卫星通信技术简介

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卫星通信目录

一、卫星通信技术简介 3卫星通信的发展历史 3卫星通信的初步应用 3\o"CurrentDocument"国际通信卫星自治 4\o"CurrentDocument"大容量国际商用卫星 5\o"CurrentDocument"卫星通信现状 6卫星系统简介 7卫星系统的组成（一） 7卫星系统的组成（二） 8\o"CurrentDocument"通信卫星的工作过程 9\o"CurrentDocument"卫星移动通信系统的分类 10\o"CurrentDocument"卫星移动通信系统的各种分类方式 11\o"CurrentDocument"移动通信系统按轨道分类 12\o"CurrentDocument"中、高、低轨道卫星的优劣 13\o"CurrentDocument"卫星移动通信的频谱划分 14\o"CurrentDocument"卫星通信的优势 16\o"CurrentDocument"二、卫星通信技术现状 17国际卫星通信技术发展及应用概述 17\o"CurrentDocument"INTELSAT、PONAMSAT、LORAL 17\o"CurrentDocument"GE美国通信、新天卫星和SESASTRA 19\o"CurrentDocument"至关重要的负载利用率 21\o"CurrentDocument"提高市场份额的措施 22制造和发射相对停滞，卫星应用蓬勃发展 23\o"CurrentDocument"制造和发射市场的相对停滞 24\o"CurrentDocument"持续高增长的卫星应用行业 25\o"CurrentDocument"供需矛盾推动全球重新进入密集发射期 26\o"CurrentDocument"美国：GPS系统升级 27\o"CurrentDocument"俄罗斯：GLONASS系统追加投资26亿美元 28\o"CurrentDocument"欧洲：GALILEO系统建设提速 28国内卫星通信技术发展及应用概述 29\o"CurrentDocument"国内卫星通信的技术实际案例及未来方向 29\o"CurrentDocument"我国卫星通信现状 29\o"CurrentDocument"综合卫星通信系统 30\o"CurrentDocument"国的卫星通信实力分析 32综述 32卫通集团卫星通信应用简介 33集团简介 33\o"CurrentDocument"业务领域与服务 34.卫星空间段运营服务 34.地理信息与位置服务 34.卫星地面运营服务 35\o"CurrentDocument"卫星通信应用案例 35\o"CurrentDocument"、国家安全、国计民生共促中国北斗产业化运营 39\o"CurrentDocument"北斗一代：完成实验性平台的搭建 39\o"CurrentDocument"北斗二代：产业化运营的真正开始 40\o"CurrentDocument"、北斗受益产业链：制造、发射、设备和运营 41\o"CurrentDocument"卫星研制：航天五院垄断卫星研制 42\o"CurrentDocument"卫星发射：航天一院垄断火箭总装 42\o"CurrentDocument"地面设备：国家队定标准，民营资本开发卫星应用 43\o"CurrentDocument"运营服务：百亿级的竞争性开放市场 44\o"CurrentDocument"看好卫星导航设备及相关运营服务 45\o"CurrentDocument"看好卫星同步授时设备及运营服务 46\o"CurrentDocument"三、卫星通信今后发展预估 47国通信卫星的发展 47\o"CurrentDocument"宽带一一新的天地 50\o"CurrentDocument"宽带服务的新生力量 50\o"CurrentDocument"宽带业务的四种类型 51\o"CurrentDocument"第四代卫星的出现 52\o"CurrentDocument"前景看好的宽带卫星通信 53\o"CurrentDocument"卫星通信未来发展预测 54一、卫星通信技术简介卫星通信的发展历史卫星通信的初步应用自从1957年10月4日苏联成功发射了第一颗人造地球卫星以来，世界许多国家相继发射了各种用途的卫星。这些卫星广泛应用于科学研究，宇宙观测，气象观测，国际通信等许多领域。1958年12月美国宇航局（NASA）发射了“斯科尔”（SCORE）广播试验卫星，进行磁带录音信号的传输。1960年8月，又发射了“回声”（ECHO）无源发射卫星，首次完成了有源延迟中继通信。1962年7月美国电话电报公司AT&T发射了“电星一号"（TELESTAR-1）低轨道通信卫星，在6GHz/4GHz实现了横跨大西洋的电话、电视、传真和数据的传输，奠定了商用卫星通信的技术基础。1962年11月美国无线电公司RCA发射了“中继1号"（RELAY-1）低轨道卫星，完成了横跨太平洋的美、日之间的电视传播。那时，由于火箭推力有限，卫星高度均没有超过1万公里，这些卫星称为低轨道卫星，它们围绕地球转一圈的时间为几个小时。对于地球上的观察者而言，卫星总是不停地围绕地球旋转。为了接收来自卫星地信号，地球站的天线要不停地跟踪卫星。而当卫星转到地球的另一侧的时候，地球站只有暂停工作，等待再一次转到这一侧的时候继续跟踪。所以一个地球站和卫星之间的通信只能进行几个小时。而且，由于卫星相对地球站存在相对运动，由此产生的多普勒效应（在以后的文章中会介绍）使接收频率发生变化，导致设备的复杂化。1963年7月美国宇航局发射的“辛康2号"（SYNCOM-II）卫星，其轨道高度升高后，可使卫星在赤道上空绕地球一周的时间与地球自转一周的时间相等。因此，卫星和地球站是相对，故这种卫星也称为静止卫星。这时的卫星轨道称为地球同步轨道，因此也可以称为同步卫星。使用了这种同步卫星，建立稳定的通信线路才成为现实，至此卫星通信作为现代通信方式取得了稳固的地位。同年10月克服了许多技术上的困难，利用该卫星向全世界转播了东京奥运会的实况。1965年苏联发射了“闪电”（MOLNIYA）同步卫星，完成了苏联和东欧之间的区域性通信和电视广播。至此，经历了近20年的时间，完成了通信卫星的试验，并使卫星通信的实用价值得到了广泛的承认。国际通信卫星自治1964年8月成立了商用的卫星临时组织。1973年2月更名为国际通信卫星自治（INTELSAT）。这是一个国际性商用卫星通信机构，截止1986年已有112个国家参加该组织（包括中国），目前正在使用的国际通信卫星主要是INTELSAT卫星公司（COMSAT）发射的“晨鸟”（EarlyBird）,也成为“INTELSAT-I”国际通信卫星。自此之后，先后发射了六代国际通信卫星-II〜皿。前四代已经完成了使命，现在正在运行的包括IS-V-A,IS-W,IS-皿。这些国际卫星的主要性能见下表。