美国军事指挥和通信卫星系统的现状

1、美国军事指挥和通信卫星系统的现状国外卫星动态2001年第2期情报活动中分离出来.免受采购限制可使空间侦察办公室能更快地使新卫星侦察能力投入使用.空间政策分析家们对创建该组织反应谨慎.乔治?华盛顿大学空间政策研究所主任JohnLogsdon称,虽然建立新的办公室可能会加强NRO的能力,但其缺乏公开性可能不会受到美国民众的赞同.美科学家联合会的国家安全分析家TimBrown称,新办公室的保密性和缺乏采购限制会导致各项目上的过度的耗资增长.(王克编译)美国军事指挥和通信卫星系统的现状美国军事指挥和通信卫星系统主要采用特高频(唧),超高频(SHF)和极高频(EHF)同步轨道卫星通信系统.此外,美国还使

2、用大椭圆轨道的卫星数据系统(SDS)以及租用大量的商用通信卫星线路.1.特高频军事指挥和通信卫星系统采用特高频(UI-IF)的军事指挥和通信卫星系统主要是海军的舰队卫星通信系统(FLTSATCOM),租用卫星系统(LEASAT),特高频后续卫星系统(UFO)以及空军的空军卫星通信系统(AIATCOM).(1)舰队卫星通信系统舰队卫星通信系统的用途是保证美国海军的作战指挥,可以处理9o%的海军通信业务,它保障完成下列各项任务:海岸各中心与海军舰船和飞机之间的电话通信;与所有级别的潜艇和水面舰船的双向通信;一传送海军发布的命令;与空军飞机的通信;.一一美国快速反应部队指挥系统内的通信.,此外,它还

3、能为战略指挥部以-及陆军和海军陆战队的快速部署部队提供双向特高频线路.舰队通信卫星通常定位于西经110,23度,东经72.5,172度,虽然它们也占用西经100,23,15度和东经171度的向步轨道位置.目前正在工作的4颗卫星将被特高频后续卫星:(uFo)所取代分别于1997年至2000年退出现役.舰队通信卫星载有12台转其上行线路采用UHF/SHF频段,下行线路采用UHF频段.频率范围为244.4兆赫,上行线路中心频率在3的兆赫左右,下行线路中心频率在260兆赫左右.每颗卫星的发射功率近5KW,有23个信道,3国外卫星动态2001年第2期1O个信道供海军使用,12个信道供空军使用还有1个宽带

4、信道供国防部使用.在供海军使用的带宽各为25千兆赫的1O个信道中:标号为No.I(上行SHF,下行tlrdlF)的信道用于舰队广播.岸站用SH扩频信号发往卫星,卫星接收后用UHF抗干扰信号向各舰只广播,同时也用于岸站间,舰队的弹道导弹潜水艇,航空母舰,巡洋舰等之间的指挥与控制链路的计算机数据交换.标号为No.2至1O4的9条信道(7个低功率,2个高功率)供海军中继通信用,皆为单信道转发器.供空军使用的标号为No.11至22的12条信道是带宽各为5千赫的窄带信道,共用1台发射机,其中有7条可以跳频.1条带宽为500千赫,标号为NO.23宽带信道供国防部用,采用了扩频编码技术,可同时传l4路75b

5、ps电传,也可传声码话.舰队卫星的发射和使用情况见表1.表1舰队卫星的发射和使用情况卫星名称发射日期定点位置和使用情况开始定位于西经100度,后移到西经177度,1992年1O月从西经177度移到西经150度的大西洋上FISACow78.O2.O9空,在那里逗留了25天.截至1997年4月,卫星定位于东经71度,目前仍在轨工作.定位于东经71.5度的印度洋上空,卫星发生快速F1SACoM-21979.O5.04漂移,显然于1992年退出现役.开始定位于西经23度,从1991年起卫星已经开F1SACoM-31980.O1.17始缓慢漂移.截至1997年4月,卫星定位于东经187度,卫星仍以O.1

