低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)一般是指多個(gè)衛(wèi)星構(gòu)成的可以進(jìn)行實(shí)時(shí)信息處理的大型衛(wèi)星系統(tǒng),其中衛(wèi)星的分布稱為衛(wèi)星星座。低軌道衛(wèi)星主要用于軍事目標(biāo)探測(cè),利用低軌道衛(wèi)星容易獲得目標(biāo)物的高分辨率圖像。低軌道衛(wèi)星也用于移動(dòng)通信,多個(gè)衛(wèi)星組成的通訊系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)真正的全球服圖雨粒極地覆蓋。
低軌道衛(wèi)星星座由多條軌道上多個(gè)衛(wèi)星組成。由于低軌衛(wèi)星和地球不同步,所以星座在不斷地變化,各衛(wèi)星的相對(duì)位置也在不斷地變化之中。為了便于管理和實(shí)現(xiàn)多星系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信,衛(wèi)星不但要與地面終端和關(guān)口作秋活準(zhǔn)站相連,而且各衛(wèi)星之間也要相連,當(dāng)然,這種相連可以通過(guò)地面鏈路相連,也可以通過(guò)星間鏈路相連。一般的星座有多個(gè)衛(wèi)星軌道,各個(gè)衛(wèi)星之間為了協(xié)調(diào)工作和實(shí)時(shí)通信,不同軌道的衛(wèi)星之桿愿標(biāo)良間還存在軌道間鏈路。
星際鏈路避免了信息傳回地面進(jìn)行處理和路由選擇,減小了二次業(yè)務(wù)分配,較之采用地面鏈路也降低了通信延時(shí)。星際鏈路屬于無(wú)線鏈路,可以采用微波、毫米波或激光鏈路。采用微波鏈路時(shí),由于載波本身的頻率比較低,所以要求的天線尺寸較大,發(fā)射功率也偏大,而且整個(gè)星際鏈路的帶寬窄,只能適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸量不大的情況。采用毫米波或激光鏈路,可以使用小天線、低輸出功率和小型發(fā)射機(jī),這一方面減小衛(wèi)星的體積和質(zhì)量,降低功率消耗,同時(shí)也由于工作頻率高,提高了通信頻帶的帶寬,并且采用了和其他天線不同的工作頻段,極大地減小了對(duì)其他天線的干擾。但是采用毫米波或激光鏈路對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)控制要求較高,通信時(shí)衛(wèi)星的姿態(tài)稍有不穩(wěn)定就有可能造成通信的暫時(shí)中斷。由于工藝和穩(wěn)定性方面的問(wèn)題,一般采用微波作為星際鏈路。低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的軌道比較低,采用星際鏈路時(shí)要考慮地球?qū)Σ糠中请H鏈路的遮擋作用。
低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、關(guān)口地球站、系統(tǒng)控制中心、網(wǎng)絡(luò)控制中心和用戶單元等組成。在若干個(gè)軌道平面上布置多顆衛(wèi)星,由通信鏈路將多個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結(jié)起來(lái)。整個(gè)星座如同結(jié)構(gòu)上連成一體的大型平臺(tái),在地球表面形成蜂窩狀服務(wù)小區(qū),這種小區(qū)用戶至少被一顆衛(wèi)星覆蓋,用戶可以隨時(shí)接入系統(tǒng)。
低軌衛(wèi)星通信優(yōu)點(diǎn)多多。與高軌衛(wèi)星相比,低軌道衛(wèi)星體積小、成本低;且衛(wèi)星的軌道高度低,使得傳輸時(shí)延短、路徑損耗小;與5G等地面移動(dòng)通信系統(tǒng)相比,其可以在空中、海洋、森林、沙漠地區(qū)及其他地廣人稀區(qū)域普遍服務(wù),也能用于地震、海嘯等應(yīng)急通信;與地面基站鐵塔的建設(shè)及維護(hù)成本相比,衛(wèi)星發(fā)射及其維護(hù)、測(cè)控等成本幾乎可以忽略不計(jì)。因此,低軌道系統(tǒng)被認(rèn)為是最新最有前途的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。但也有缺點(diǎn),低軌衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,操作、控制、管理等較為困難。
世界范圍內(nèi)提出低軌道衛(wèi)星通信方案的大公司有8家。其中最有代表性的有銥系統(tǒng)、全球星系統(tǒng)、白羊系統(tǒng)、低軌衛(wèi)星系統(tǒng)、柯斯卡系統(tǒng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。銥系統(tǒng)是最早提出的由美國(guó)Motoro1a公司研發(fā)并被人們所了解的低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。其在資金籌集和技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)社免六倍世可晚根線處展順利。可惜由于種種原因,最后功虧一簣,宣告破產(chǎn)。
如今,我國(guó)的5G通信技術(shù)日益成熟,在此背景下,低軌衛(wèi)星技術(shù)飛速發(fā)展。我國(guó)的5G技術(shù)主要服務(wù)于城市普通消費(fèi)者,低軌衛(wèi)星通信在服務(wù)偏遠(yuǎn)地區(qū)具有優(yōu)勢(shì)。低軌衛(wèi)星通信與5G實(shí)現(xiàn)差異化互補(bǔ),在我國(guó)市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間潛力巨大。6G時(shí)代,陸地移動(dòng)通信和低軌衛(wèi)星通信將在包括架構(gòu)融合、空口融合等層面有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)。
