韓沁珂

國(guó)內(nèi)首個(gè)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(guó)航天科技集團(tuán)有限公司（下稱航天科技集團(tuán)）“鴻雁”星座首星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射。

“鴻雁”星座由一個(gè)移動(dòng)星座和一個(gè)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(wù)處理中心，具有數(shù)據(jù)通信、導(dǎo)航增強(qiáng)等功能。它最重要的能力是，可以實(shí)現(xiàn)全天候、全時(shí)段以及在復(fù)雜地形條件下的實(shí)時(shí)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)。

鴻雁應(yīng)用示意圖 圖片來(lái)源：航天科技集團(tuán)航天科技集團(tuán)的資料顯示，“鴻雁”星座建成后，智能手機(jī)將直接進(jìn)入衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，用戶可以在地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行切換。在海洋、山林等區(qū)域，地面網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)覆蓋，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)就成為唯一的通信保障。

航天科技集團(tuán)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(wù)保障、天基導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)、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(wù)，實(shí)現(xiàn)“用溝通連接萬(wàn)物、讓全球永不失聯(lián)”。

低軌道衛(wèi)星星座，一般是指由多個(gè)衛(wèi)星構(gòu)成的、可進(jìn)行實(shí)時(shí)信息處理的大型衛(wèi)星系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)通信、遙感、導(dǎo)航等功能。星座規(guī)模群體產(chǎn)生的效益，可能超過(guò)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(lái)源：IRIDIUM銥星系統(tǒng)于上世紀(jì)末發(fā)射升空，是美國(guó)銥星公司委托摩托羅拉公司設(shè)計(jì)的全球衛(wèi)星移動(dòng)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(yùn)行，軌道高度約為780千米。

Globalstar衛(wèi)星 圖片來(lái)源：Spacenews全球星系統(tǒng)最初是由美國(guó)勞拉公司（Loral）和高通（Qual-comm）提出的全球數(shù)字衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。后來(lái)，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)等國(guó)共同成立了LP集團(tuán)公司，以推進(jìn)該系統(tǒng)的建設(shè)。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(shè)低軌衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的主力軍。2012年成立的美國(guó)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(gè)人都能方便上網(wǎng)“為目標(biāo)。

OneWeb衛(wèi)星示意圖 圖片來(lái)源：OneWebOneWeb計(jì)劃在近地軌道部署900顆小型衛(wèi)星，組成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，使全球范圍內(nèi)的用戶都可以通過(guò)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(luò)。

中國(guó)目前已有三個(gè)對(duì)外公布的通信衛(wèi)星星座，發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量預(yù)計(jì)共計(jì)744顆。除“鴻雁”星座計(jì)劃的300顆衛(wèi)星外，還有民營(yíng)衛(wèi)星企業(yè)深圳航星光網(wǎng)空間技術(shù)有限公司（LaserFleet）規(guī)劃的288顆衛(wèi)星，以及中國(guó)航天科工集團(tuán)“虹云工程”規(guī)劃的156顆衛(wèi)星。

在衛(wèi)星導(dǎo)航星座方面，美國(guó)、歐盟、俄羅斯和中國(guó)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(dǎo)航系統(tǒng) 圖片來(lái)源：ESA伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由歐洲委員會(huì)和歐洲太空局共同負(fù)責(zé)，于1999年發(fā)布。該系統(tǒng)由軌道高度約2.5萬(wàn)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(lái)源：RussianSpaceWeb格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)于2007年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，包括28顆衛(wèi)星，可以提供海陸空定位及運(yùn)動(dòng)速度信息等服務(wù)。一開(kāi)始，該系統(tǒng)只開(kāi)放俄羅斯境內(nèi)衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)，此后服務(wù)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(diǎn)，免費(fèi)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(dú)秀的狀態(tài)。

GPS系統(tǒng)是由美國(guó)國(guó)防部研制建立的具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)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(wàn)千米，運(yùn)行周期為12小時(shí)。衛(wèi)星均勻分布在六個(gè)軌道面上，這使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星。

為維護(hù)國(guó)家安全、提升在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，中國(guó)于20世紀(jì)后期開(kāi)始自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗系統(tǒng)，先后建成分別為中國(guó)和亞太地區(qū)提供服務(wù)的北斗一號(hào)和北斗二號(hào)系統(tǒng)。

12月27日，中國(guó)北斗三號(hào)基本系統(tǒng)完成建設(shè)，于當(dāng)日開(kāi)始提供全球服務(wù)，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時(shí)代。目前北斗三號(hào)包括19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，預(yù)計(jì)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(wù)性能將得到進(jìn)一步提升。

北斗系統(tǒng)衛(wèi)星運(yùn)行軌跡 圖片來(lái)源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照規(guī)劃，到2035年，中國(guó)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(dǎo)航授時(shí)（PNT）體系。