6、2度,天的速度向西漂移,目前仍至1997年4月,卫星.定位于西经100度,自前仍在轨工作.载有抗干扰的40/20千兆赫咖通信试验组1曹=,FLTSACOM-81989.O9.25L截至1997年4月,卫星定位于西经23度.国外卫星动态2001年第2期舰队卫星外形见图1.图1舰队通信卫星(2)租用卫星通信系统租用卫星又称辛康姆-4(Syncom.4)卫星系列,属休斯公司所有,租借给美国军方,为海军提供通信业务.其目的是当舰队通信卫星发生故障时,保障舰队卫星的用户能继续通信,因此该卫星系统是舰队卫星通信系统的补充.租用卫星通常占用西经177,105,15度和东经75度的轨道位置,共发射s颗卫星,其

7、中2颗失败,目前只有LEA.SAT.5仍在轨工作,该星现定位于东经156度,租给澳大利亚国防军使用.租用卫星采用自旋稳定,星上有两副大型的螺旋型UHF天线,可在240-400兆赫的频率上提供收,发能力.此外卫星上还有一副SHF频段全向天线,可进行遥测,指令,舰队上行线路广播以及提供导航信标.租用卫星有12台UHF转发器,其主要信道是:6条中继信道,带宽25千赫;l条宽带信道,带宽500千赫;5条窄带信道,带宽5千赫;1条可在星上进行处理的舰队广播信道.租用卫星外形见图2.租用卫星的发射和使用情况见表2.表2租用卫星的发射和使用情况卫星名称发射时间.定点位置和使用情况开始定位于西经105度,后移

8、到西经15度,1993年年初开始以LEASAT.11984.11.O8每天6.6度的速度漂移,显然已经退出现役.开始定位于西经177度,截止1996年1月仍定位于西经178.LEASAT.21984.O8.3O1996年9月底至10月初机动到东经182度上的非工作轨道位置并且进入退役轨:遭位置.原计划定位于东经75度,因自动计时系统发生故障,.未能入轨.LEASAT.31985.!21985年8月初经航天飞机修复后,定位于西经107度,.1996年_9月底至1O初机动到非工作轨道位置,并且退出现役.LELT-41985.O8.29原计划定位于东经177度,部署8天后主要通信系统发生故障.开始定

9、位于东经75度的印度洋上空,1993年中移到东经71.5ISAT-S1Io.O1.O9度的轨道位置,1998年从印度洋上空移到东经156度,为澳大利亚国防军提供新的特高频通信业务.5国外卫星动态2001年第2期图2租用卫星(3)特高频后续卫星通信系统鉴于舰队卫星和租用卫星在1994.2000年期间陆续退役,美国海军空间与作战系统司令部于1988年选定休斯飞机公司开始制造10颗新的特高频后续卫星.特高频后续卫星的容量是舰队通信卫星的两倍,拥有39条通信信道,其中包括21条窄带信道(5千赫),17条中继信道(85千赫)和1条舰队广播信道(25千赫),卫星还采用了抗干扰与抗电磁脉冲加固措施,可供全球

10、范围内的舰对舰,舰对岸与舰对飞机的话音与数据通信.特高频后续卫星的发射和使用情况见表3.表3特高频后续卫星的发射和使用情况卫星名称发射日期定点位置和使用情况UFO-F11993.03.25发射失败.UFo.F21993.09.O3在西经174度进行测试后定位于东经71.5度的印度洋上空UFo.F31994.06.24定位于西经15度UFo.F41995.01.29在西经161度进行测试后,定位于西经177度在西经171度进行测试后,定位于东经71.5度,和UFO.F2在UFo.F51995.05.31同一轨道位置UFo.F61995.10.22定位于西经106度UFo.F71996.07.25