名称IIIIIIWIV-AVV—A0皿发射时间（年）196519661968197119751980198519891992直径（米）0.721.421.422.382.381.6*21.6*23.62.7*2.7高度（米）0.60.671.045.285.91.71.76.44.2轨道重量（公斤）38861527007908158151.8K1.4K天线数目1113777/14初始功率（瓦）40751204005001.2K1.3K2.2K3.9K发射功率（瓦）61811688/208/2011/2030转发器数目212122027324636总带宽（兆赫）251305005008002.3K2.7K3.3K2.4K设计寿命（年）1.53577781014最大话路数2402401.2K4K6K12.5K14K24K23K电视频道数或1或1+2+2+2+2+2+3+4每路年资（千美元）33112.01.21.00.880.880.63在大西洋上空的1号和I号国际卫星用于沟通北美和欧洲间的固定业务。他们可以传送240路电话或一路电视，但不能同时工作。II号国际卫星可以与几个地球站同时进行通信，也就是具有多址功能。由于他们的卫星天线随着卫星一起旋转，使天线波束不能始终对准地球站，因此大部分功率浪费在空间。为了改善这一性能，在ni号和w号卫星中采用了“消旋天线”，由于消旋后的天线并不能随卫星自旋而转动，可以使天线波束总是对准地球，由此地球站的接收功率增大了，就有可能使话路总数增加。大容量国际商用卫星1980年发射的V号和1985年发射的V—A号国际卫星是一种大容量国际商用卫星。有6颗V号卫星在同时工作，用于沟通300多个地球站。这是一种采用三轴稳定的卫星，由一个卫星舵和两个太阳电池翼组成。卫星舵体积为1.66x2x1.77立方米，包括两翼的总长度为15.6米。每翼由3块电池帆组成，总面积达20平方米。该卫星载有七副通信天线。转发器共有27个，可同时传送12500路电话和两路彩色电视信号。1989年发射的0号国际卫星是重量为1600公斤的庞大圆柱体。其太阳能电池有两层，当卫星进入轨道之后两层电池同时展现出来。星上有46个转发器，通信容量为24000条双向话路和3路电视，采用数字倍增设备后扩大为12万个话路。部分转发器采用了星上交换时分多址（SS-TDMA）技术，传输速率为120Mbit/s。这样一来，它可将任意全球或区域波束的TDMA信号转送到其他所需波束处。该卫星转发器不仅使用C波段（6/4GHz）,而且在点波束处还使用Ku频段（14/11GHz）。1992年发射的皿号国际通信卫星是为了替代于1993年到期的丫一A国际通信卫星而研制的。该卫星外形与V—A卫星相似，也是三轴稳定，在轨精度达±0.01°。该星采用了许多新技术，包括：.4个波束可按地面指令而指向地球上任何地区。.可根据业务需要改变卫星全球波束，将其分配给C波段点波束，使转发器得到充分的利用。.C波段半球/区域载荷采用四重频率复用，C波段全球/点波束采用二重频率复用，Ku波段采用二重频率复用。.同时采用空间波束隔离及极化隔离，使隔离度提高到27dB以上。全球波束覆盖区及极化隔离可达到35dB以上。除了美国INTELSAT系列国际通信卫星外，苏联的“静止”卫星（STATSIONA）,欧洲的“交响乐”（SYM-PHONIE）等也是国际通信卫星。许多国家为了解决地区分散的区域性通信（如岛屿），他们租用了国际卫星部分转发器作为国内通信线路。1972年加拿大发射了世界上第一颗专用的国内通信卫星ANIK，通信容量为5000路电话。后来，美国西联公司发射了一颗美国的国内卫星WESTAR；RCA公司发射了SATCOM卫星；AT&T等公司发射了COMSTAR卫星都是国内通信卫星。美国休斯飞机公司制造的印尼PALAPA卫星和美国福特宇航公司制造的阿拉伯ARABSTA卫星都是区域性通信卫星。卫星通信现状随着固定卫星业务的迅速发展，提出了移动卫星业务。移动通信卫星业务是指装载在飞机，舰船、汽车上的移动通信终端所用的同步卫星通信。应用最早的是海上移动卫星业务，1976年第一颗“海事卫星1号"（MARISAT-1）发射到大西洋上空。随后于1979年成立“国际海事卫星组织”（INMARSAT）o广播卫星业务也可归入固定卫星业务。如加拿大的“通信技术卫星”（CTS）,美国的“应用技术卫星"（ATS-6）,苏联的“静止”卫星（STATSIONAR），日本的“日本广播卫星"（JBS）等。广播卫星业务是为了使用户能直接接收来自卫星转发等广播电视节目。包括由简易家庭用接收设备直接接收等“个体接收”和先由大型天线接收后再分送给一般用户等“集体接收”两种方式。其他卫星业务包括无线电导航卫星（如美国海军导航卫星NNSS）,地球探测卫星（如美国陆地卫星LANDSAT）、气象卫星（如美国NOAA卫星）、业余无线电卫星（如OSCAR）,以及报时，标准频率，射电天文，宇宙开发、研究卫星等业务。我国自1970年4月成功发射了第一颗卫星以来，已经先后发射了数十颗各种用途的卫星。1984年4月，发射了第一颗试验用“同步通信卫星”STW-1（即东方红二号）。1986年2月于我国西昌发射场，用长征3号火箭成功发射第二颗“实验通信卫星”STW-2。该卫星位于东经103°赤道上空（马六甲海峡南端），等经线贯穿我国昆明、成都、兰州等地。卫星高度35786公里。该同步卫星形状呈圆柱形，直径2.1米，总高度3.67米，轨道重量429公斤，太阳能电池功率为135瓦。卫星点波束天

线直径1.22米，米用双自旋稳定方式。卫星有两个转发器，工作频率为6/4GHZ。用于转播广播电视和传送电话，设计容量为1000路电话。与其寿命为3年。1988年3月，又于西昌发射场，用长征3号火箭发射成功第一颗“实用通信卫星”，即“东二甲”卫星该星定点于东经87.5°赤道上空。1988年12月又发射了“东二甲一2”卫星，定点于110.5°E。“东三甲”卫星是“东二甲”卫星的改进型卫星。其天线改成椭圆波束，设计寿命延长为四年，加大了太阳能电池功率。转发器增加为4个,说明我国的卫星通信技术已经迈入国际领先领域。卫星系统简介卫星系统的组成(一)卫星系统功能方框图示于下图:通信天统遥测指令天爱

天战累施发n帆入轨w推进第通信天统遥测指令天爱

天战累施发n帆入轨w推进第疑电源紧蜕到善分系统由上图可知，卫星的主要设备包括下列七大系统。(1)位置与姿态控制系统从理论上讲，静止卫星的位置相对于地球说是静止不动的，但是实际上它并不是经常能够保持这种相对静止的状态。这是因为地球并不是一个真正的圆球形状，使得卫星对地球的相对速度受到影响。同时当太阳、月亮的辐射压力发生强烈变化时，由于他们所产生的对卫星的干扰，也往往会破坏卫星对地球的相对位置。这些都会使得卫星漂移出轨道，使得通信无法进行。负责保持和控制自己在轨道上的位置就是轨道控制系统的任务之一。仅仅使卫星保持在轨道上的指定位置还远远不够，还必须使它在这个位置上有一个正确的姿态。因为星上定向天线的波束必须永远指向地球中心或覆盖区的中心。由于定向波束只有十几度或更窄，波束指向受卫星姿态变化的影响相当大，再加上卫星距离地球表面有36000KM，姿态差之毫厘，将导致天线的指向谬之千里。再者，太阳电池的表面必须经常朝向太阳，所有这些都要求对卫星姿态进行控制。（2）天线系统通信卫星的天线系统包括通信天线和遥测指令天线。要求两种天线体积小、重量轻、可靠性高，寿命长、增益高、波束永远指向地球，分别采用消旋天线和全向天线。（3）转发器系统空间转发器系统是通信卫星的主体。实际上是一部高灵敏度的宽带收发信机。其智能就是以最小的附加噪声和失真以及尽可能高的放大量来转发无线信号。卫星系统的组成（二）（4）遥测指令系统遥测指令系统的主要任务是把卫星上的设备工作情况原原本本地告诉地面上的卫星测控站，同时忠实地接收并执行地面测控站发来的指令信号。（5）电源系统现代通信卫星的电源同时采用太阳能电池和化学电池。要求电源系统体积小、重量轻、效率高、寿命长。