同步卫星轨道高度 天地一体化信息网络低轨移动及宽带通信星座发展设想(4)

对于新的NGSO卫星网络频率申报，基本需要提前5~10年的储备或者合作获得。???? 基于星间链的空间组网是突破全球地面布站限制的唯一选择，也是实现全球无缝服务的唯一选择。Iridium是唯一真正实现全球无缝服务的低轨通信星座。Globalstar、OneWeb均采用星上透明转发，需要依托关口站实现服务，而且服务区域受限于关口站部署。Globalstar全球部署24个关口站，OneWeb计划部署55~75个关口站提供服务，即使这样也很难提供全球服务能力。我国发展星座可优先考虑基于星间链路和星间组网的方案，弥补全球部署关口站不方便的不足。???? 成本控制、先进的技术、多渠道融资，也是星座良好发展的重要保障。低轨通信星座系统由于卫星数量多、系统复杂、维护成本高，与同步轨道卫星相比投入大，因此不仅要考虑技术实现，还必须同期考虑融资和运营。同步卫星轨道高度低轨通信星座是保障全球无缝通信的最佳途径。随着我国经济和社会的发展，国家经济贸易、科技、文化等领域的利益不断向海外拓展，我国在全球的利益对实时无缝信息保障有很大需求。GEO（geosynchronous orbit，地球同步轨道）卫星由于其轨道特性，无法实现全球覆盖。

而且在GEO卫星发展上我国已经取得了很大进步，但在低轨通信星座方面，与国外先进水平还有很大差距，因此发展低轨通信星座十分必要。低轨通信星座是争取空间战略资源的重要举措。目前，可用于全球卫星移动通信的黄金频段L/S频段被瓜分殆尽；低轨Ku、Ka频段资源也几乎被新兴互联网星座的申报资料填满。因此，我国必须加快发展低轨通信星座，抢占可用频率使用权，为确立太空优势奠定基础。我国低轨移动通信星座发展目前处于单星试验和系统规划阶段，总体上看，与美国等发达国家相比，按照形成能力的时间计算，预计落后20年以上。“十五”期间组织了低轨通信星座论证，安排了相关关键技术攻关；“十一五”期间上海小卫星等单位，发射了多颗存储转发类小卫星，并得到应用；“十二五”期间，清华大学与北京信威通信技术股份有限公司（以下简称信威公司）联合研制的灵巧通信试验卫星成功发射，测试验证了低轨卫星开展语音、数据、图像、互联网等多种业务。目前，中国航天科技集团公司（以下简称航天科技）、信威公司、中国航天科工集团有限公司（以下简称航天科工）、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所等单位以及科技部依托中国电子科技集团牵头论证的天地一体化信息网络重大工程等提出多个低轨通信星座系统规划方案。

航天科工的“虹云”工程计划，以天基互联网接入为主要目标，规划发射156颗小卫星；航天科工的“行云”工程计划，以物联网服务为主要目标，预计部署50余颗低轨小卫星；航天科技的“UniverseLink”计划，以互联网接入、物联网服务为目标，预计部署54+270余颗卫星。??天地一体化信息网络重大工程是国家科技创新2030先期启动的4个科技重大工程之一，总体架构如图3所示，由天基骨干网、天基接入网和地基节点网组成。天基骨干网由GEO轨道的若干（6个）节点联网而成，天基接入网则以低轨节点为主，地基节点网由多个地面互联的地基节点（关口站及信息港）组成。天基骨干网、天基接入网和地基节点网构成天地一体的网络来支撑战略安全通信、移动宽带服务、热点区域增强、联合信息支援、航天信息支援、防灾减灾服务、反恐维稳支持、航空信息服务、海洋信息服务和信息普惠服务等十大典型应用。图3 ??天地一体化信息网络重大工程总体架构低轨接入网主要采用星座部署、空间组网的方式，提供全球无缝覆盖的移动、宽带通信服务，通过搭载载荷支持航空/航海监视、频谱监测、导航增强以及广域物联网服务等。低轨接入网规模考虑12个轨道面，轨道高度800~1 100 km，重大工程实施考虑部署120个节点，后续可扩展到240个节点。