11、定位于西经23度第一颗载有”全球广播业务”(GBS)的UFO卫星,开始定位于UFo.F81998.03.17东经172度的太平洋上空,1998年6月起定位于东经169度UFo.F91998.10.16载有GBS转发器,定位于西经22.5度大西洋上空.UF0kF101999.11.22载有GBS转发器,定位于东经75度印度洋上空UFO卫星几乎是个正方体.卫星到达轨道后,由3块板组成的太阳能帆板从6卫星南北两面伸展出去.大型UHF发射天线固定于卫星朝向地球的一面,较小的国外卫星动态2001年第2期UHF接收天线在轨展开,它是正方型,位于发射矩阵一边向外伸出的板上.卫星有双组元推进剂的推进器分系统,

12、该分系统提供部分近地点驱动和全部远地点驱动以及在轨控制的驱动.从第4颗UFO卫星开始,之后的UFO卫星除采用UHF频段之外,海军还在卫星上装备了抗干扰能力更强的极高频(EHF)通信有效载荷,以便与军事星卫星系统进行互连.EHF有效载荷可提供全球覆盖波束和5度可控的点波束覆盖.特高频后续卫星的外形见图3.图3特高频后续卫星卫星和通信分系统的主要参数如下:卫星星体形状:正方体.1.8×2.1X1.8米,太阳能帆板展开后18.33米.重量:在轨初期1180千克(1-3号卫星),1360千克(4.10卫星).电源:跟踪太阳的太阳能矩阵(展后跨度18.33米)和镍氢电池,初期3000W,寿命末

13、期2460W(1.3号卫星),2800W(4.7号卫星),3800W(8.10号卫星).稳定方式:三轴稳定,天线指向精度俯仰和滚动为O.31度,偏航34度.信道配置:1条舰队广播信道,25千赫带宽,有在轨处理能力.17条中继信道,25千赫带宽,UHF.21条窄带信道,5千赫带宽,UHF.1l条星上处理信道,每条信道速率2400bps,EHF(UFO.4及以后的卫星).发射部分:UHF:243.270兆赫,l1个固体功率放大器,地球边缘EIRP广播和2条中继信道为29dBW,其它中继信道为27dBW,窄带信道为21dBW.EHF:20千兆赫,2个行波管功率放大器,1个工作,1个备份.接收部分:U

14、HF:292.318兆赫,G/T(地球边缘)为.14.3dB,K.SHF:8千兆赫,G/T(地球边缘)为.17.2dB/K.EHF:44千兆赫.天线:UHF:发射天线为有4个短背射单元的2×10.5×10.5英尺的矩阵,偏离轴向9.2度处的增益为15.7dB.接收天线为0.2X5X5英尺的微带矩阵,偏离轴向9.2度处的增益为12.5dB,圆极化.SHF:两个地球覆盖喇叭,一收一发.EHF:两个地球覆盖喇叭,一收一发;一副可机械调向的抛物面天线,波束宽5度.7国外卫星动态2001年第2期设计寿命:l0.14年卫星对核辐射加固,除了负载重新配置和位置保持外,在没有地面遥控的情况

15、下可工作30天.SHF,舰队广播上行链路和EHF链路使用扩频技术对抗干扰.EHF信号的结构与Milstar卫星相兼容.EHF负载提供n条FDMA上行链路,其中4条通过地球覆盖天线,7条通过可调向天线.每条上行链路可由多个用户分时共享.下行链路以时分多路方式把ll条信道合并为单一载波.每条信道的数据率为75bps和1200bps.可把任一信道作为卫星遥测遥控信道使用.从EHF上行来的信号可转接到UHF下行.海军航天司令部控制卫星.卫星主要的遥控遥测通过SHF上行和SHF下行信标.S波段的空地链路分系统(SGCS)执行从发射到在同步轨道稳定这期间的遥测遥控.SGCS由空军卫星控制网络控制.特高频后

16、续卫星的第8,9,10卫星还载有全球广播业务(GBS)通信装置.GBS通信装置使用高功率转发器,可实时向驻扎在世界各地的美军提供宽带高速单向信号,能把美国长曲棍球等成像侦察卫星所拍摄的图像以及美军其他重要数据及时发送给陆海空三军部队,包括传送地图,导弹预警等信息.各种信息可直接传送到车,船和飞机座舱内,因此可极大地提高美国防部与其部队的通信能力.正如一名海军官员所说:”这颗卫星开始了国防部信息高速公路的建设.”uFo.8卫星又称UHF-8,或简称F8,8是美海军第一颗装备全球广播服务(GBS)通信系统的UFO卫星.该卫星于1998年3月l7日由宇宙神.2运载火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射升空,

