卫星通信技术发展概述

科 技论 坛
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卫星通 信 技术发展概述
张海 深 （ 国 家 广播 电影 电视 总 局 五 四 二 台 ， 北京 １ ０ ２ ４ ４ ５ ）
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摘
要 ：卫星通信即指利用与地球 同步的卫 星作 为 中继而进行的通信 ，卫星通信 系统通 常包括地球 同步卫星与其地 面站 两部 分组
成 。 目前 的 卫 星 通信 已经进 入 了数 字化 的发 展 新 阶段 。 关键词 ： 卫星通信 ； 发展现状 ； 概述 ； 地球 同步卫星 ； 卫星地 面站
１ ９ ５ ７年 １ ０月 ４日， 是一个令 美 国人难忘 的 日子 。因为 ， 那 一 信方式均无法使用 ， 而卫星通信 ， 只要 天上 的那颗卫 星还在天 上 ， 地 天， 发生 了一件人类历史上少有 的令美 国人震惊 的大事 件。前苏联 面站 （ 一般建在较大 的城市的相对安全 的秘密区域 ） 还存在 就不影 人将世界上第一颗人造地球卫星送入 了近地轨道 。 令美 国人震惊的 响用 户在任何位置 、 任何情 况下的通信。汶川地震发生时所有的互 不仅仅 只是这个第一 ， 更令 美国人震惊的是该人造地球卫 星的重量 联 网 、 手机都无法使用 ， 所有的 电力供应全部 中断 。在这种情况下 ， 比美 国人计划次年升空 的卫星整整重 了 ８ 倍！ 即便是以今天的航 空 只有卫星通信是唯一可 以使用的通信手段 。 卫星通信除了上述的优 航 天技 术 而言 重 ８ 倍 也 是一 个惊 人 的数 字 ！更何 况那 是在 距今 点 以外还存在着一个致命的缺点 ， 那 就是 通信存在着一定 时间的延 （ ２ ０ １ ３年 ） ５ ６ 年前 ！相对而言 ， 美 国人 的卫星 可以说小得 可怜 ， 在前 迟 。不过现在 已经通过多颗低轨卫星转发解决 了这一 问题 。 苏联人的卫星面前简直就像是一个玩具一样 。当然 了 ， 大气 的外形 ２卫星通讯技术发展领域简述 直是前苏联人制造工业 品的风格 。 这枚 世界第一颗人造地球卫星 ２ ． １ 卫星通信在军事领域内的应用 的名字 叫做 Ｃ １ ＂ ／Ｙ Ｔ Ｈ １ ４ Ｋ（Ｓ ｐ ｕ ｔ ｎ ｉ ｋ， 音译 ： 斯布 特尼克 ， 意译 ： 卫星通信技术在许多领域都得 到了广泛的应用 。当然 ， 卫星通 伴侣） ， 从那 一天开始地球就 不只有一个 月亮“ 伴 侣” 了， 地 球的 “ 伴 信应用得最为先进 的当属军事领域 ， 世界各拥有航空航天能力的 国 侣” 开始多 了起来 。前苏联人的“ 伴 侣” 号人造地球卫 星不仅 是世界 家纷纷秘 密发射具有军事用途的卫星。 这些卫星的先进程度令人咋 上 的第一颗人造地球卫星 ， “ 伴 侣” 号也为人类拉开 了卫 星通 信的序 舌 ， 地球上任何一个位置的任何一个人手上的报纸的大标题都可 以 幕。 人类从此 在通信领 域里也拥有 了可 以“ 天地对话 ” 的“ 伴侣 ” — — 被这些卫 星清 晰地看到 ， 而任何 三颗卫星做一次全球范围的扫描以 目前最为先进 的军事卫星而言只要几分钟。 也就是说在这个世界上 卫 星通信 。 １卫星通信概 述 的任 何一个 区域 的军队的集结 、 军事力量 的部署 、 人员 火力 的调 动 从通信 的本质上说卫星通信属 于微 波通 信的范畴 ， 因为卫 星通 都可 以通过卫星“ 居 高临下 ” 观察得 一清二楚 。 卫星通信对于而各类 信所使用 的也是微波 ， 其工作频率在 １ － ２ Ｇ赫兹 。卫 星通信 目 前还 军事 间谍而言就更是方便许多 ， 每个 间谍 只要通过手持 的间谍设备 没有发展到可 以直接使用手持设备与卫星直接通信 的程度 ， 目 前 的 就可 以实时地将刺探 到的军事情报通过本 国的卫星 以加 密方式 即 手持式 卫星 电话首先 要与卫星地 面站连接 以后 然后 由卫 星地面站 时传送 。