（6）温控系统温控系统能使卫星内部和表面温度保持在允许的范围内，否则将影响星上的电子设备的性能和寿命，甚至会发生故障。另外，在卫星壳体或天线上温差过大的时候，往往产生变形，对天线的指向以及传感器精度以及喷嘴的方向性等都会带来不良影响。(7)入轨和推进系统静止卫星的轨道控制系统主要是由轴向和横向两个喷射推进系统构成的。轴向喷嘴是用来控制卫星在纬度方向的漂移，横向喷嘴是用来控制卫星因环绕速度发生变化造成卫星的在经度方向的漂移。喷嘴是由小的气体(一种气体燃料)火箭组成的，它的点火时刻和燃气的持续时间由地面测控站发给卫星的控制信号加以控制的。推进系统的另一职能是采用自旋稳定、重力梯度稳定和磁力稳定等方法对卫星进行姿态控制。图中所示的姿态控制方法就是自旋控制。这种卫星被送上天时，在与火箭分离之前由火箭中的一个旋转装置使它以每分钟10〜100转的速度旋转。旋转的卫星好像陀螺一样，旋转轴始终指向一个方向，就不会随意翻滚了。但是装在卫星轴上的天线，却不能随着星体转，所以要装上一个消旋装置，使天线稳稳地瞄准地球。通信卫星的工作过程利用通信卫星和广播卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展。那么，通信卫星是怎样工作的呢？

卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分——通信地面站两大部分构成的。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。通信卫星工作的基本原理如图所示。从地面站1发出无线电信号，这个微弱的信号被卫星通信天线接收后，首先在通信转发器中进行放大，变频和功率放大，最后再由卫星的通信天线把放大后的无线电波重新发向地面站2,从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。举一个简单的例子：如北京市某用户要通过卫星与大洋彼岸的另一用户打电话，先要通过长途电话局，由它把用户电话线路与卫星通信系统中的北京地面站连通，地面站把电话信号发射到卫星，卫星接到这个信号后通过功率放大器，将信号放大再转发到大西洋彼岸的地面站，地面站把电话信号取出来，送到受话人所在的城市长途电话局转接用户。电视节目的转播与电话传输相似。但是由于各国的电视制式标准不一样，在接收设备中还要有相应的制式转换设备，将电视信号转换为本国标准。电报、传真、广播、数据传输等业务也与电话传输过程相似，不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备。随着航天技术日新月异的发展，通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用卫星。卫星移动通信系统的分类10

卫星移动通信系统的各种分类方式卫星移动通信系统的分类可按其应用来分，也可以按他们所采用的技术手段来分。（1）按应用分类可分为海事卫星移动系统小乂55）、航空卫星移动系统（AMSS）和陆地卫星移动系统（LMSS）。海事卫星移动系统主要用于改善海上救援工作，提高船舶使用的效率和管理水平，增强海上通信业务和无线定位能力。航空卫星移动系统主要用于飞机和地面之间为机组人员和乘客提高话音和数据通信。陆地卫星移动系统主要用于为行驶的车辆提供通信。（2）按轨道分类卫星1通信卫星的运行轨道有两种。一 1I〕种是低或中高轨道。在这种轨道上运行的卫星相对于地面是运动的。它能够用于通信的时间短，卫星天线覆盖的区域也小，并且地面天线还必须随时跟踪卫星。另一种轨道是高达三万六千公里的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称为同步定点卫星。它的特点是覆盖照射面大，三颗卫星就可以覆盖地球的几乎全部面积，可以进行二十四小时的全天候通信。（3）按频率分类按照该卫星所使用的频率范围将卫星划分为L波段卫星，Ka波段卫星等等。（4）按服务区域分类随着航天技术日新月异的发展，通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。顾名思义，全球通信卫星是指服务区域遍布全球的通信卫星，这常常需要很多卫星组网形成。而区域卫星仅仅为某一个区域的通信服11务。而国内卫星范围则更窄，仅限于国内使用，其实各种分类方式都是想将卫星的某一特性更强地体现出来，以便人们更好的区分各种卫星。移动通信系统按轨道分类下面，我们详细介绍采用卫星轨道进行分类：以卫星为基础的移动通信的应用和研制情况，大体上可分为3种情况：（1）卫星不动（同步轨道卫星）目前已经广泛应用的Inmarsat以及正积极开发中的AMSC（美国），CELSAT（美国），MSS（加拿大）、Mobilesat（澳大利亚）等移动通信系统均属于这种情况。这些系统已经实现到车，船和飞机等移动体上的通信，实现到手机的通信指日可待。（2）卫星动（非同步轨道卫星），终端不动它是通过非同步轨道卫星实现到较大终端（例如移动通信网的基站）的通信，而以后再连接到手持机的用户。Calling（美国）系统大体上属于这种情况。移动用户通过关口站上的卫星进行通信也基本属于这种情况。（3）卫星动（非同步轨道卫星），终端也动。当前提出来的大量中、低轨道系统（如铱星系统、全球星系统、奥迪赛系统）极化均属这种情况，他们的特征就是做到终端手持化，实现了卫星通信适应未来个人移动通信的需求。就卫星在空间运行的轨道形状来说，有圆轨道和椭圆轨道。此外，卫星轨道与地球赤道可以构成不同的夹角（称为倾角），倾角等于零的称为赤道轨道；倾角等于90°的称为极轨道；倾角在0°〜90°之间的称为倾斜轨道。圆轨道又可以按其高度分为3种：低轨道（LEO）（距地面数百公里至5000KM，运行周期为2〜4小时）；中轨道（MEO）（距地面5000〜20000KM，运行周期4〜12小时）；高（同步）轨道（GEO）（距地面35800KM,运行周期24小时），它又称为静止轨道。由此，卫星移动通信系统基本上可以分为高、中、低三种。铱星系统（Iridium）和全球星系统（Globalstar）是LEO系统发展那最快的范例。奥迪赛系统（Odyssey）、InmarsatP-21是MEO系统的范例。Inmarsat系统、氚（Tritium）系统、亚洲卫星移动通信系统（ASMTS）（该系统是美国休斯公司建议我国发展的）是GEO系统的范例。其网12