17、开始定位于东经172度,1998年6月起定位于东经169度的太平洋上空(萨摩亚群岛以北的赤道上空),在此位置可为美国太平洋舰队和驻韩美军提供通信服务.美驻韩陆,海,空三军在8月份举行的一次大型朝鲜半岛演习中首次使用了岸基终端.(4)空军卫星通信系统.空军卫星通信系统的用途是指挥战略核力量,并保证:美国最高军事领导与联合和特种司令部的指挥所之间的通信:战略空军司令部与洲际弹道导弹,巡航导弹发射控制站以及运载飞机和塔卡莫中继飞机之间的通信:与机载警报系统和控制系统远程雷达警戒空军台站之间的双向通信.空军卫星通信系统没有自己的专用卫星,它使用搭载在各种寄主卫星上的通信载荷,其中包括载于舰队卫星和租用

18、卫星上的5千赫转发器,第3代国防卫星通信系统卫星上的单信道转发器以及其他一些秘密卫星上的转发器,主要频段为UHF.2.超高频军事指挥和通信卫星系统采用超高频(SHF)的军事指挥和通信卫星系统是国防卫星通信系统(DSCS).该系统的用途是保证国家最高层军,政领导的通信和对战区武装力量实施战略和战役,战术环节的指挥.DSCS卫星国外卫星动态2001年第2期系统的标准星座由5颗工作星和3颗或更多颗备用卫星所组成,它们分别定位于西经12度大西洋,西经135度东太平洋,东经175度西太平洋和东经6O度印度洋上空.另外美国还向国际电信联盟登记了西经130度,西经52.5度,西经42.5度,东经57度和东经

19、180度5个轨道位置.美国共发射了三代DSCS卫星,它们是初期国防卫星通信系统(IDSCS),国防.2代(DSCS.2)和国防.3代(DSCS一3)卫星通信系统.(1)初期国防卫星通信系统该系统又称为第1代国防卫星通信系统,开始时作为一项研究和开发计划,但后来被转换成一个具有大容量的全球通信网,卫星采用7.266.7.286千兆赫的X波段频率,带宽2O兆赫,可提供.5条高质量的话音,1550条电传或11条战术语音信道.在越南战争中发挥了作用.从196-6年至1968年共发射成功26颗卫星,现已全部停止工作.初期国防卫星通信系统卫星发射记录见表4.表4初期国防卫星通信系统卫星发射记录卫星名称发射

20、时间备注mSCS.1至71966.O6.16发射失败,共8颗卫星,升空1分钟后在l6千米IDSCS1966.O8.26高空爆炸一IDSCS.8至151967.OI.18.rIDSCS一16至181967.07.O1IDSCS一19至261968.O6.13(2)国防.2代卫星通信系统美国从1968年6月开始研制第2代国防卫星通信系统,习惯上称为国防-2代卫星,又称为阶段-2(Phase-II)卫星,主要用于国防部和三军的远距离通信业务.国防.2代卫星载有4台X波段转发器,上行线路频率为7900.8400兆赫,下行线路频率为7250.7750兆赫r通信容量为1300路双向话音或高达IO9比特,秒

21、的数据.,一美国防部原计划采购l6颗卫星,1974年又增购了1O颗,总计为1颗卫星.i971年l1月2日首批2颗国防代卫皇发射入轨,卫星的发射和使用情况贼5.9国外卫星动态2001年第2期表5国防.2代卫星的发射和使用情况卫星名称发射日期使用情况,F1工作了23个月后于1973.09.15失效:F2工作了1O个DSCs_2-F1,21971.11.O3月后于1972.09.08失效.DSC23,4.1973.12.14F3已于1976.09.09失效;F4于已1993.12.13失效DSCS-2-F5/61975.O5.2O发射失败,DSCS一2.F7,81977.O5.12DSCS2,F9/

