移动用户目标系统——来自太空的智能手机网络

+ 方志英

移动用户目标系统
——来自太空的智能手机网络

+ 方志英

美海军移动用户目标系统（MUOS）卫星星座共由5颗卫星组成。2015年9月2日，该系列中的第4颗卫星从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射升空，约3小时后捕获到卫星信号。8月28日，海军通信卫星项目办公室移动用户目标系统项目主管乔·坎上校在接受电话采访时，向记者介绍了MUOS-4卫星在该星座中的重要性。他说：“在我们准备发射第四颗卫星的过程中，我就强调了要通过这颗卫星的添加，来实现移动用户目标系统的完全作战能力。”通过目前在轨运行的各颗卫星，MUOS星座已经能够通过传统载荷实现作战能力。

通过移动用户目标系统的专业设计和开发，美海军可在先进的军用卫星通信能力方面继续保持领先地位。该系统设计着眼于美军移动部队，是下一代窄带战术卫星通信系统，可供那些需要更高数据率、全球保密话音和视频及任务数据的用户使用。更具体地说，移动用户目标系统星座的作用就像是太空中的一个智能手机网络，通过利用商用蜂窝电话技术，其为用户提供的通信能力可比现有系统高出10倍。

同时接受媒体采访的洛克希德·马丁公司主管窄带通信的副总裁艾里斯·鲍姆贝林说：“对于我们的移动部队来说，这意味着他们将第一次能够与MUOS终端所连接的全球任意用户，实现安全高保真的话音对话、小组联网呼叫和数据交换，其中还包括视频。”

移动用户目标系统项目的主管单位，是位于圣迭戈的太空与海战系统司令部（SPAWAR）的太空系统项目执行办公室。该办公室称，这些卫星能够直接在用户之间路由呼叫，也可将呼叫转发给其他MUOS卫星，以连接分散更广的用户，其运行方式很像连接地面电话呼叫的蜂窝电话塔。不过，这种增强型能力的受益者，并非只有地面上的移动用户。通过为国防部和其他政府机构提供窄带卫星通信，海军可在国家太空领域的工作中发挥重要作用。太空系统项目执行办公室称，移动用户目标系统服务也可供舰船、飞机和车辆使用。

2016年6月24日上午10∶30，在卡纳维拉尔角空军基地，美国联合发射联盟通过“宇宙神-5”号火箭成功发射，此次发射将美国海军移动用户目标系统（MUOS）第五颗也是最后一颗卫星送入轨道，实现了美国新一代窄带卫星通信星座。

一、MUOS系统简史

作为特高频后续（UFO）卫星系统的更新换代产品，MUOS卫星的最终目标旨在改进作战人员的通信能力。

特高频被太空系统项目执行办公室称作“军方的通信役马”，是唯一能够穿透丛林植被、恶劣天气和城区地形的无线电频率。此外，据该办公室称，在MUOS-1发射之前，60%以上的军用卫星通信用户都是通过UHF频段予以支持的。

组成美海军移动用户目标系统的5颗卫星之一。

不过，随着特高频后续卫星星座寿命终点的临近，MUOS项目开始登上舞台。MUOS卫星设计有两种有效载荷，以保证传统UHF窄带通信能力的可访问性以及即将到来的增强型新能力。坎解释说：“MUOS卫星有两个载荷，一个传统载荷，为当前的全球20万用户及终端提供支持，还有一个类似现代蜂窝电话业务的未来载荷。这能够实现当前能力与近期未来能力之间的平滑过渡。”

自项目启动起，海军就认识到了对于充足带宽的需求，以容纳MUOS卫星巨大的双载荷。来自太空系统项目执行办公室的消息称，2008年，向终端开发人员提供了第一版的MUOS宽带码分多址（WCDMA）波形。此后，开始了全系统运行。

随后的MUOS-2于2013年7月19日发射升空，并进入美国大陆本土上空轨道。这两颗卫星共同为全球多个地点的作战人员提供传统通信能力。鲍姆贝林说，此外，这两颗在轨MUOS卫星也已经在演示新的能力，特别是在之前UHF卫星无法覆盖的北极地区。

北极地处偏远，对MUOS形成了挑战，但洛克希德·马丁公司认为，MUOS是有可能实现对北极地区的覆盖能力的。鲍姆贝林说，这“对政府来说是有利的”。该公司在3万英尺的高度上进行了测试，交付了清晰的话音、话音识别、文本发送和类似智能手机的能力。

2014年，在洛克希德·马丁公司与业界伙伴通用动力公司、罗克韦尔·柯林斯公司和哈里斯公司共同举行的独立测试期间，MUOS成功实现了北极附近用户的连接。他们使用3部不同的电台，在远至北纬89.5°和峰值轨道条件下，演示了宽带码分多址能力。据洛克希德·马丁公司网站的消息称，这种内在的话音和数据访问能力远远超出了北纬65°的系统要求。他们还参加了美国海军2014年度的“冰雪演习”，以及美国海岸警卫队的“2014北极盾牌”演习。

2015年1月30日，MUOS-3从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的美空军站发射升空。与MUOS-1和MUOS-2一样，这颗卫星也是搭载Atlas V运载火箭发射进入太空的。太空系统项目执行办公室称，在MUOS-3进入大西洋上空的指定位置之后，合同商们进行了在轨测试，以验证卫星需求和运行情况。海军于2015年6月5日接收了MUOS-3，正计划向美军战略司令部进行作战移交。

二、MUOS-4基本情况

MUOS-4在2015年9月2日搭载Atlas V运载火箭从卡纳维拉尔角空军站发射之后，成功进入了转移轨道。

在发射之后的10天期间，MUOS-4执行了一系列共7次的液体远地点引擎燃烧，从转移轨道过渡到了太平洋上空的一个地球同步轨道。燃烧时间从18分钟到48分钟不等，将该卫星最终定位在地球上方约2.2万英里的测试位置。

为了适用于Atlas V运载火箭顶部的整流装置，MUOS-4的发射采用了一种“储藏式”配置。在到达测试位置后的36个小时内，该卫星执行了所有的展开，包括天线和太阳能阵列，展开后为94英尺。目前，在轨测试合同商正在验证MUOS-4是否达到了设计性能规范。

三、MUOS的未来

到2015年年底，多军种作战测试与评估阶段2基本结束。太空系统项目执行办公室称，该测试与评估的范围已经从最初的端到端测试进行了大幅扩展，并将使用两颗卫星，通过至少两个地面站而不是一个地点来路由呼叫，而且将涉及数量更多的电台和国防信息系统局（DISA）远程端口。

MUOS-5于2016年发射，目前已经入轨并成功展开其太阳能电池板和天线，正在进行预运行和在轨测试。第五颗卫星将作为一颗在轨备份卫星，并带有附加的传统能力。坎说，目前对第六颗卫星的开发尚未作出最终决策。据太空系统项目执行办公室称，从长远来看，MUOS卫星星座及其相关网络将可把窄带通信的可用能力大大延伸到2025年以后。

目前，MUOS已做好准备，以最有价值的方式来提升作战人员的生命保障。首要助理项目主管皮特·希伊中校称：“有了MUOS之后，劣势用户的数量将可大幅缩减，而那些拥有超视距通信能力的新增用户，将能够更加高效安全地完成自己的工作任务。它应该会非常简单，以至于某个可能无法通过其他手段拥有超视距通信能力的作战人员可以说，‘我现在在什么位置，我是某某某，我需要帮助，’而且该作战人员知道，位于另一端的某个人能够提供这种支持。”