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1 衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，開(kāi)啟“大航天”時(shí)代

衛(wèi)星的定義：環(huán)繞地球在空間軌道上運(yùn)行的無(wú)人航天器。據(jù)中華自然科學(xué)網(wǎng)（SCICN）介紹，1）人造衛(wèi)星基本按照天體力學(xué)規(guī)律圍繞地球運(yùn)動(dòng)，但因在不同軌道上受非球形地球引力場(chǎng)、大氣阻力、太陽(yáng)引力、月球引力和光壓的影響，實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況非常復(fù)雜。2）人造衛(wèi)星是發(fā)射數(shù)量最多、用途最廣、發(fā)展最快的航天器，其發(fā)射數(shù)量約占航天器發(fā)射總數(shù)的 90%以上。
衛(wèi)星的分類(lèi)方法：趙文策、張平、高家智等《人造地球衛(wèi)星軌道理論及應(yīng)用》介紹了人造地球衛(wèi)星的兩種分類(lèi)方法：1）基于用途，可以分為科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星。2）基于功能，可以分為觀測(cè)站、中繼站、基準(zhǔn)站、軌道武器四類(lèi)：其中，觀測(cè)站包括偵察衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星；中繼站包括通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星；基準(zhǔn)站包括導(dǎo)航衛(wèi)星、測(cè)地衛(wèi)星；軌道武器包括攔截衛(wèi)星、軌道轟炸系統(tǒng)等等。

通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星是三類(lèi)主要的衛(wèi)星種類(lèi)：申志偉等《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代》根據(jù)衛(wèi)星不同功能，將衛(wèi)星分為通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、資源衛(wèi)星和天文衛(wèi)星等六大類(lèi)。
通信衛(wèi)星主要作為無(wú)線(xiàn)電通信中繼站，通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地球站之間或地球站與航天器之間的無(wú)線(xiàn)電通信。1）通信衛(wèi)星可以傳輸音頻、數(shù)據(jù)和視頻等信息。
對(duì)于整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通信衛(wèi)星和它的測(cè)控站稱(chēng)為通信系統(tǒng)的空間段。2）按照不同的專(zhuān)業(yè)用途，通信衛(wèi)星主要分為直播衛(wèi)星、海事通信衛(wèi)星、跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星。
導(dǎo)航衛(wèi)星主要用于對(duì)地面、海洋、空中和太空用戶(hù)進(jìn)行導(dǎo)航定位，具有通信屬性。1）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)全天候全球高精度被動(dòng)式導(dǎo)航定位。
2）其中，基于時(shí)間測(cè)距的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，可以提供全球和近地空間連續(xù)立體覆蓋、高精度三維定位和測(cè)速。
遙感衛(wèi)星主要用作外層空間遙感平臺(tái)，可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)覆蓋指定區(qū)域。1）常見(jiàn)的遙感衛(wèi)星包括氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星。2）氣象衛(wèi)星用于實(shí)時(shí)監(jiān)視全球范圍內(nèi)大氣、地面、海洋狀況；陸地資源衛(wèi)星是利用星載遙感器獲取地球表面圖像數(shù)據(jù)輔助進(jìn)行資源測(cè)繪調(diào)查的衛(wèi)星；海洋資源衛(wèi)星是探測(cè)海洋表面狀況、檢測(cè)海洋動(dòng)態(tài)的衛(wèi)星。

