美军铱星系统新进展

美军铱星系统新进展

2006年，美国海军的科学家和工程师们开展了一次头脑风暴活动，大家讨论的主题是如何利用铱星系统建设一个无线电通信网络，解决山地作战中传统无线电通信信号传输受阻的问题。

美军在阿富汗的作战过程中发现，他们需要可靠性更加优良的战术通信保障手段。在阿富汗的崇山峻岭中，美军利用地球同步卫星进行的卫星通信，抑或是利用无线电台进行的视距通信，都经常受到地形因素的影响。

为了解决这一问题，美国国防部组织开发了分布式战术通信系统(DTCS)，也叫做铱星网络系统。这个系统依托现有的商用系统而建，它使用一个由66颗低轨道商用卫星组成的铱星星座。利用这个系统，运动中的士兵不必使用车载电台，仅使用轻巧的手持机，就能实现组网式、按键通话模式的通信了。这一系统最重要的一个好处就是，它不用地面的通信基础设施的支持就能为士兵提供超视距通信。

技术挑战

随着美军在阿富汗山区执行任务次数的增加，美国海军水面作战中心的科学家和工程师们认识到，在存在严重通信阻隔的山区，依靠铱星系统可以缓解建立通信困难的问题。

2006年，美国海军陆战队作战实验室、海军水面作战中心的Dahlgren研究室与卫星运营商铱星公司和管理铱星的波音公司达成一个研究与开发合作协议。

铱星网络最初设计主要用来拨号呼叫和点对点的移动通信。在这样的传统业务中，呼叫会在交联的卫星星座中寻找路由，并被连结到地面网关站中的公用交换电话网络栅格中。由于低轨道卫星在天空中通过的速度比较快，系统会提供自动的无缝呼叫传送，从一个点波束到另一个点波束，从一颗卫星到另外一颗卫星，这与当今的蜂窝网系统的呼叫传递相类似，当用户移动时，他的呼叫通话链路会被从一个通信塔转到另外一个通信塔。

通过重叠覆盖的方式，铱星系统实现了对地球表面的全部覆盖，这就能够保证不管你在地球上身处何地，你都能看到至少一颗铱星卫星，即使你在深山峡谷中也不例外。分布式战术通信系统(DTCS)面临的挑战，就是要改变铱星系统的通信频带窄的状况，形成双向话路结构，从而实现持续的、一个用户到多个用户的无线电通信网络。

波音公司向铱星卫星成功地上传了新的软件，这样做可以在一个卫星点波束内部产生出专用的点对多点的广播式信道。这项工作是在使用一个现有的广播信道的能力的基础上完成的。实验证明，铱星网络一期工程网络可靠性（所有用户保持入网状态的能力）可达95%，网中的用户间隔可达100英里，网络启动时间小于2秒。

海军严酷环境实验室制造出了第一批DTCS手持机原型机，海军陆战队作战实验室监督了有限用户评估活动，他们在阿富汗部署了DTCS，以获得作战反馈。负责陆战队夏季和冬季山地作战训练的美国海军陆战队作战训练中心也开展了评估性实验。到2008年底，大约有100部DTCS手持机被部署到阿富汗，以接受进一步的检验。

铱星网络一期只提供单卫星/单波束的服务。这意味着网络中的发信人和所有的收信人都处于同一个波束覆盖范围之内。一期工程支持的单独网络可达250个，分布范围半径可达约100英里。当前正在进行的二期工程，其中一项内容就是对卫星上的主要软件进行第二轮的升级，实现单卫星/多波束的能力，把覆盖范围扩展到发信人周围的各个点波束。当卫星接收到一个发信人的呼叫，它在这个发信人所在的点波束内开通一个信道，同时在收信人周围的点波束内开通相应的信道。这样，网络的覆盖范围的半径就能扩展到250英里，并且可靠性可达95%。铱星网络二期还增加了可用网络的数量，达到16000以上。铱星系统当前的卫星星座有着十分巨大的尚未开发使用的潜在能力，在同一个波束内，DTCS信道可以与商业通信业务同时使用，这已经不是什么困难的事，并且安全性可达商业标准。二期工程的软件功能得到加强，表现之一就是，当在一个波束内有两个用户发起呼叫试图建立DTCS 信道的时候，软件能够帮助卫星化解矛盾。（审核至此，其余部分请自行校对。）

部署

2009年11月是这一项目的关键时刻。美国中央司令部请求国防部长办公室通过联合紧急行动需求程序把DTCS手机快速部署到其辖区。国防部把DTCS项目管理权由海军转到了国防信息系统局的高级移动卫星通信系统办公室，该机构又把DTCS 手机的生产合同给了国际电话电报公司旗下的NexGen 通信公司。在向国防部长办公室提出请求五个月后，中央司令部于2010年4月收到了第一批交货。到2010财政年度结束时，共有5300多部DTCS手机被部署到了阿富汗。

目前部署的DTCS手机重约1磅，使用CR123锂电池，这种电池在该战区内使用广泛，补充方便，能够使士兵的作战负荷最小化，并简化后勤支援。DTCS手机有一个简单的用户操作界面，有一个音量控制调节旋钮，一个频道选择旋钮，一个握键发话按钮。它的工作原理与集群无线电通信系统很相似，在此类系统中，一批用户会共用一些频率，这些频率会被运用到不同的网络中，如指挥控制网、救援直升机网、火力支援网或者是其他的作战需求网。

如果要使用铱星网络发起呼叫，发信人要选择一个频道并按键，这时卫星会自动地在点波束内为该用户分配一个信道，并开通一个单信道给所有在该网络注册的收信人。发信人如果再次按键后，则频道关闭。

当卫星临空时，它的软件自动把呼叫从一个点波束转移到下一个点波束。这种切换命令是由卫星发起的，因此所有的电台在同一时间起跳，不会产生通信中断。当卫星在视野中消失时，它将这一呼叫转交给下一颗即将临空的同一轨道卫星。

手持机还包含一个嵌入式的基于用户配置的GPS接收器，它能够把用户的位置信息传给所有的网内用户，这样就可产生一个战区网络层面的公共战术场景图，并集成到战术行动中心或前进作战基地，这可是大家梦寐以求的好事。另外，手持机还能够将相同的位置数据信息通过卫星星座传输到其他的指挥控制程序当中去，例如，将位置信息传递给“二十一世纪部队旅及旅以下作战指挥系统”，它可以为运动中的部队显示位置信息，当然还可传递给供指挥官们使用的全球指挥控制系统。

2月份，海军水面作战中心同铱星公司签订了DTCS三期工程合同，总价值13400000