这就彻底地杜绝 了通 过手机 、 互联 网等通讯方式容易被 当 与卫星 通信 ， 卫星再与 目标 卫星地面站建 立连接 ， 这样处 于同一个 地 的国家安全局等机构监 控 、 截获 的可能 。卫星通信在军事领域应 或不 同的卫星地 面站的两人或多人之 间就可 以在卫星 的中继下通 用的一个最新趋势就是世 界各 国都 在加 紧制造携 带杀 伤性 武器 、 电 信了。由上述可见 ， 一个完整 的卫星通信 系统必须包括三部分 ， 即卫 磁脉冲武器 、 电子对抗武器的卫星 ， 这些卫 星不但 可以毁伤 、 干扰对 星、 地 面站 、 用户。 这三部分之中卫星与地 面站所起 到的都是 中继 的 方的卫星 ， 还可 以通过强度较高 的激光 波束 、 中子波束对地 面 目标 而控制这些武器则 只需要在地 作 用。卫星的星体包 括了两个 重要的组成部分 ， 即卫星母体与其星 以及空中的飞行 器等 目标进行毁伤 。 载设备 。 卫星地面站则是卫星面向地 面众 多用户 的接人点也称为接 面站以远程 控制 的方式 即可非 常方便地进行 ， 自从 美国的星球大战 口， 地面站 的用户也可 以通过卫星形成 虚拟 通信链路 。卫星地面站 计划实施 以来 ，人类还从来 没有 像现在这样距 离星球大战这 么近 不仅仅 只是 服务用户 的机构 ， 卫星地面站最 重要 的任务是对卫星进 过 ， 随着高科技术的发展 ， 随着卫星通信事业 的蓬勃发展 ， 星球大战 行控制 ， 对卫星 的控制主要包括卫星跟踪 、 卫星遥测 、 卫星指令系统 已经距 离人类不远 了。 ２ ． ２卫星通信在商业 领域 内的应用 更新 维护等 ， 在卫 星指令系统 的更新 过程 中极易 出现问题 ， 前 苏联 的一颗卫星就是 因为更新指令 系统 而造 成与地面永久失去联系 ， 从 虽然卫星通信事业最先应用在军事领域， 并且卫星通信事业的 而导致卫 星滞 留在太空 ， 世界各 国航空航天事业发展初期 这样 的例 最先进成果也会率先应用于军事领域 ， 但是 ， 迟早 ， 这些先进 的技术 就像 Ｇ Ｐ Ｓ 、 卫星电视 卫星互联网等以前 子较多 。 目 前几乎所有卫星上都会设置若 干个转发器 ， 每一个 转发 总会走入寻常百姓的生活 。 现在 已经进入 了寻常百姓 的 器使用不 同的工作频率 。 目 前 的卫星通信技术在较大的卫星上通常 只存在 于发达 国家的军事机构的技术 ， 采用频分多址技术与时分多址技术 。 频分多址通常用于模 拟通 信应 生 活一样 ， 越来越 多的卫星通信技术必将 随着商业化而进行人们 的 用， 时分多址通常用于数 字通信应用 。每一颗人造地球卫 星都运行 生 活。 目 前纯商业化的卫星已经越来越多 ， 世界各发达 国家都发射 在其轨道上 ，轨道根据距地球 的距离可 以分 为 ： Ｌ Ｅ Ｏ（ 低轨 ） 、 ＭＥ Ｏ 了数 以百计 的具有较高质量 ， 较大功率 、 较长寿命 的纯 商用 卫星 ， 甚 （ 中轨 ） 、 Ｇ Ｅ Ｏ （ 高轨 ） 等三种 。人造 地球 卫星按照其通信范 围可 以划 至国内外的某些私人公司都 已经发射或在准备从事卫星发射等商 分为 国际 、 区域 、 国内等 ； 按照其用 途可以划分为综合业务 、 军事 、 海 业活动 。 我 国的香港某家公司以及美 国的微软公司也在着手从事商 事等 ； 按 照其转发能力可 以划 分为无星上处理能力与有星上处理能 业性卫星业务。西方 的资本 主义经过数 百年 的发展 财富的积累 已 力等 ；卫星通信技术按照其通信方式可 以划分为卫星移动通信 、 卫 经达到较高的水平， 目 前世界上最为先进的卫星通信技术几乎都被 目 前世界最先进的卫 星通信技术仍然 星 中继通信 、 卫 星 固定通信 、 卫 星广 播（ 即卫星 电视 ， 这是本分 类 中 这些发达国家的公 司所掌握 。 唯一的单向单纯接收方式的卫星通信方式 ） 。卫星通信方式是航空 被包括波音 、 劳拉 、 洛 马、 阿尔卡特以及休斯等美国和欧洲的几大实 航天技术与现代技术完美融合 的结 晶 ， 卫星通信方式 目 前 除了 Ｇ Ｐ Ｓ 力雄厚的卫星制造商所掌握。欧洲为了缩短与美国的差距， 正在努