人造地球衛(wèi)星的軌道，指衛(wèi)星質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡，遍及其全生命周期：據(jù)趙文策、張平、高家智等《人造地球衛(wèi)星軌道理論及應(yīng)用》介紹，衛(wèi)星的軌道包括衛(wèi)星從起飛到入軌的發(fā)射軌道、衛(wèi)星進(jìn)入入軌點(diǎn)，以及衛(wèi)星入軌后開(kāi)始的運(yùn)行工作，一直到工作壽命結(jié)束。
衛(wèi)星軌道可以用六個(gè)軌道根數(shù)描述：包括軌道長(zhǎng)半軸、軌道偏心率、軌道傾角、升交點(diǎn)赤經(jīng)、近點(diǎn)角角距和近點(diǎn)時(shí)刻。
衛(wèi)星軌道一般有三種分類(lèi)方法：1）按照衛(wèi)星運(yùn)行軌道的偏心率：分為圓軌道（偏心率為 0）、近圓軌道（偏心率小于 0.1）、橢圓軌道（偏心率大于 0.1，小于 1）；2）按照衛(wèi)星運(yùn)行的高度：分為低軌道、中高軌道和高軌道；3）按照衛(wèi)星運(yùn)行軌道的傾角：分為赤道軌道（傾角等于 0°或 180°）、極低軌道（傾角等于 90°）、傾斜軌道（傾角不等于 90°、0°、180°）。
人造地球衛(wèi)星通常也采用一些特殊軌道形式，以提升有效載荷的性能：包括地球同步軌道、地球靜止衛(wèi)星軌道、太陽(yáng)同步軌道、停泊軌道、回歸軌道、凍結(jié)軌道等。

衛(wèi)星系統(tǒng)可按軌道高度分為低軌、中軌、高軌衛(wèi)星系統(tǒng)：據(jù)申志偉等《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代》介紹，按照衛(wèi)星運(yùn)行軌道距離地球表面的高度，衛(wèi)星通信系統(tǒng)通?？梢苑譃榈蛙壍佬l(wèi)星系統(tǒng)（距離地球表面 700-1500km）、中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（衛(wèi)星距離地球表面 10000km）和高軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（衛(wèi)星距離地球表面 30000km）。
低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)：目前最新、最有前途的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)。1）低軌道衛(wèi)星一般指由多個(gè)低軌道衛(wèi)星構(gòu)成的，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行信息處理的大型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中衛(wèi)星的分布稱(chēng)為衛(wèi)星星座。2）蜂窩通信、多址、點(diǎn)波束、頻率復(fù)用等新技術(shù)為低軌移動(dòng)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。3）低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由衛(wèi)星星座、地球站、系統(tǒng)控制中心、網(wǎng)絡(luò)控制中心和用戶(hù)單元組成。4）通信鏈路將不同軌道平面、同一軌道平面內(nèi)的衛(wèi)星連接起來(lái)，形成結(jié)構(gòu)一體化的大型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在地球表面形成蜂窩狀網(wǎng)格化服務(wù)區(qū)，服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶(hù)可以隨時(shí)隨地接入衛(wèi)星系統(tǒng)。
中軌道衛(wèi)星系統(tǒng)：屬于非同步地球衛(wèi)星系統(tǒng)，主要與互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合，作為陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人移動(dòng)通信；也可以用作衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。中軌道衛(wèi)星向全球用戶(hù)實(shí)時(shí)提供手機(jī)移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)與地面互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字語(yǔ)音、傳真、數(shù)據(jù)、視頻及定位等多種信號(hào)。中軌道衛(wèi)星兼具高軌道和低軌道衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)全球通信覆蓋和有效頻率使用，其主要缺點(diǎn)在于需要部署大量衛(wèi)星，星間組網(wǎng)和控制切換比較復(fù)雜，投資高，風(fēng)險(xiǎn)大。
高軌道衛(wèi)星系統(tǒng)：依賴(lài)位于赤道上方的對(duì)地同步衛(wèi)星，一顆衛(wèi)星可以覆蓋整個(gè)半球，構(gòu)成一個(gè)區(qū)域性通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以為其覆蓋范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)提供移動(dòng)通信接入服務(wù)。高軌道衛(wèi)星主要提供公共衛(wèi)星電話(huà)和專(zhuān)用衛(wèi)星電話(huà)兩種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電話(huà)、尋呼和定位功能。高軌衛(wèi)星具有覆蓋性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但時(shí)延較高。