络基本上与固定业务卫星系统相同。这三种系统都要用手持机进行个人通信。他们除了具有语音通信功能外，还应具有传送数据、传真、寻呼、静态图象和定位等功能。这3种不同轨道系统用手持机进行个人通信，各有优劣，其性能表如下表所示:项目低轨道中轨道高轨道轨道高度700〜1200km8000〜13000km35800km波束数6〜4819〜15058〜200天线直径约1米约2米8米以上卫星信道数500〜15001000〜40003000〜8000射频功率50〜200W200〜600W600〜900W卫星成本合计高低中卫星寿命3〜7年12〜15年12〜15年地面站投资高低中高仰视角时间率低高中卫星可视域通过时间短(10〜12min)中（约90min）长使用复杂普通容易卫星切换频繁频度小无地面网连接差好容易轨道展开时间慢普通快中、高、低轨道卫星的优劣自本世纪60年代以来，人类已经将数以百计的通信广播卫星送入高轨道（GEO），在实现国际远距离通信和电视传输方面，这些卫星一直担当主角。但是，高轨道（GEO）卫星也存在一些问题：（1）自由空间中，信号强度反比于传输距离的平方。高轨道（GEO）卫星距地球过远，需要有较大口径的通信天线。13（2）信号经过远距离传输会带来较大的时延。在电话通话中，这种时延会使人感到明显的不适应。在数据通信中，时延限制了反应速度，对于2001年台式超级计算机来说，半秒种的时延意味着数亿字节的信息滞留在缓冲器中。（3）轨道资源紧张。高轨道（GEO）卫星只有一条，相邻卫星的间隔又不可以过小，因为地球站天线分辨卫星的能力受限于天线口径的大小。在Ka频段（17〜30GHz）为了能够分出2°间隔的卫星，地面站天线口径的合理尺寸应不小于66cm。按这样计算，高轨道（GEO）卫星只能提供180颗同轨道位置。这其中还包括了许多实用价值较差，处于大洋上空的位置。中、低轨道卫星（MEO,LEO）用于个人全球通信有很多优点。低轨道卫星（LEO）轨道高度仅是高轨道（GEO）卫星的二十分之一至八十分之一，所以其路径损耗通常比高轨道（GEO）卫星低很多，所发射的功率是高轨道（GEO）卫星的二百分之一至二千分之一，传播时延仅为高轨道（GEO）卫星的七十五分之一，这对实现终端手持化和达到话音通信所需要的时延要求是很必要的。但是由于运转周期和轨道倾角关系，中轨道（MEO）和低轨道卫星（LEO）通信卫星相对于地球上的观察者不再是静止的，为了保证在地球上任一点均可以实现24小时不间断的通信，必须精心配置多条轨道及一大群具有强大处理能力的通信卫星，这样一个庞大而又复杂的空间系统要实现稳定可靠的运转，涉及到技术上和经济上的一系列问题。当今，计算机、微电子技术和小型卫星技术的发展，使解决建立大型中轨道（MEO）和低轨道卫星（LEO）卫星通信系统的难题成为可能，从而开辟了“空基”通信的新时代。卫星移动通信的频谱划分卫星移动通信系统可分为海事卫星移动系统（乂乂55）、航空卫星移动系统（AMSS）和陆地卫星移动系统（LMSS）。海事卫星移动系统主要用于改善海上救援工作，提高船舶使用的效率和管理水平，增强海上通信业务和无线定位能力。航空卫星移动系统主要用于飞机和地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信。陆地卫星移动系统主要用于为行驶的车辆提供通信。分配给卫星移动通信业务的频率范围为235MHz〜71GHz。工作频率的下限由适合于移动地球站的小口径天线所能达到的天线增益所决定的。例如，若要求的天线增益为3dB,则对于1m有效口径的天线，频率下限为200MHz。工作频率的上限受到很多因素影响。在1GHz以上，降雨衰减（雨点会降低信号强度）和分子吸收一般随频率增加而增大。对于要14求高可靠性的系统。最佳的频率范围为200GHz〜10GHz。除了传播因素以外还应考虑技术发展水平、可靠性要求以及频率再用等因素。1992年世界无线电行政大会（WARC'92）对包括低轨道卫星在内的卫星移动业务进行了调整和分配。（1）1000MHz以下包括低轨道卫星在内的非同步卫星全球主用和次用频段原来的分配如下：137〜137.025MHz（下行，主用）137.175〜137.825MHz（下行，主用）137.025〜137.175MHz（下行，次用）137.825〜138MHz（下行，次用）148〜149.9MHz（上行，主用）400.15〜401MHz（下行，主用）92年世界无线电行政大会所作的补充是，分给移动卫星业务的312〜315MHz和387〜390MHz（次用）也可以由低轨道卫星所使用，但用于非同步卫星时要进行协商；分给移动卫星业务全球主用的148〜149.9MHz和分给陆地移动卫星的149.9〜150.05MHz（全球主用）用于非同步卫星时也要进行协商。L和S频段在92年世界无线电行政大会上，新分了1525〜1530MHz频段，作为全球海运移动卫星业务的主用频段，这一频段也作为陆地卫星移动系统的全球次用频段。另外，还专门为移动卫星业务分配了1610〜1626.5MHz（上行）和2483.5〜2520MHz（下行）新的全球主用频段。这个频段也为全球定位系统和导航系统使用。大部分大型的低轨道卫星系统均使用这个频段。在S频段为MSS（卫星移动系统）分配的全球主用频段是：1980〜2010MHz；2170〜2200MHz;2500〜2520MHz;2670〜2690MHz。但同时要求其中1970〜2010MHz和2160〜2200MHz到2000年1月1日以后才可以使用，2500〜2520MHz和2670〜2690MHz到2005年1月1日以后才可以使用。15卫星通信的优势卫星通信同现在常用的电缆通信、微波通信等相比，有较多的优点，基本可以概括为几个字；远：是指卫星通信的距离远。俗话说，“站的高，看的远”，同步通信卫星可以“看”到地球最大跨度达一万八千余公里。在这个覆盖区内的任意两点都可以通过卫星进行通信，而微波通信一般是50公里左右设一个中继站，一颗同步通信卫星的覆盖距离相当于三百多个微波中继站。多：指通信路数多、容量大。一颗现代通信卫星，可携带几个到几十个转发器，可提供几路电视和成千上万路电话。好：指通信质量好、可靠性高。卫星通信的传输环节少，不受地理条件和气象的影响，可获得高质量的通信信号。活：指运用灵活、适应性强。它不仅可以实现陆地上任意两点间的通信，而且能实现船与船，船与岸上、空中与陆地之间的通信，它可以结成一个多方向、多点的立体通信网。省：指成本低。在同样的容量、同样的距离下，卫星通信和其他的通信设备相比较，所耗的资金少，卫星通信系统的造价并不随通信距离的增加而提高，随着设计和工艺的成熟，成本还在降低。下面说说对广播卫星的技术要求：.广播卫星必须是对地静止的，以便观众使用简单，无需跟踪卫星而且定向性强的接收天线，这不仅要求使用赤道同步卫星，还要求卫星能精确地保持它在轨道上的位置和姿态。.广播卫星必须有足够的有效辐射功率，以简化地面接收设备。在覆盖面积较大，波束为2°左右的情况下，个体接收卫星电视广播所需的转发器发射功率是几百瓦，集体接收方式所需的是几十瓦。.广播卫星必须有足够长的使用寿命和可靠度，以降低停播率，并避免经常更换卫星所带来的停播和浪费。为此要求卫星使用长寿命、高可靠度的元件、部件，并必须设置星上备份部件、备份转发器，及发射备份卫星。目前的广播卫星设计寿命为5〜7年。16.广播卫星的重量应保证工作需要，并在此前提下尽量减轻，以节约发射费用。为此，星上各分系统所用的材料比重要小，耗电部分应尽可能提高效率，以减轻整个星体重量。已发射的以及近期内将要发射的广播卫星的重量，大体在3000〜8000公斤之间。二、卫星通信技术现状国际卫星通信技术发展及应用概述INTELSAT、PONAMSAT、LORAL伴随新世纪的到来，将迎来全球卫星运营巨头时代，有42年历史的卫星工业面临着新生。客户、制造商和较小的卫星运营商都将感受到一批大型卫星运营商的冲击。这些大型卫星运营商拥有十几颗甚至更多的卫星，覆盖区域遍及全球，收入增长势头强劲。下个十年将由他们主宰卫星工业。哪些公司将属于这种大型卫星运营商？在预测未来的1000多亿美元的年收入中他们将占多少份额？Intelsat、Ponamsat和Loral凭借他们庞大的卫星群、全球覆盖范围和现有的经营活动，显然位居大型卫星运营商前列。另外还有五、六家公司有加入到这一行列的发展计划，尽管机会存在，但并不是谁都抓得住。去年，原来的大型卫星运营商Intelsat把5颗卫星移交给了子公司新天卫星公司，使自己的卫星数量减少到了17颗。