22、101978.O3.25发射失败Fll/12两颗卫星分别定位于东西太平洋上空.两颗卫星都DSCS:2.F11/121978.12.14已经于1993.12.13停止工作.F13已经于1993年6月从东经180度推进到高于地球同DSCS.2.F13/141979.11.21步轨道的位置;F14已经于1995年4月退出现役.和第1颗国防.3代卫星一起发射.1993年3月,F15的周期已经从1436分钟提高到1451分钟,并且卫星开始轨DSCS-2.F151982.1O.19道漂移.目前尚不清楚该卫星是否已被移到一个新的轨道位置还是已经退役.和第4颗国防-3代卫星一起发射.截至1997年4月,该DS

23、CS.2.F161989.O9.04卫星仍在轨工作.(3)国防.3代卫星通信系统第3代国防卫星通信系统(国防.3代)又称为阶段-3(Phase.III)卫星.该计划开始于1975年.国防.3代卫星采用三轴稳定,设计寿命为1O年.星上载有6台SHlF频段和1台UHF频段转发器以及抗干扰的61波束接收天线和防窃听的波束天线.SHF频段上行频率为7900.8400兆赫,下行频率为7250.7750兆赫,UHF频段上行频率为300.400兆赫,下行频率为225.260兆赫.此外,卫星上还载有一lO套专供美国总统使用的具有极强抗干扰能力的数字通信系统.国防.3代卫星系统共有14颗卫星,分为A,B两组.A

24、组有3颗卫星(A1.A3),B组有n颗卫星(B4.B14).截至2000年1月,已有_ll颗卫星发射入轨.它们是A1,A2,B14,B13,B12,B10,B9,B7,B5,B4和B8.此外,还有3颗卫星尚未发射,它们是:A3,Bll和B6,最后一颗卫星计划于2003年发射.卫星的发射和使用情况见表6.国外卫星动态2001年第2期表6国防一3代卫星发射记录卫星名称发射日期备注DSCS一3?F1,A11982.10.30和国防.2代F15卫星一起发射DSCS-3?-F2/B41985.10.04B4和B5两颗卫星一起发射DSCS-3一F3/B51985.10.04DSCS一3一F4/A21989

25、.09.04和国防.2代F16卫星一起发射DSCS一3一F5/Bl41992.O2.11DSCS_3一F6,B121992.07.02DSCS一3一F7/B91993.07.19DSCS一3一F8/B101993.11.28DSCS3一F9,l|71995.07.3lDSCS-3一Fl0,B131997.10.25DSC-3一Fll/B82000.01.21国防一3代卫星外形见图4.图4国防一3代卫星,国防一3代卫星不但增加了通信容量,具备适用于战术移动终端用户的能力,尤其是采用了具有较强生存能力的技术.功率1240瓦,70年代就达到10年工作寿命.采用电子切换多波束天线及转发器等增强生存能力

26、的技术.国防一3代卫星首次采用电子切换SHF多波束天线,结合频谱扩展,跳频等技术,具有较强的生存能力.上行链路采用电子切换控制的61个波束的天线,无论是全球覆盖还是点波束,均可产生可变增益方向图甚至可在探测到干扰后选择控制波束方向,避开干扰.称为”调零技术,I因此上行链路主要解决抗干扰问题.?.下行链路的军用措施主要解决防窃听问题.国防一3代卫星下行链路天线办两副19个波束天线(SHF频段),可通过控制实现波束切换;两副SI:IF全球覆盖喇叭天线;一副可展开万向架支撑的抛物面天线.其中喇叭天线是上,下行链路共同使国外卫星动态2001年第2期用,即收发共用大线.卫星使用6台转发器,根据需要选择与