根據(jù) UCS《Satellite-Database-Officialname-1-1-2023》數(shù)據(jù)，截至 2022 年 12 月 31 日，全球共有 6718 顆在軌運(yùn)營(yíng)衛(wèi)星。1）按照國(guó)別統(tǒng)計(jì)：美國(guó) 4529 顆（約占全球的 67.4%），中國(guó) 592 顆（約占全球的 8.8%），英國(guó) 563 顆（約占全球的 8.4%），俄羅斯 177 顆（約占全球的 2.6%）。2）按照衛(wèi)星用途統(tǒng)計(jì)：通信衛(wèi)星 4823 顆（占 72%）、導(dǎo)航衛(wèi)星 155 顆（占 2%）、遙感衛(wèi)星 1192 顆（占 18%）。3）按照軌道類(lèi)型統(tǒng)計(jì)：LEO/MEO/GEO/Eliptical軌道衛(wèi)星分別有 5937/142/580/59 顆。

根據(jù)開(kāi)運(yùn)聯(lián)合《衛(wèi)星通信工作頻段》介紹：ITU 定義頻段中用于衛(wèi)星通信的大致分為 3 類(lèi)：

分米波頻段（UHF，Ultra High Frequency）：頻率范圍為 300MHz-3GHz。該頻率范圍對(duì)應(yīng)于 IEEE 的UHF（300MHz-1GHz 該頻段對(duì)應(yīng)于 IEEE的 UHF（300MHz-1GHz）、L（1-2GHz），以及 S（2-4GHz）頻段。UHF 頻段無(wú)線(xiàn)電波已接近于視線(xiàn)傳播，易被山體和建筑物等阻擋，室內(nèi)的傳輸衰耗較大。
厘米波頻段（SHF，Super High Frequency）：頻率范圍為 3-30GH。該頻段對(duì)應(yīng)于IEEE 的 S（2-4GHz）、C（4-8GHz）、Ku（12-18GHz）、K（18-27GHz）以及 Ka（26.5-40GHz）頻段。分米波，波長(zhǎng)為 1cm-1dm，其傳播特性已接近于光波。
毫米波頻段（EHF，Extremly High Frequency）：頻率范圍為 30-300GHz。該頻段對(duì)應(yīng)于 IEEE 的 Ka（26.5-40GHz）、V（40-75GHz）等頻段。發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始計(jì)劃，當(dāng) Ka 頻段資源也趨于緊張后，高容量衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)（HDFSS）的關(guān)口站將使用50/40GHz 的 Q/V 頻段。

2 衛(wèi)星通信：大國(guó)博弈加劇，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)或?qū)⑻崴?/p>

2.1 低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的重要一環(huán)

據(jù)賽迪顧問(wèn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心《“新基建”之中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究白皮書(shū)》，全球的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)自 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，大體經(jīng)歷了三大階段：n 第一階段：

與地面通信網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)階段（20 世紀(jì) 80 年代-2000 年）。1）以摩托羅拉公司“銥星”星座為代表的多個(gè)衛(wèi)星星座計(jì)劃提出，“銥星”星座通過(guò) 66 顆低軌衛(wèi)星構(gòu)建一個(gè)全球覆蓋的衛(wèi)星通信網(wǎng)，以提供語(yǔ)音、低速數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)為主。2）“銥星”在與地面通信網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)中宣告失敗：地面通信系統(tǒng)快速發(fā)展，在通信質(zhì)量、資費(fèi)價(jià)格等方面相比衛(wèi)星通信全面占優(yōu)。
第二階段：對(duì)地面通信網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充階段（2000-2014 年）。以新銥星、全球星和軌道通信公司為代表，定位主要是對(duì)地面通信系統(tǒng)的補(bǔ)充和延伸。
第三階段：與地面通信網(wǎng)絡(luò)融合階段（2014-2020 年）。1）以一網(wǎng)（OneWeb）、太空探索公司（SpaceX）等為代表的企業(yè)開(kāi)始主導(dǎo)新型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面通信系統(tǒng)進(jìn)行更多的互補(bǔ)合作、融合發(fā)展。2）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)步入寬帶互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：衛(wèi)星工作頻段進(jìn)一步提高，向著高通量方向持續(xù)發(fā)展。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)：據(jù)申志偉等《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代》，其架構(gòu)大體可以分為地基、天基兩部分，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)由異構(gòu)的天基網(wǎng)絡(luò)和地基網(wǎng)絡(luò)組成，采用統(tǒng)一技術(shù)體制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范互聯(lián)、融合。
天基網(wǎng)絡(luò)由天基骨干網(wǎng)和天基接入網(wǎng)組成：1）天基骨干網(wǎng)主要由若干個(gè)處于對(duì)地靜止軌道上的高軌道衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)組成，承擔(dān)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)/分發(fā)、路由、傳輸?shù)戎匾蝿?wù)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全球、全時(shí)覆蓋。2）天基接入網(wǎng)由若干個(gè)處于高、中、低軌道的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)而成，為陸?？仗於嗑S度用戶(hù)提供實(shí)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