由于卫星减少，Intelsat不得不把世界最大卫星运营商的桂冠让给了拥有19颗卫星的Ponamsat。与较小的地区运营商相比，大型卫星运营商拥有较多的优势。首先，他们同金融界的关系肯定要比小运营商好。他们可以给客户提供后援，处理全球范围的业务，他们有较大的财力利用空轨道空位等。如果他们的卫星发生事故，他们仍有能力偿还银行贷款。一起事故要不了他们的命。PONAMSAT171997年，Ponamsat和休斯星系公司合并，两家公司拥有一长串业界第一的荣誉，第一次发射有线电视专用卫星，第一次发射国际专用卫星，是发射数字视频业务卫星的先驱，是打开金融业务公众市场的第一家卫星公司。为保持领先，Ponamsat致力于成为创新的力量，不断拓展业务领域，增加卫星数量。今后18到24个月将再发射7颗卫星。这些卫星将使Ponamsat拥有几项竞争优势，包括更高的系统可靠性。Ponamsat预期2000年的收入将比1999年高30%到40%。业务发展包括开发新轨道空位，提供Ka波段等新频率，在其他卫星、因特网和电信运营商中寻找合作伙伴等。INTELSATIntelsat暂时不打算让它的卫星群超出18颗卫星，但它计划今后十年将收入扩大3倍，从10亿美元增加到近30亿美元。已订购了5颗Intelsat9系列卫星以取代Intelsat6系列，而不是占据新位置。由于Intelsat打算私有化，它可能会订购Ka波段卫星，但是从仲夏开始一直得不到内部批准。今年夏季，Intelsat起草了一份决定私有化后发展方向的新业务计划 “新Intelsat”。随着宽带市场升温，Intelsat的覆盖区域也许会向陆上卫星方向发展。但是为所有国家提供普遍覆盖的要求将影响新卫星的部署。LORALLoral的Skynet、Satmex和Orion卫星覆盖了北美、南美和欧洲大部分地区。它正致力于覆盖欧洲大陆的更多地区，并通过与阿尔卡特的欧洲卫星公司的合作提高连通性。在亚洲，Loral扩大运营规模的计划受到了严重挫败，它的Orion3卫星发射失败，进入了一个没用的轨道。Loral失去了包括DaCom在内的客户。在Orion3发射失败后，为了开展DTH（直接到户）业务，Dacom转向了韩国卫星公司。不过，Loral能够找到距Orion3最近的替代物，它购买了已在76.5°E轨道中的Apstar2R的全部转发器容量。此外，它还利用Mabuhay的Agila2卫星为一些客户提供服务。还有一颗跨大西洋卫星Orion2在秋季发射。18GE美国通信、新天卫星和SESASTRAGE美国通信公司GE美国通信公司(GEAmericom)有13颗卫星，年收入约有5.55亿美元，长期以来，公司不断投资扩大卫星业务，将很快成为世界大型卫星运营商之一。通过合作与收购，GE美国通信公司覆盖了世界大部分地区，一个到2005年增加10颗卫星的计划将使它的卫星覆盖全球。GE致力于用它的卫星覆盖全球并为世界90%的人口提供服务，它正以每年5亿美元的速度投资新卫星。一个公司如何使自己成为大型卫星运营商？GE美国通信公司通过莫属直布罗陀申请了十几个轨道空位。1996年，GE美国通信公司通过投资Nohuelsat,把经营区域扩大到了南美；目前公司拥有28%的股份。1997年底，与NSAB合作，在欧洲启用了它的第一颗卫星GE1E。1999年底，混合GE4将投入使用，能提供跨接北美和南美之间的可交换Ku波段容量。1998年，GE美国通信公司和洛克西德马丁公司成立了一家合资企业，美国通信亚太公司。它的第一颗卫星是GE1A,将在2000年初投入使用，将覆盖大中国区、南亚和东北亚/菲律宾等3个地区。新天卫星公司新天卫星公司是去年从Intelsat独立出来的，总部设在荷兰。它不把自己看成大型卫星运营商，而是把自己看成第二集团中的主要竞争者。新天卫星公司有5颗运营卫星，还有一颗卫星已可购但尚未交货。虽然覆盖范围遍及全球，但它的市场主要集中于越洋通信。新天卫星公司的陆地覆盖范围不广，缺乏较大的收入源，因此它采取了一些策略来克服这两个不足。这些策略包括用较多的卫星扩大它的覆盖范围，收购一家可以提供较好的陆地覆盖的运营商，或者与这样一家运营商合作一一特别是在它陆地覆盖最薄弱的北美和欧洲。Intelsat转让给新天卫星公司的负载利用率较低的卫星对新天卫星公司的许多市场决策起了积极的作用。在新天卫星公司成立之初，这些卫星的平均利用率约为48%,而1999年上半年已提高了几个百分点。新天卫星公司的目标是在两年内把负载利用率提高到80%以上的业内标准，这需要它的销售部门和市场部门付出艰苦的努力，因为海洋卫星的负载利用率往往比陆地卫星低。19Intelsat以费率为基础的结构还导致整个市场内价格平均和整个系统内负载利用率平均，它几乎没有追求高利用率的压力。而新天卫星公司必须在经营和利用率上追求最大效率才能参与竞争。新天卫星公司花了大量时间分析每个转发器和通道的空置原因，并寻找把它们销售出去的渠道。新天卫星公司没有公开的费率表，它更喜欢协商出市场能接受的合理的价格。SESASTRA就覆盖范围而言，SESAstra也许只是一个地区运营商，但从它拥有9颗卫星，1998年年收入5.477亿美元，EBITDA达到4.412亿美元来看，它已经进入了大型运营商的前列。AStra不断将其业务向全球扩展，通过收购Asiasot34.1%的股份进入亚洲，目前正在美洲寻找合作伙伴。AStra的卫星集中在两个轨道位置，19°E和28.2°E优势是这一地区拥有强大的消费群，劣势是其覆盖范围仅局限于一个地区。公司的策略是通过与诸如Aslasat的合作来克服这个劣势。AStra的卫星可能拥有业内最高的负载利用率，位于28.2°E的一颗卫星的利用率达到了97%,位于19.2°E的8颗卫星的利用率为95%。因为满负荷经营难以发展新客户，所以从很多方面看利用率较低也许是好事。AStra通过购买更多的卫星来解决这个问题，除了9颗在轨卫星外，它目前还订购了4颗卫星。EUTELSATEutelsat有16颗卫星，从卫星数量看属于大型卫星运营商，1998年收入为4.77亿美元，已为卫星制造商、发射服务提供商和地面基础设施创造了31.5亿美元的可观市场，它正努力把它的覆盖范围向欧洲、北美和近中东的传统泛欧地区以外扩展。2001年至少再发射5颗卫星。Eutelsat的一个策略是扩大地理覆盖范围，1999年在北美发射了3颗卫星。另一个策略是私有化，2001年初分成一个股份有限公司和一个小型政府间机构。20至关重要的负载利用率“负载利用率”是描述卫星收发器占用或空闲百分比的术语，主要用来说明卫星运营商的盈利情况。全球卫星的负载利用率差别极大。有些地区，如北美，卫星负载容量接近极限，而有些地区，如亚洲和拉美，卫星上有大量尚未启用的负载容量。对于如何充分利用卫星来确保盈利，卫星工业没有一定之规。过去几年，部分是由于卫星发射失败，部分是美国运营商在空中的有效容量未用完时不发射新卫星等原因，故美国的卫星负载容量开始紧张，得以使价格保持相对平稳。如果一个地区的卫星负载利用率较低，价格就会下降。不过，在大部分地区，卫星的技术含量决定了哪些运营商可以定出较好的服务价格。卫星运营商说，他们采取如星上功率和地面天线一些措施来尽可能地增加盈利，确保充足的富裕容量以防发射失败，并把一些容量留给新客户。对于负责市场营销的部门来说，负载客量用光和完全空置一样令人头痛。Loral在80年代有很高的利用率，达88%。而90年代则因卫星发射延期和失败而降低。