27、各种天线的连接和控制天线增益.转发器功率放大器为4Ow和10W两种,可采甩FDMA和TDMA通信方式.6台转发器中,4台连接多波束(上行61个波束,下行19×2个波束)天线,并可切换到万向架抛物面天线(GDA).另外2台转发器则主要与两副喇叭天线连接.较早采用信号处理技术.国防.3代卫星还有空军卫星通信(AFSATCOM)专用分系统,由两副收发分开的UHF天线和单信道转发器(SCT)组成.SCT转发器具有信号处理功能,除对信号进行功放外,它还对接收的上行信号进行解调,调制后再发射.地面网和陆军作战人员可直接控制通信波束.国防.3一代卫星还有空军卫星控制网所使用的S频段部分,空军部队可

28、控制卫星通信波束.卫星x频段部分还提供备份的指挥信道,该信道主要用于陆军作战人员通过对卫星配置的控制,在世界各地均可对卫星转发嚣和天线进行直接控制和使用.3极高频军事指挥和通信卫星系统采用极高频的军事指挥和通信卫星系统是军事星(Milstar)卫星通信系统.美国州,年代初开始研制战略,战术和数据中继卫星,简称为军事星,其目的是建立一个能在核战条件下生存并具有抗干扰能力,靠性病的战略与战术通信卫星系统.当时计划用2O年时间,研制和发射1O12颗卫星并建造有关地面设备与终端.随着冷战的结束,1990年美国防部对该计划进行了修改,把重点从保证核战条件下的战略通信改为保证常规战争条件下的战术通信.卫星

29、数目由1O颗减少到6颗,地面站与用户终端数量也相应减少.军事星卫星系统的用途是提高与战略核力量通信的可靠性,它能保证:美国武装部队指挥系统中的战略和战术通信;在紧急条件下国家军,政领导与战区联合和特种司令部指挥所的通信;战略空军司令部与洲际弹道导弹,巡航导弹发射指挥所,战略空军飞机之间的通信.按原计划要求设计的头两颗发展飞行星(DFS).称为军事星.1(Milstar-1)或布洛克.I(Block.1)1.Dlil卫星发射于1994年2月8日,开始髓在西经90度的位置上进行轨道测试,1995年9月移到西经120度.DFS.2卫星发射于1995年l1月5日,开始也在西经9o度的位置上进行轨道测试

30、,1996年移到东经4度.这两颗卫星采用双星组网工作,可提供一条从波斯湾延伸到西太平洋的抗干扰保密通信线路.随着军事星系统的部署和使用,美国防部的战略通信用户将从国防卫星通信系统转到更安全的军事星系统,从而极大地提高了生存能力,同时又使国防卫星通信系统的巨大战术能力得以充分发挥.Milstar-1卫星载有192条低数据速率(LDR)信道,频率采用44.0.7千兆国外卫星动态2001年第2期赫.上行线路带宽为2千兆赫,下行线路带宽为1千兆赫.传输速率为75.2400比特,秒,总通信容量为O.5兆比特,秒.此外,Milstar-1卫星上还载有空军通信用UHF转发器和6O千兆赫星问通信设备.按修改后

31、的计划要求设计的后4颗卫星称为军事星.2(Milstar-2)或布洛克-2(Block-2),已于1992年开始研制或改装.同Milstar.1卫星相比,Milstar-2卫星去掉了抗核电磁脉冲辐射的防护措施.除保留原来的192条低数据速率信道外,又增加了32条中数据速率(MDR)信道,使总通信容量提高了近百倍,而造价却降低了二分之一.中数据速率信道的传输速率为4.8.1544千比特,秒.军事星卫星外形见图5.目前正在改装或研制的4颗军事星.2卫星中的头一颗卫星,即第3颗军事星卫星于1999年4月3O日发射升空,该卫星原计划定位于西经9O度的轨道位置,但由于发射时运载火箭上面级提前点火,结果卫

32、星只进入3740×500千米的轨道.按照lO年的设计寿命,直到2011年才需要第6颗军事星卫星.美国向国际电信联盟登记的军事星的轨道位置为:西经148,120,90,68,16.9度;东经4,19,30,55,90,133,150,152,177.5度.军事星.1和军事星.2的性能比较见表7.4.卫星数据系统卫星数据系统(SDS)卫星是一种运行在闪电型大椭圆轨道上的高度保密的通图5军事星卫星信卫星,其轨道倾角为63.4度,远地点位于西伯利亚北纬地区上空.据认为标准星座由两颗卫星组成,每颗卫星在其远地点两侧可有7小时的时间(占轨道周期的6O%)看到北纬6O度各点.该系统可保证:战略空军