地基網(wǎng)絡(luò)由管理網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)構(gòu)成：1）管理網(wǎng)主要由關(guān)口站、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)節(jié)點(diǎn)等地基節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)天基網(wǎng)絡(luò)的管理控制、信息處理，以及天基網(wǎng)絡(luò)與地面互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等地面網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。2）業(yè)務(wù)網(wǎng)即互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)等地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要為用戶(hù)提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入、業(yè)務(wù)服務(wù)等。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與 5G/6G 技術(shù)相融合是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)：據(jù)申志偉等《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代》介紹，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與 5G/6G 融合，1）在民用領(lǐng)域有助于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)按需分配、信息互聯(lián)互通；2）在軍用領(lǐng)域，對(duì)態(tài)勢(shì)感知及作戰(zhàn)模式具有較大影響。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與 5G 網(wǎng)絡(luò)互為補(bǔ)充。1）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以解決 5G 網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空間隔問(wèn)題。
空間：在山區(qū)、荒漠、海洋、天空等區(qū)域，地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)困難，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具備無(wú)死角廣域覆蓋的優(yōu)勢(shì)，將地面、天空和海洋彼此孤立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連成融合網(wǎng)絡(luò)。時(shí)間：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以提供連續(xù)不間斷的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，大幅度增強(qiáng) 5G 移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、飛機(jī)、輪船、汽車(chē)等移動(dòng)載體用戶(hù)端的應(yīng)用。2）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要借助 5G 網(wǎng)絡(luò)的較高傳輸速率。
在軍事領(lǐng)域，5G 與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是“黃金組合”，或?qū)?duì)作戰(zhàn)模式產(chǎn)生顛覆性影響：1）衛(wèi)星 5G 具有高速率、低時(shí)延的特性，可以高效采集、傳輸、處理海量戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知甚至超前感知。2）衛(wèi)星 5G 能使更多用戶(hù)利用同一頻率資源進(jìn)行通信，從而在不增加基站密度的情況下大幅提高頻率應(yīng)用效率，有利于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)信息終端互聯(lián)互通。3）構(gòu)建大容量、低時(shí)延、高速率作戰(zhàn)通信網(wǎng)絡(luò)是無(wú)人作戰(zhàn)的前提，衛(wèi)星 5G 令“無(wú)人軍團(tuán)”成為可能，在目標(biāo)識(shí)別、指揮、戰(zhàn)地醫(yī)療、后勤保障等方面均有應(yīng)用場(chǎng)景。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)或成為 6G 通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分：1）6G 將著力解決海、陸、空、天等地域覆蓋受限的問(wèn)題，拓展網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在人類(lèi)生活環(huán)境空間方面的廣度與深度，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步向空、天、地、海一體化方向延伸。2）構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是 6G 時(shí)代的核心愿景：該系統(tǒng)主要由衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、地面互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信互聯(lián)網(wǎng)互通形成，建成后將實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無(wú)間隙覆蓋，形成人、事、物全面互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。
6G 或?qū)⒓烧现T多新技術(shù)：1）將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)一步集成整合。2）為滿(mǎn)足高度智能、高度數(shù)字化和高度信息化社會(huì)對(duì)未來(lái)無(wú)線(xiàn)傳輸速率的要求，6G 網(wǎng)絡(luò)在無(wú)線(xiàn)連接的廣度和深度上都將有較大提升，支持超大帶寬視頻傳輸、超低時(shí)延工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，空天地海一體化通信等諸多場(chǎng)景。3）為支持商業(yè)愿景和應(yīng)用，6G 要求具有 1Tbps 超大峰值速率和 1Gbps 超高用戶(hù)體驗(yàn)速率，超低時(shí)延和超高頻譜利用率。