由于越洋通信的需要，80年代Orionl卫星也有很高的负载利用率。不过，预计Loral1999年秋季投入运行的Telstar7卫星仅有50%的负载利用率。预计Loral1999年秋季发射的Orion2卫星开始时将有更低的25%的利用率。北美上空的卫星往往会很快占满，Loral的Telstar5和6卫星就说明了这点，这两颗卫星分别有90%和高于80%的负载利用率。在亚洲和拉美，Loral的负载利用率较低。亚洲是“超常的低”，但该地区已出现转机，预计被压抑的需求将很快得到释放。1998年12月，墨西哥Satmex卫星公司发射了大功率卫星Satmex5,Loral拥有该卫星的部分所有权。卫星刚发射时只有15%—20%的负载利用率，但发射后仅7个月，卫星负载就几乎被订购一空。以中国市场为目标的香港APT卫星公司，其几颗卫星负载利用率是业内最低的。1999年，Apstor2R卫星的C波段利用率只有33%,预计2000年达到46%。Loral新租用的Apstar2R的容量将改变它的负载利用率。KU波段利用率更差，约15%。该公司的其他卫星Apstor1和Apstar1A有较高的负载利用率，约77%到85%之间。投资界对APT的管理缺乏信心，有损其股票价格，总之，转发器供过于求。21Aslasat的头两颗卫星有较高的负载利用率，在80%到90%左右。但是预计尚未发射的Asiasat3S卫星在2000年投入运营后，其C波段只有60%的利用率，KU波段只有20%的利用率。1998年12月，日本的JCSat5卫星有60%到70%的利用率。JCSat3和4卫星有70%到80%的利用率。Ponomsot没有透露它的负载利用情况。GE美国通信公司的负载利用率在北美远远高于90%,它一直在开拓欧洲市场，在亚洲则处于初期营销阶段，为发射GE1A作准备。GE美国通信公司花了大量时间管理它的转发器容量，在新老卫星之间有一段时间重叠来共同提供服务。这个措施还包括利用老卫星作为普通廉价容量来开展新业务，希望新客户成为长期稳定的用户。提高市场份额的措施对火箭和卫星的技术故障等意外的问题，GE美国通信公司通过对转发器和卫星的标量管理，可给客户提供四级保护计划，即万一卫星出现问题，可以提供多种后备选择。如果转发器发生故障，GE美国通信公司将采取4个措施：首先，可以把通信转移到未使用的转发器上；其次，可以转移到故障卫星的备用转发器上；再次，可以转移到享受优先服务的客户所用的容量到最后，对以转移到轨道中为预防重大事故而准备的专用后备卫星上。GE美国通信公司在3月12日它的GE3卫星中断服务5/6小时期间实施了它的保护计划。只有一个享受优先服务的用户暂时中断了通信。其他用户都顺利转移到了后备容量上。Intelsat的平均负载利用率在60%以上。如果算上将来有保证的预约，它的负载利用率可能会接近80%。最忙的两颗卫星位于大的洋和亚太地区上空，负载利用率在90%左右。由于Intelsat的卫星覆盖全球，而且普通卫星会从一个地点运动到另一个地点，所以会有一些容量不能用，因此有些卫星的负载利用率较低。长期以来，Intelsat利用它的空置容量进行新业务的免费演示和测试。它测试了卫星和高速国特同于路的ATM网络协议，这将产生新的客户。目前正在测试无线本地回路农村电话技术、交互式KU波段、因特网缓冲和多点传送、宽带VSAT应用等。在负载利用率低时，Eutelsat对非洲和印度等地的新增容量提供较低的价格，它还利用这些容量开发SkyPlex等业务，使数字业务直接上行到卫星。22华尔街分析家把卫星运营商的负载利用率作为评价卫星公司运营状况的工具之一，但对负载利用率的分析大部分都属猜测，因为卫星运营商不愿透露这些数据。但是，对今后几年大型卫星运营商争夺全球卫星经营排名来说，负载利用率只是几项指标之一。服务质量、定价和有效的管理也决定在新一轮合并和卫星发射完成后谁将成为卫星工业的领头羊。多样性与灵活性一小型卫星运营商的求生之道在卫星运营商大型化和卫星经营全球化趋势中，小型卫星运营商是否无立足之地？一切业务是否会被他们包揽？大可不必担心，因为这种看法忽视了具有用户多样化的卫星业的特性及其深度和广度。例如，“新天空806”卫星在南美赢得了10年的长期合同，无论是Loral还是Panamsat却得不到这种订单，“新天空803”有两个KU-/C波段的转发器，在中东上空经营广播与电视业务，负载利用率很高，再者创造性的营销还有助于卫星不能销售时便降价以求。“新天空513”在太平洋上的转发器低价销售用作因特网业务，足可同海底电缆的业务相竞争。因此，较小的运营商可以通过创造创新的营销手段来赢取业务，他们还可以用自己的卫星提供专用容量，为特定化市场服务，从而生存下去。制造和发射相对停滞，卫星应用蓬勃发展卫星产业链包括卫星制造、卫星发射、卫星运营和地面设备制造。卫星制造包括卫星总成和分系统制造；卫星发射包括发射服务、发射器总成和分系统制造；卫星运营包括移动和固定数据、声音传输和广播电视等；地面设备制造包括地面控制站、移动终端、VSATs、GPS设备等。卫星运营和地面设备制造通称为卫星应用。2008年全球卫星产业收入达1444亿美金，同比增长17.4%,维持了2002-2007年以来的高速增长势头。其中卫星运营、地面设备、卫星制造和发射服务收入分别为840亿、460亿、105亿和39亿美金，同比增长13.67%、34.11%、-9.48%和21.88%。需要特别说明的是，以导航和授时功能为代表的地面设备和以卫星电视为代表的运营收入占比逐年提升，08年已占到卫星产业收入的90%左右。23

表L唱球卫星产业分布责献“收入（十亿美金）卡200] 200220032004200520M20072.008K卫星制造十954 1110.2，7.81711.6105口发豺亲心J J./a 3.24J2S4J华3口2.73.2工星运吉J32,3 35.63994(5.952.8位.6方.984.04地面设备#W-6+J2121522.S25.228.S34.346.0i合计叶643 71.374482.788.8106.11231444第噌长率」2网 200220C32034工顺2007工读,1卫星制造/15.与甚-W.3L%WWV^4的吗-23.%既53.S5%-3山弘-5.43%,发对击务J2333:c-1三乳跖-1250%777757.14^-览如为18.52^]2LSS%.,卫星运客，1322%13力肱17.54^13党'出砧况15.05^匕必忧.,77774777477虻互设■各.，，“先23E%后.05%卬犯%14.29^19.10^34.21%.,合计+J10.71%435^.。噬7JB^dI5.48^K9义口工7第笈.,SAAAAAAAAA/v占比平2ml 2姬20CS2期2005口皿2W.,卫星宝市.，14.8%13.2%123%3.3%H.3%94%T.3R・堂封秀舞“4.7布 52%42■赤3.4%2.5%2.£%37%,1工s运营.，30.2%您9%节.8%J6J%辿飒60.1%38.2%+捶而爨密h30.4% 29.3%28.9%3.6%28.4%汨的二一9%31.^十合计平1g0%1M,憎■100,0%1的照《1的网100.0%力资料来源：SIA,申万W究口2・1.5・1、制造和发射市场的相对停滞卫星制造和发射收入相对停滞。经历上世纪八、九十年代卫星的集中发射之后，卫星制造和发射市场在新世纪的前八年里面增长缓慢，而且年度之间的波动性增强。