33、司令部与战略空军飞机之间的双向通信:卫星飞行控制中心和美国空军航天测控系统台站之间的双向通信:把来自锁眼.1l侦察卫星的侦察信息中继到信息接收和处理控制中心.SDS卫星呈圆柱体,重约700千克,其运载火箭和轨道参数与弹射座椅卫星相同,故很难将二者区分开,但是SDS卫星总是与锁眼.1l卫星的发射有联系.人们曾一度认为卫星数据系统计划已随1987年2月最后一次大力神-3B,阿金纳火箭发射而告终,但现在看来情况并非如此.通过对1989年和1992年两次类似的航天飞机秘密发射进行比较,可以推断卫星数据系统计划仍在继续进行,并且已经进入到高级卫星数据系统卫星阶段.卫星数据系统卫星的发射情况见表8.国外卫

34、星动态2001年第2期表7军事星.1和军事星.2的性能比较.军事星一1军事星.2具有低数据速率(LDR)信道和中等数只有低数据速率(LDR)信道据速率(MDR)信道上行链路:EHF44千兆赫上行链路:EHF44千兆赫频率下和链路:SHF2O千兆赫下和链路:SHF20千兆赫端对端COMSECTRANSEC(通端对端COMSEC.TRANSEC(通信保系统安全信保密.传输安全)控制跳频密一传输安全)控制跳频互用性公用调制模式和协议互用数据速率公用调制模式和协议互用数据速率LDR:192信道(其中100个信道LDR:192信道(其中100个信道为信道容量为2400bps)2400bps):MDR-3

35、2信道LDR:1条上行链路和1条下行链路(全球覆盖);5条上行链路可控波束覆盖,LDR:1条上行链路和1条下行链1条下行链路可控波束覆盖;2条上行,路(全球覆盖);5条上行链路可控下行链路窄波束;1条上行门行链路宽天线覆盖波束覆盖,1条下行链路可控波束波束;覆盖;2条上行厂F行链路窄波束;1MDR:2条上行调零波束和2条重合条上行厂F行链路宽波束下行链路点波束,用于宽域业务:6条上行/下行链路点波束(分用户覆盖),用于中等业务区域4条空军卫星通信信道4条空军卫星通信信道(全球覆盖);UHF服务(全球覆盖);1条舰队广播信道(全球覆盖)1条舰队广播信道(全球覆盖)每颗卫星有2条交叉链路(每个方每

36、颗卫星有2条交叉链路(每个方向一交叉链路向一条),与LDR的要求相兼容条),与LDR和MDR的要求相兼容14表8卫星数据系统卫星的发射情况卫星名称发射时间运载工具SDS.11976.06.02大力神.3B/阿金纳.DSDS.21976.O8.O6大力神.3B/阿金纳.DSDS.31978.O8.O5大力神.3B/阿金纳.DSDS.41981.04.24大力神.3B/阿金纳.DSDS.51983.07.31大力神.3B/阿金纳_DSDS.61984.O8.28大力神.3B/阿金纳_DSDS.71987.O2.11大力神.3B/阿金纳.DSDS.81989.O8.O8航天飞机SD91992.12.