根據(jù)申志偉等《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代》，未來(lái)全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將向高頻段化、網(wǎng)絡(luò)安全化、標(biāo)準(zhǔn)化及新型應(yīng)用落地發(fā)展的方向進(jìn)一步發(fā)展。
高通量衛(wèi)星向高頻段發(fā)展。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)需要更高的數(shù)據(jù)速率、更強(qiáng)的帶寬接入能力：1）目前，多數(shù)高通量衛(wèi)星均采用 C、Ku、Ka 通信頻段，頻段資源已接近飽和，頻段資源競(jìng)爭(zhēng)激烈、軌道資源的稀缺；2）為滿(mǎn)足未來(lái)大帶寬的需求，進(jìn)一步提高衛(wèi)星通信容量，推動(dòng)衛(wèi)星通信向頻率更高的 Q、V 頻段（帶寬可達(dá) 5GHz）發(fā)展是未來(lái)發(fā)展的必然之路。
構(gòu)建衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系。通過(guò)地面站、移動(dòng)站、不同軌道面上的衛(wèi)星群的有機(jī)融合，可構(gòu)成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)：1）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)存在跨空域、跨地域的特殊性，導(dǎo)致其面臨來(lái)自不同方面和層次的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。2）未來(lái)，中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)應(yīng)構(gòu)建空天地網(wǎng)絡(luò)安全保障體系，有效應(yīng)對(duì)身份認(rèn)證、安全路由、安全傳輸?shù)确矫娴亩喾N威脅，形成覆蓋包括衛(wèi)星、基站、系統(tǒng)、終端在內(nèi)的一體化縱深防御體系。
助力萬(wàn)物互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全覆蓋新型應(yīng)用。1）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是對(duì)我國(guó)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)接入能力區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的必要補(bǔ)充。2）區(qū)域覆蓋將助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)天空、水體、土壤等全生態(tài)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水農(nóng)業(yè)災(zāi)害、森林火災(zāi)、地震等極端災(zāi)害的預(yù)警，實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)在偏遠(yuǎn)無(wú)人地區(qū)的電力設(shè)施及線(xiàn)路的實(shí)時(shí)布控。
2.2 全球掀起“太空圈地戰(zhàn)”，美國(guó)“StarLink”一馬當(dāng)先

衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有廣覆蓋、大帶寬、低成本等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)世界主要大國(guó)都在大力發(fā)展衛(wèi)星通信，致力于建立覆蓋全球的天基一體化通信系統(tǒng)，對(duì)太空資源的爭(zhēng)奪愈演愈烈。左海、郭洋、吳洪亮、吳巧玲《淺析“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展及其影響》一文介紹了各國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃：

以西方為代表的一些公司，包括太空探索技術(shù)公司（SpaceX）、英國(guó)衛(wèi)星通信公司（OneWeb）、亞馬遜等，均推出了自己的低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)計(jì)劃，逐步建立低軌（LEO）衛(wèi)星和中軌（MEO）衛(wèi)星系統(tǒng)，形成先發(fā)優(yōu)勢(shì)，尤其以 SpaceX 公司的“星鏈”發(fā)展最為迅速。
“星鏈”（StarLink）系統(tǒng)是由美國(guó) SpaceX 公司于 2014 年提出的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃，旨在建立一個(gè)覆蓋廣、容量大、時(shí)延低的天基通信系統(tǒng)，面向全球范圍提供高速互聯(lián)接入服務(wù)。