卫星制造和发射收入占卫星产业的比重也从2001年的20%下降到2008年的10%。图1:工星制诰出工多工盘整炉图2:卫星发1寸收人开始回升图1:工星制诰出工多工盘整炉图2:卫星发1寸收人开始回升v■U.E.□Otbss.-资料来源；SL%申万明究¥24图4：美国主导卫星制造和发射市场4资料来源：图4：美国主导卫星制造和发射市场4资料来源：与IA,申万研究？资料来源：EIA,申万班变42・1・5,2、持续高增长的卫星应用行业卫星应用收入增速快于其他。卫星制造和发射市场的停滞发展不同，卫星运营和地面设备制造行业发展迅速。两者占卫星产业的比重从2001年的50.2%和30.4%上升至2008年的58.2%和31.9%。2002—2008年，卫星运营和地面设备制造收入复合增长率为15.4%和13.9%,远快于卫星制造和发射市场收入增幅。图5：全球工星运营收入.分布"图&：图5：全球工星运营收入.分布"图&：全球地面设备收入增长下资料翩：辽和申万研郁资料来源：SIA,由万研究J全球卫星运营收入的主要来源是卫星电视。卫星电视收入贡献了卫星运营75%以上的收入，2002—2008年以年均17%的收入增速递增。其他如卫星移动通信业务、卫星固定通信业务2002—2008年复合增长率为8.4%。25

表2:卫星运营收入分布明细J收入（十亿美金J中20012W2200320042W5200620072WS-P卫星广播仪25.32E.5414E.5>7.5打3-卫星数字音频广播（DARS*0010.3o.s162.1+J・电视直播GOESDTHy25.328>3i.j由U46.9元4649#卫星移动通信业务4131.6l.B3.02.122卫星固定通信业务口9?.E9519.1二二14314/.群发器租赁f7.41j7.38.59每102#-专用网络服务川1.722.22.62.SV-终端用户宽带业务40.302030408+J■遥感让务小0.20.30.2■0.30.3040.8-合计“35.639.9K9,52.S总后73.沙S4%Y0Y4JLC.2%E2.i^n5戋I2.E>IB,6^IE.E兜B.7%.1资料来遁申万研究#以GPS用户终端为代表的大众消费终端强劲需求拉动地面设备收入高速增长，预计2010年国内卫星导航设备及服务市场容量超过500亿元。大众消费终端用户设备是驱动地面设备制造业销售收入增长的重要动力。其中GPS用户设备销售额约占地面设备总收入的50%。据中国全球定位系统技术应用协会统计，卫星导航设备及服务（不含手机终端）2010年预计将形成500亿的市场规模，03-10年复合增速43.5%，其中车载导航和监控占据了50%左右份额。图7:2010年中国卫星导航产业现模预计500亿元，03-10复合喈速43.5%心■信息服务■Hj'I-iiJ刚率口娱乐消费■个人跟踪口薄 用■测绘/G1S□军 用□通 信■车辆导航克科来源：中国全球定位系统技术应用协会，由万田究口供需矛盾推动全球重新进入密集发射期供求失衡，未来十年全球卫星制造和发射市场大幅增长。根据SIA的预测，到201526

年亚洲将超过欧洲成为全球第二大的卫星导航需求区域，而且美国在现有存量需求之上依然呈现增长态势，仅仅依赖现有以GPS为主的卫星导航系统预计将在2015年达到使用极限，因此全球迫切需求新的卫星导航容量的扩张。根据欧洲咨询公司发布的《2018年全球卫星市场制造与发射调查》，2009—2018年全球将制造并发射1185颗卫星，较上个十年增长50%。源于卫星制造和发射的市场收入也同比增长50%,达到1780亿美元。图S：卫星需求北美存苣最大，亚太增长最快。 图9：现有工星系统承载育汕将千2015年达到极限JT.rafi.DOQg.KM«end氧鲤2gDL—□T.rafi.DOQg.KM«end氧鲤2gDL—□五5印公个|1,3心帽孑,申万班究4 资料来源：SU,四万W究J美国：GPS系统升级GPS是全球应用最广的卫星导航系统。GPS系统是美国国防部在20世纪70年代开发的一个天基无线电定位、导航与授时系统。截止目前，美国GPS系统星座在轨卫星32颗（2A卫星12颗、2R卫星12颗、2RM卫星8颗），构成了完整的服务体系。GPS系统不仅给军方提供了强大支持，而且主导了全球民用卫星导航市场（我国99%的卫星导航都基于GPS系统）。GPS-3系统全面启动。随着反恐战争的打响和其他几个全球卫星导航系统的相继出现，美国也加速了GPS系统的现代化进程。2008年5月美国空军授予洛马公司价值14.64亿美元的合同，研制、生产2颗GPS-3A卫星，以及10颗卫星选择权，标志着GPS-3计划正式进入工程实施阶段。首颗GPS-3A卫星将于2013-2014年发射，最终形成GPS-3A卫星8颗、GPS-3B卫星8颗、GPS-3c卫星16颗的全新体系。GPS-3全面提升系统性能。1、下行导航信号功率增强数十倍；2、星座具备星间通信与命令控制链路，使整个星座能够被单一的地面站上行注入；3、覆盖性和抗干扰性提升；4、与“伽利略”系统公共服务信号兼容；5、大幅提高导航服务的精度、可用性、数据完好性。27俄罗斯：GLONASS系统追加投资26亿美元经费不足导致GLONASS系统落后。俄罗斯的全球定位系统GLONASS和GPS都是开始建设于上世纪七十年代，可覆盖俄罗斯全境。目前在轨19颗星，但由于经费不足最少时只有6颗在运行。目前18颗运行，1颗维修。南奥赛第冲突加速GLONASS现代化。南奥赛第冲突俄罗斯损失4架作战飞机，这凸显了俄罗斯在侦察与情报获取及缺乏远程精确打击武器的弊端。而这也正是由于GLONASS系统不能提供足够的导航覆盖和精度不够。2008年9月12日，俄罗斯总理普京批准为GLONASS系统追加26亿美金投资，以加快系统的恢复与现代化进程。立法保障GLONASS系统发展，新增资金加快现代化建设。2009年1月30日，GLONASS系统覆盖俄罗斯全境，俄罗斯杜马通过一项关于卫星导航的法律。该法律规定俄罗斯的武器装备、军用设备、运输设备应装备俄罗斯自己的卫星导航装置，以提升国家安全水平。政府将监督GLONASS系统的使用，并将组建GLONASS运行机构。国家杜马追加的26亿美金主要用于K卫星的改进与生产、未来型号KM的研制、地面段的现代化改造、用户设备特别是军用设备的研制和生产。洲：GALILEO系统建设提速GALILEO系统发展滞后。为减少对美国GPS系统的以来，欧盟于2002年决定启动“伽利略”导航卫星计划。该计划总投资预计36亿欧元，由分布在3个轨道上的30颗卫星组成，主要针对民用领域。“伽利略”计划原定于2006年正式部署，2008年系统完工。但后来由于中欧合作、费用分摊等问题上的分歧，该计划发展缓慢。建设开始全面提速。2008年欧盟决定全部用公共资金支持伽利略系统的发展，并于2008年3月24日通过了欧洲议会的法律审批。同时按照伽利略计划的实际情况，伽利略计划在轨验证时间调整为2010年，系统具有全面运行能力、提供全面服务的时间调整为2013年。GALILEO二代开始论证。GALILEO一代包括空间段、地面控制段和用户段组成，其中空间段由27颗工作星和3颗备用星组成。为保证技术领先性，目前欧空局已经开始第二代GALILEO系统的研制和论证工作，计划于2011年完成。28表上四太余琼导航卫星系统比较JGPS十1GALILEO北斗系统。