本刊记者 东方星
我国首颗移动通信卫星—天通-1的01星顺利升空
本刊记者 东方星
2016年8月6日,我国用长征-3B火箭成功发射了天通-1的01星。该卫星是中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院负责研制的我国首颗大容量地球同步轨道移动通信卫星,技术指标与能力水平达到国际第三代移动通信卫星水平。它可为中国国土及周边海域的各类手持和小型移动终端提供话音和数据通信覆盖,填补了我国在卫星移动通信领域的空白,将在个人应用方面发挥重大作用,使我国进入卫星移动通信的手机时代,具有重要的里程碑意义。
天通-1卫星移动通信系统是我国自主研制建设的卫星移动通信系统,也是我国空间信息基础设施的重要组成部分。该系统由空间段、地面段和用户终端组成,空间段计划由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。它主要为中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋、印度洋大部分海域的用户提供全天候、全天时、稳定可靠的移动通信服务,支持话音、短消息和数据业务。
这次发射的天通-1的01星采用了我国成熟的东方红-4卫星平台(此前已有12颗卫星采用该卫星平台),但同时也使得东方红-4卫星平台的能力得到进一步提升与扩展,在载荷及散热能力等方面均实现了突破。其载重比达到了东方红-4卫星平台的领先水平。据天通-1的01星总设计师陈明章介绍,该卫星引入了三维数字化设计技术,采用了单机集成设计、混合集成电路等技术,集成多种信息处理功能,用一台单机就可以实现过去多台单机完成的任务,有效提高了卫星的效能。另外,天通-1卫星采用S频段,该频段信号传输损耗小,雨衰小,可以实现地面终端设备的小型化,便于携带,同时保证通信质量。
据卫星专家介绍,无源互调(PIM)是天线在大功率发射信号的同时,由于天线接收灵敏度高,所以发射信号时产生的杂波会落入接收通道,形成自身干扰,严重影响通信能力。如果该问题不解决,原本卫星可以同时支持5000条话音,由于无源互调问题存在,可能只能同时支持500条话音通话甚至更低。因此,低无源互调技术是当今国际宇航界共同关注的技术难题。在天通-1的01星研制过程中,研制团队历经艰苦攻关,终于完成了国际首次整星级无线无源互调试验,验证了载荷系统无源互调指标,满足卫星任务要求,标志着我国这一技术处于国际领先水平。
移动通信卫星是可以为移动和便携式终端提供通信的卫星,能为车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供话音、数据等通信服务,并可以实现用户终端的小型化、手机化。它能在发生类似汶川地震、2016年南方洪灾等严重自然灾害、地面通信设施严重受损时确保应急通信;也可实现对海洋、山区和高原等地区的无缝覆盖,有效解决目前我国移动通信覆盖不足的难题,对海上石油勘探开采、森林防护等通信能力提升有重要帮助;还能使乘坐飞机旅行时的上网交流成为可能。
由于受到地面基站覆盖区域的限制,地面移动通信系统一般在边远山区、沙漠戈壁、森林、边境等地区不能实现通信的全覆盖。目前,我国地面移动通信覆盖率不足国土陆地面积的10%,即使是像北京这样的大型城市,地面移动通信覆盖率也不足20%,像中国南海这样广阔的区域,地面移动通信就更难以实现全覆盖。而有了移动通信卫星系统后就不存在这样的限制,可以自上而下实现区域的全覆盖,不受地形等因素的影响。
中国空间技术研究院通信卫星事业部部长周志成透露,在“十三五”期间,我国还将进一步提升卫星移动通信服务容量和覆盖区域,实现卫星移动通信的规模化应用与运营,为国家“一带一路”空间信息走廊建设与应用搭建重要的支撑平台。预计,2025年前,我国移动通信卫星系统的终端用户将超过300万户,用户可以依赖我们实现个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运、两极科考及国际维和等方方面面的工作。其强大功能很快就会展现出来,能够支持保密的话音通信、数据传输和视频会议,能够实现灾难救援、海上救助和偏远地带救援,可以开展远程教育、远程医疗、广播和直播等业务,也能够为科考、勘探等高端商业用户提供互联网接入、个人移动通信等业务。
朱敏悦/本文编辑
China's First Mobile Communications Satellite Tiantong-1-01 Launched