低軌道衛(wèi)星星座由多條軌道上多個(gè)衛(wèi)星組成。由于低軌衛(wèi)星和地球不同步,所以星座在不斷地變化,各衛(wèi)星的相對(duì)位置也在不斷地變化之中。為了便于管理和實(shí)現(xiàn)多星系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信,衛(wèi)星不但要與地面終端和關(guān)口作秋活準(zhǔn)站相連,而且各衛(wèi)星之間也要相連,當(dāng)然,這種相連可以通過(guò)地面鏈路相連,也可以通過(guò)星間鏈路相連。一般的星座有多個(gè)衛(wèi)星軌道,各個(gè)衛(wèi)星之間為了協(xié)調(diào)工作和實(shí)時(shí)通信,不同軌道的衛(wèi)星之桿愿標(biāo)良間還存在軌道間鏈路。
星際鏈路避免了信息傳回地面進(jìn)行處理和路由選擇,減小了二次業(yè)務(wù)分配,較之采用地面鏈路也降低了通信延時(shí)。星際鏈路屬于無(wú)線鏈路,可以采用微波、毫米波或激光鏈路。采用微波鏈路時(shí),由于載波本身的頻率比較低,所以要求的天線尺寸較大,發(fā)射功率也偏大,而且整個(gè)星際鏈路的帶寬窄,只能適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸量不大的情況。采用毫米波或激光鏈路,可以使用小天線、低輸出功率和小型發(fā)射機(jī),這一方面減小衛(wèi)星的體積和質(zhì)量,降低功率消耗,同時(shí)也由于工作頻率高,提高了通信頻帶的帶寬,并且采用了和其他天線不同的工作頻段,極大地減小了對(duì)其他天線的干擾。但是采用毫米波或激光鏈路對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)控制要求較高,通信時(shí)衛(wèi)星的姿態(tài)稍有不穩(wěn)定就有可能造成通信的暫時(shí)中斷。由于工藝和穩(wěn)定性方面的問(wèn)題,一般采用微波作為星際鏈路。低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的軌道比較低,采用星際鏈路時(shí)要考慮地球?qū)Σ糠中请H鏈路的遮擋作用。
低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、關(guān)口地球站、系統(tǒng)控制中心、網(wǎng)絡(luò)控制中心和用戶單元等組成。在若干個(gè)軌道平面上布置多顆衛(wèi)星,由通信鏈路將多個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結(jié)起來(lái)。整個(gè)星座如同結(jié)構(gòu)上連成一體的大型平臺(tái),在地球表面形成蜂窩狀服務(wù)小區(qū),這種小區(qū)用戶至少被一顆衛(wèi)星覆蓋,用戶可以隨時(shí)接入系統(tǒng)。
低軌衛(wèi)星通信優(yōu)點(diǎn)多多。與高軌衛(wèi)星相比,低軌道衛(wèi)星體積小、成本低;且衛(wèi)星的軌道高度低,使得傳輸時(shí)延短、路徑損耗小;與5G等地面移動(dòng)通信系統(tǒng)相比,其可以在空中、海洋、森林、沙漠地區(qū)及其他地廣人稀區(qū)域普遍服務(wù),也能用于地震、海嘯等應(yīng)急通信;與地面基站鐵塔的建設(shè)及維護(hù)成本相比,衛(wèi)星發(fā)射及其維護(hù)、測(cè)控等成本幾乎可以忽略不計(jì)。因此,低軌道系統(tǒng)被認(rèn)為是最新最有前途的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。但也有缺點(diǎn),低軌衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,操作、控制、管理等較為困難。
世界范圍內(nèi)提出低軌道衛(wèi)星通信方案的大公司有8家。其中最有代表性的有銥系統(tǒng)、全球星系統(tǒng)、白羊系統(tǒng)、低軌衛(wèi)星系統(tǒng)、柯斯卡系統(tǒng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。銥系統(tǒng)是最早提出的由美國(guó)Motoro1a公司研發(fā)并被人們所了解的低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。其在資金籌集和技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)社免六倍世可晚根線處展順利。可惜由于種種原因,最后功虧一簣,宣告破產(chǎn)。
如今,我國(guó)的5G通信技術(shù)日益成熟,在此背景下,低軌衛(wèi)星技術(shù)飛速發(fā)展。我國(guó)的5G技術(shù)主要服務(wù)于城市普通消費(fèi)者,低軌衛(wèi)星通信在服務(wù)偏遠(yuǎn)地區(qū)具有優(yōu)勢(shì)。低軌衛(wèi)星通信與5G實(shí)現(xiàn)差異化互補(bǔ),在我國(guó)市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間潛力巨大。6G時(shí)代,陸地移動(dòng)通信和低軌衛(wèi)星通信將在包括架構(gòu)融合、空口融合等層面有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)。