)與操作特性，建立適應(yīng)我國國情的保護標準和方法，有的放矢地開展系統(tǒng)規(guī)劃論證和頻率協(xié)調(diào)，確保系統(tǒng)在軌兼容工作。