根據(jù)美國(guó) SpaceX 公司向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的申報(bào)信息：星鏈系統(tǒng)共規(guī)劃 3期，總規(guī)模近 4.2 萬(wàn)顆衛(wèi)星，由 3 層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組成，包括距離地面 340km 和 550km 的極低地球軌道（VLEO，9102 顆），以及 1150km 的 LEO（2825 顆）。

據(jù)左海、郭洋、吳洪亮、吳巧玲《淺析“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展及其影響》，“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)采用 FDD 傳輸模式，主要采用 Ka、Ku 和 V 頻段：

下行主要采用 Ku 頻段（10.7-12.7GHz），總可用帶寬達(dá) 2GHz，單載波帶寬 250Hz；上行主要采用 Ka 頻段（14.0-14.5GHz），總可用帶寬 500MHz，單載波帶寬 125MHz；V 頻段主要在 VLEO 軌道使用。

據(jù)左海、郭洋、吳洪亮、吳巧玲《淺析“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展及其影響》數(shù)據(jù)，“星鏈”衛(wèi)星單個(gè)用戶(hù)鏈路的傳輸速率最高達(dá) 1Gbps，每顆衛(wèi)星可提供 17Gbps-23Gbps 的下行容量，鏈路時(shí)延約為 15-20ms，極大縮短了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的鏈路時(shí)延。

‘“星鏈”衛(wèi)星搭載 4 副高性能相控陣天線(xiàn)，借助相控陣天線(xiàn)良好的波束賦形特征，下行帶寬可同時(shí)支持最少 8 個(gè)波束，在采用不同極化方式、空間復(fù)用等情況下，可進(jìn)一步提升可用波束的個(gè)數(shù)，支持衛(wèi)星極高數(shù)據(jù)量的發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)。

據(jù)左海、郭洋、吳洪亮、吳巧玲《淺析“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展及其影響》，“星鏈”衛(wèi)星采用透明轉(zhuǎn)發(fā)和星間鏈路傳輸方式。
透明轉(zhuǎn)發(fā)借助地球站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，完成用戶(hù)間通信，早期的星鏈衛(wèi)星不具備星間鏈路，只能通過(guò)透明轉(zhuǎn)發(fā)方式實(shí)現(xiàn)。
星間鏈路也稱(chēng)為星際鏈路或者交叉鏈路，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星間的通信傳輸，包括處于同一軌道面上的衛(wèi)星和處于相鄰軌道面上的衛(wèi)星。“星鏈”衛(wèi)星采用激光實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的信息傳輸與交換，一方面減少了傳輸“跳數(shù)”、降低了衛(wèi)星傳輸時(shí)延，提高了通信速度和效率，另一方面實(shí)現(xiàn)了更廣域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)地面部分包括關(guān)口地球站和用戶(hù)終端。
地球站仍然搭載相控陣天線(xiàn)，通過(guò)陣列天線(xiàn)的波束特征產(chǎn)生多個(gè)窄波束，承載不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)與多個(gè)衛(wèi)星同時(shí)通信。
“星鏈”用戶(hù)終端需要外接相控陣天線(xiàn)，具備自動(dòng)跟蹤接入衛(wèi)星的能力，在多波束情況下可支持與多顆衛(wèi)星連接，實(shí)現(xiàn)星間切換時(shí)的無(wú)縫通信能力。同時(shí)星鏈類(lèi)終端通過(guò)定向發(fā)射波束信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高效利用 Ku 頻段資源。

