美军采取措施改进劣势用户的卫星通信能力

+ 方志英

美军采取措施改进劣势用户的卫星通信能力

+ 方志英

美军于2012年10月开始，启动其更快、更便宜且更安全的最新系列超高频卫星系统的作战应用。这个由海军牵头的联合系统从一开始就受到了关注，这说明美军那些处于运动之中、优先权较低的劣势用户需要可靠的卫星通信，对卫星服务需求也有所增长。

一、采用TacSat-4改进能力

位于科罗拉多州科罗拉多斯普林斯的美陆军太空与导弹防御战斗实验室，正在以陆基通信为重点，对海军的战术微型卫星-4（TacSat-4）进行测试。TacSat-4是系列军用侦察与通信卫星中的第4颗，由海军研究实验室太空飞行器开发部主管。海军人员也在2012年6月和7月举行的“2012年三叉戟勇士”演习期间，对TacSat-4进行了测试。2013年初，海岸警卫队的“希利”号轻型装甲小艇使用TacSat-4，成功试验了从阿拉斯加州西海岸的白令海到加利福尼亚州阿拉梅达海岸警卫队岛之间的通信。在测试期间，“希利”号大约位于北极圈以南260海里处，刚刚执行完一次护航与破冰任务，正在向阿拉斯加州的诺姆市返航。另外，海军陆战队也在便携式地面装备上对TacSat-4进行了测试。

1．概述

2011年9月27日，美空军太空与导弹系统中心在阿拉斯加使用“米诺陶4”火箭，成功发射了首颗10信道的TacSat-4。该卫星重450千克，信道为25兆赫兹，可覆盖直径3700千米的区域。海军研究实验室已计划以6个月为一个周期，进行更多的发射，以便提供全球连续的覆盖能力，并在某些情况下，对地球同步轨道卫星进行补充。赫利称，TacSat-4太空飞行器的建造成本为7500万美元，发射成本为4300万美元，但不包括发射延迟成本，每颗TacSat-4的寿命周期约为3年。

赫利还称，TacSat-4对于话音以及某些数据通信应用来说效果极佳，主要适用于两类用户。一类是优先权较低的卫星用户，如后勤用户，他们可能需要为特种作战部队等优先权更高的用户让路。另一类是位于阿富汗等偏远地区的用户，或者那些难以接收和发送地球同步卫星通信的城区用户。

2．TacSat-4的优势

美军部队面临的一个老大难问题，就是与视距外的人如何实现动中通。TacSat-4的部分吸引力在于，位于崎岖地形的作战人员不必走到开阔地带架设天线，就能够与后方的总部实现通信。通常情况下，操作人员必须走到开阔地带架设好天线才能实现与地球同步轨道卫星的通信。而且，TacSat-4不要求天线定向，能与现有卫星电台共同工作。

大多数军用卫星都是接近赤道飞行的地球同步卫星，其信号强度不足以实现全向天线通信。但TacSat-4采用高椭圆轨道，轨道远地点高度为12000千米，近地点为700千米，因此，包括位于山谷以及高纬地区的人员都能够使用。另外，TacSat-4的覆盖区域可以变化，这样可以服务不同地点的用户。

3．TacSat-4先进的解决方案

TacSat-4尽管成本较低，但其组件非常先进。例如，从与轨道科学公司签订的一份子合同看，TacSat-4卫星上使用的X波段放大器由微太空公司开发，开发过程中就解决了热设计中的辐射、可靠性和功放等问题。

TacSat-4上的主要载荷是用于蓝军跟踪和动中通的UHF和X频段双模通信试验多信道转发器，以及用于数据流出的Praxis太空飞行器通信有效载荷。

二、采用小型终端改进能力

卫星巨头国际海事卫星（Inmarsat）除了为各种卫星和地面进行服务之外，也为国防部劣势用户提供了小型终端服务，小型终端可提供800千比特/秒的L频段解决方案。

三、采用Ka频段卫星改进能力

国际海事卫星政府公司已经清楚看到，国防部劣势用户要求使用其服务来实现情报、监视与侦察的需求在不断增加。国际海事卫星政府公司的首席运营官安迪·比干称，“情报、监视与侦察是高带宽应用的首要推动因素”，移动应用也是造成需求增长的一个重要因素。

比干认为，那些需要捕获视频的国防部劣势用户，可以使用数兆的带宽。他指出，国际海事卫星政府公司可向美国军事和民事机构提供安全可靠的任务关键性通信能力，还能为边缘的无线设备实现情报、监视与侦察（ISR）平台视频传感器、视频会议和视频应用的需求。2013至2014年间，已发射了3颗Ka频段国际海事卫星。

比干说：“通过租用国际海事卫星等商用卫星，并提供具有嵌入式安全性和可控服务的端到端的连接能力，国防部劣势卫星通信用户的效费比能够得到显著提高，国防部机构履行使命所需的成本将大大降低。”

在野战中，特种作战部队是情报、监视与侦察的最优先的关键任务卫星用户，诸如订购零部件的后勤人员之类的其他用户属于劣势用户，而劣势用户则需要更可靠的服务，比干说：“商业部门对他们来说通常是一个很好的选择。”因此，Ka频段国际海事卫星的发射对劣势用户来说是一个好消息。

当然也有挑战，不过比干对此很有信心：“技术挑战可以克服。有些情况下，更大的挑战则是使采办方法与技术需求相匹配，找到恰当的合同手段，这样就能确保实现用户所期望的性能。”