建设国宴美国3俄罗鼾/欧盟4罩和开蛤建设中+J日期 20世纪70年代J2005♦覆盖范围 全球全天候小全球¥全球（未建成3中国及周边国家中卫星数量8 32+卡 19+J# 4平定位揩度 民用百5m+lini+J吊户数量无限姿口无限客无限限100万口+1+1:追加"忆美金加快/加快发射■顼计〃北斗二代第三颗3GPS-3全面启动>“十1现代化।立法保障应*•11013年完成殂f星发射」202ft年一最新进展川水平蒋度到g僦用网』」完成组网/资料来源:网络资料.申万码究口2.2国内卫星通信技术发展及应用概述2.2.1国内卫星通信的技术实际案例及未来方向2・2,1,1、我国卫星通信现状我国的卫星通信干线主要用于中央、各大区局、省局、开放城市和边远城市之间的通信。它是国家通信骨干网的重要补充和备份。为保证地面网过负荷时以及非常时期（如地面发生自然灾害时）国家通信网的畅通，有着十分重要的作用。在我国边远省、自治区（如西藏、新疆）的一些地区，难以用扩展和延伸国家通信网的方法来进行覆盖。对于这些地区的一些人口聚居的重镇或县城（也可用于海岛）的用户，我国是利用VSAT的方法将其接入地面公用网。这对我国通信网的全国覆盖具有重要意义。卫星专用网在我国发展很快，目前银行、民航、石化、水电、煤碳、气象、海关、铁路、交通、航天、新华社、计委、地震局、证券等均建有专用卫星通信网，大多采用VSAT系统，全国已有几千个地球站。我国需要建立卫星移动通信系统，以支持位于地面移动通信网服务区以外用户的移动通信业务，其终端应当是轻便和低成本的。卫星移动通信系统还用来为地面通信网未能覆盖的农村和边远地区提供基本的通信（话音和低速数据，这对发展中国家更具有重要意义）。这里所指的农村和边29远地区”用户，是指十分分散的“自然村”，要求其终端的复杂度、体积和成本应远小于VSAT小站。以我国为主的卫星移动通信系统APMT（亚太移动通信系统）正在筹建，它是以同步卫星支持的区域性系统。系统支持手持机用户，为此星载天线十分庞大（天线直径约1-3m），此外系统还用于支持边远地区的基本通信。在不久的将来，我国的卫星网还将用于支持低业务密度地区的高速率用户（集团用户）终端的通信需求，比如，对因特网的高速浏览，以及高速率的接入公用网。对于这一类的用户，其终端设备的简化和低成本也是十分重要的。建立我国的综合卫星通信系统的设想。目前，我国在同步卫星通信方面的发展已具规模，在作为国家干线通信网的备份和组建专用网方面发挥了巨大的作用。但是，面对一些业务需求，如移动通信业务、边远地区基本通信业务、高速率用户的接入和因特网浏览以及交互式多媒体业务等方面的需求，我国是采用继续发展和扩大同步卫星通信系统来支持这些新业务？还是建立包括同步卫星和非同步卫星在内的综合卫星通信系统呢？从国外卫星通信发展趋势来看，由于轨道高度较低的非同步卫星无论在支持移动通信，边远地区基本通信和高速率用户的接入等方面都十分有利，它能有效地降低对终端EIRP（有效合向辐射功率）和G/T值（接收机品质因数）的要求，使用户终端大为简化和降低成本。因此，建立我国的综合卫星通信系统在技术上是合理的。综合卫星通信系统在综合系统中，同步卫星和非同步卫星部分各自支持的业务重点应有所不同。同步卫星系统主要支持的业务有：.地面公用网各枢纽站之间的干线连接，其地面站庞大，成本高；.远端用户（VSAT终端）的接入；.构成专用网和专用网与公用网之间的连接。非同步卫星系统主要支持的业务有：.移动通信业务；.提供过远地区和农村的基本通信（话音和低速数据），其用户终端体积和成本远低于VSAT终端；30.用于高速率（可达2Mb/S）用户终端的接入，提供交互式多媒体业务和支持用户高速浏览因特网。其用户终端成本和天线尺寸应小于VSAT终端。在综合系统中，由于非同步卫星将飞越全球，具有全球（非实时）覆盖能力，因此综合系统可以实现全球的（非实时）数据通信（数据信息延时最大约5小时）。尽管通信是非实时的，但系统是完全由我国自主控制的，这在一定程度上能缓解一直困扰我国的全球通信问题，对军事和外交机要通信具有重要意义。建立我国的综合卫星通信系统，除市场需求和枝术上的合理和先进性之外，系统所需的投资和经济效益如何，是决定建立该系统是否切实可行的关键因素。我国的综合卫星通信系统是为我国（及其周边地区）服务的区域性系统。一般来说，采用同步卫星也许是一种较好的选择，因为系统所需的投资较省，而采用覆盖全球的非同步轨道卫星星座为某一地区提供服务（在经济上）是不可取的。然而，随着星座设计技术的突破，利用数目较少的非同步轨道卫星构成的星座也是区域性系统的一种选择。作为我国的综合卫星通信系统中的非同步卫星部分，以采用“区域性时限”星座为宜。该星座可以在特定的时段（通常在每天的业务高峰时段）对我国进行连续覆盖，而空间段所需投资可大致与同步卫星相当。同时，由于覆盖我国的非同步卫星区域性星座对地理上与我国对称（经度差约180°）的美国，具有甚至更好的覆盖特性（仰角更高）。因此，如果同一星座以支持中国和美国的两个区域性系统，空间段的投资共同承担，那么我国的非同步卫星系统所需投资可能比一个同步卫星系统更省。我国综合系统中的非同步卫星可以是一种由4颗椭圆轨道卫星（近、远地，点分别为4497km和16209km）构成的星座，它能在北京时间每天的7点或至23点30分连续覆盖我国。可以看出，星座对我国的最小覆盖仰角在15°以上，而对大陆的绝大部分地区在20°以上。在非同步卫星不能覆盖的低业务量时段（如深夜和凌晨），可由同步卫星来支持这些较小的业务量。此时，对我国连续覆盖的同步卫星也处于低负荷时段，它有足够的资源（如功率）来改善由非同步卫星转换至同步卫星时因传播损耗增加所带来的不利影响。312.2.1.3我国的卫星通信实力分析综述国家安全和供需矛盾促使未来10年成为卫星密集发射期。现有全球卫星系统将于2015年达到承载极限，在国家安全和供需矛盾的共同推动下，2010年美国计划升级GPS系统、欧洲加快GALILEO系统发射速度、俄罗斯全面恢复GLONASS系统并计划升级，中国北斗发射提速，全球导航卫星将进入新的十年密集发射期。北斗二代发射加速，中国卫星产业步入“黄金十年”。美国GPS系统不保证“非常时期”提供服务，中国国防需要自主卫星提高战略打击和协同能力；以通信、电力为代表的命脉行业需要卫星系统授时保证全网同步运转；民用导航测绘需要自主卫星服务来降低成本，促进发展。按规划，到2012年，计划发射10多颗卫星（目前已有3颗），建成覆盖亚太区域的北斗卫星导航系统；到2020年，建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统，中国北斗将成为全球四大导航系统之一。北斗系统的逐步成熟短期将全面利好卫星产业链。中国自主导航系统北斗二代的建立全面利好于卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营业务。卫星/火箭制造及其配套企业将直接受益于短期发射量增加；随着卫星平台的完善，地面设备和卫星运营也将受益于导航、通信、授时、遥感测绘等增值业务的发展。中国卫星应用产业已经初具规模。中国卫星导航设备及服务（不含手机终端）2010年预计将形成500亿的市场规模，03-10年复合增速43.5%。2015年仅中国车载导航市场规模都将达到306亿元规模。需要说明的是，以上测算还未包括潜力巨大以手机为终端的基于位置的增值服务收入。卫星产业链长期看好地面设备和运营增值服务，细分市场最看好受众最广的导航、定位和授时应用。据美国SIA统计，08年GPS产业链收入1444亿美元，06-08复合增速17.8%，其中地面设备和运营增值服务占据90%的