37、O2航天飞机SDS.1O1996.O7.O3大力神.4国外卫星动态2001年第2期卫星数据系统卫星外形见图6.图6卫星数据系统卫星5.全球广播业务系统全球广播业务(GBS)是美国防部根据未来信息战需求,在商用卫星直播业务(DBS)的基础上发展起来的军用信息传输业务.它可为广大军事用户提供多媒体信息(诸如图像,地图,气象数据,后勤供应,空中飞行管制等)的连续,高速,单向传输.GBS是美国防部国防信息网(DISN)的延伸,是美军用卫星体系结构的一部分.从1995年底GBS计划出台至今的几年内,美军方一直十分重视,其计划实施进度很快.在近期,GBS将对战场用户提供宽带,非对称数据和视频通信能力.目前

38、有两个主要的战术与控制系统联合部署情报支援系统(JDISS)和指挥官战术空战规划系统(CTAPS)将使用GBS.这两个系统都是运用独立的通信链路与网络连接,主要传送文件.当待传文件较多时,利用GBS可提高数据速率,从而提高时效.此外,GBS还将被低轨(LEO)卫星系统用于2l世纪特遣部队和战场数据分发.GBS无疑将为作战指挥提供强有力的新型通信手段.正如一些专家预测:一旦GBS部署,其用户数据将成指数增长,其任意时间传输的信息量将是现有通信系统的520倍.(1)美国建立全球广播业务的背景a.海湾战争对军用卫星通信提出了新课题信息已成为现代战争的关键部分,赢得信息战的能力主要取决于向战场指挥员提

39、供关键信息的能力.在被称为信息战雏形的海湾战争中,美军作战计划人员发现,现在军事数据传输系统支持现代战争的能力严重不足.现代战争需要传播时效性强,高带宽的数据,如高分辨率图像,侦察报告,导弹预警,气象信息等,而过去的军事卫星通信系统严重限制着各种信息的提取和分配.海湾战争以后,美国国防部根据战场信息能力的研究,于1992年提交国会最l5国外卫星动态2001年第2期后报告,提出了在当时军用卫星通信(MILSATCoM)有限能力的基础上,全面扩展,为部队特别是应急部署部队,运动部队和战术部队提供具有快速反应能力和大容量的通信.现有的军事卫星通信系统无法提供大容量广播业务.不能为在大地理区域扩展部署

40、部队及时提供信息.已有的国防部卫星通信广播系统如舰队广播(FLTBDCAST),战术信息应用网(TRAPN)和战术信息广播系统(TIBS)均受窄带和其他弱点的限制.随着卫星广播和数据压缩技术的发展,直接广播卫星在美国和世界其它地区取得了积极的研究和发展.经验证,目前商用卫星直播系统有能力传输大容量的伴音和视频信息.将这种系统转用于军事,通过建立全球广播业务以提供宽带军用卫星直播业务是解决上述信息挑战的新途径.b.商用直播卫星系统可用于军事广播业务在国防部扩大军用卫星通信容量的思路中,曾对固定,移动通信,无线电定位,直播卫星业务等进行了全面的分析和评价.这项工作被称为商用卫星通信开发(CSCI)

41、研究,利用新技术增强军事能力.商用直播卫星用于军事广播的共同特点和优势是:用户可使用很小的接收天线.依靠从卫星到用户的大功率下行链路,用户使用米的天线即可接收.利用数字压缩和传输技术,可使每颗卫星提供200条信道,而常规模拟系统只能提供3O条信道.使用多功能集成化接收机/译码器(IRD),可利用其接口,将加密技术灵活接入,防止信号被窃取.应用GBS后,可大大提高信息传输速度,表9是GBS与其它通信系统的数据速率比较.表9GBS与其它通信系统的数据速率比较:2.4Kbps512Kbps1.544Mbps24Mbps信息内容Milstar和UFoDSCSMDRMilstarGBS空军作战命令(8.8Mb1.O2小时17.2秒5.7秒0.37秒Tomahawk任务更新100秒0.47秒0.16秒0.01秒(0.24Mb),图像22.3小时6.28分钟2.O8分钟8.O4秒(193Mb)后勤信息9.65天1.O9小时21.59分钟.1.39分钟(20oOMb)l6国外卫星动态2001年第2期c.商用和军用卫星对广播系统的要求不同目前的商用直播卫星在军事应用中仍存在一些缺点,其主要表现是:商用系统设计目标是服务于数量多的固定用户,服务于有可观经济效益的人口秘密区,.而不适合于部队部署分散的全球覆盖需要.商甩系统以经济效益为基础,没有设计