“星鏈”單衛(wèi)星采用可快速?gòu)?fù)制的模塊化設(shè)計(jì)方式：據(jù)左海等《淺析“星鏈”衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展及其影響》介紹，為滿(mǎn)足“星鏈”多批次多衛(wèi)星快速發(fā)射的需求，整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)主要包括氪離子推進(jìn)器、自動(dòng)避撞系統(tǒng)、衛(wèi)星跟蹤裝置、相控陣天線(xiàn)和太陽(yáng)能帆板。
采用氪氣作為霍爾效應(yīng)推進(jìn)器的推進(jìn)劑，進(jìn)行衛(wèi)星姿勢(shì)調(diào)整、軌道運(yùn)行和離軌等操作，對(duì)比傳統(tǒng)的氙氣，氪氣價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，在龐大的星鏈衛(wèi)星系統(tǒng)下，具有較為明顯的成本優(yōu)勢(shì)。
通過(guò)搭載自動(dòng)避撞系統(tǒng)，能夠有效避免軌道碰撞。
衛(wèi)星跟蹤裝置可以使衛(wèi)星與地面段保持聯(lián)系，也有助于建立星間鏈路。
根據(jù) Jonathan's Space Pages 數(shù)據(jù)，截至 2023 年 7 月 9 日，StarLink 共計(jì)發(fā)射 4746 顆衛(wèi)星，其中在軌衛(wèi)星 4411 顆、運(yùn)行中的衛(wèi)星有 4375 顆。

“獵鷹 9 號(hào)”火箭&梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功使低成本、大批量發(fā)射衛(wèi)星成為可能：

“獵鷹 9 號(hào)”是世界上第一個(gè)軌道級(jí)可重復(fù)使用火箭：1）“獵鷹 9 號(hào)”是由 SpaceX 設(shè)計(jì)和制造的可重復(fù)使用的兩級(jí)火箭，用于將人員和有效載荷可靠安全地運(yùn)送到地球軌道和更遠(yuǎn)的地方。2）可重用性使 SpaceX 能夠重復(fù)利用火箭中最昂貴的部件，從而降低衛(wèi)星發(fā)射成本。3）據(jù) SPACEX 官網(wǎng)數(shù)據(jù)，截至 2023 年 7 月 31 日，“獵鷹 9 號(hào)”已累計(jì)發(fā)射 241 次、著陸 199 次，其中復(fù)用次數(shù)達(dá) 175 次。

SpaceX 為其 Falcon 9 和 Falcon Heavy 的發(fā)射服務(wù)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。1）對(duì)于合同承諾的多次發(fā)射，可提供適度折扣。2）SpaceX 還可以提供宇航員低軌道發(fā)射運(yùn)送服務(wù)。

為了回收和再利用，SpaceX 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了 Merlin 和 Merlin Vacuum 發(fā)動(dòng)機(jī)。1）Merlin主要用于獵鷹 1 號(hào)、獵鷹 9 號(hào)和獵鷹重型運(yùn)載火箭，使用火箭級(jí)煤油（RP-1）和液氧作為氣體發(fā)生器動(dòng)力循環(huán)中的火箭推進(jìn)劑，其海平面最大推力可達(dá) 845kN。2）Merlin Vacuum 具有更大的排氣部分和膨脹噴嘴，以最大限度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)在真空環(huán)境中的效率，在全功率下，其推力可達(dá) 981kN，是美國(guó)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)史上運(yùn)行效率最高的一款火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.3 首顆試驗(yàn)星發(fā)射升空，我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)或?qū)⑻崴?/p>

中國(guó)“星網(wǎng)”崛起，布局低軌賽道：劉愛(ài)國(guó)《中國(guó)“星網(wǎng)”邁向新軌道》一文梳理了我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程：

2016-2018 年間，航天科技、航天科工、中國(guó)電科、中國(guó)電信等企業(yè)紛紛提出了各自的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)方案，并陸續(xù)發(fā)射了試驗(yàn)星。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入“新基建”：2020 年 4 月，國(guó)家發(fā)改委將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列為新基建中的信息技術(shù)設(shè)施，意味著以低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)為代表的太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上升到了國(guó)家意志層面。
“星網(wǎng)”公司破繭而出：2021 年 4 月 28 日，國(guó)務(wù)院國(guó)資委發(fā)布關(guān)于組建中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司的公告，新組建的“星網(wǎng)”公司總部落地河北雄安新區(qū)，注冊(cè)資本 100 億元。
這也是國(guó)資委公布的央企名單中僅次于電信、聯(lián)通、移動(dòng)之后的又一家通信運(yùn)營(yíng)商。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射：據(jù)新華社消息，2023 年 7 月 9 日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿(mǎn)成功。

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