細說低軌道通信衛星(二)開扒「全球星」衛星通信系統

2021-02-09 衛星界

為了克服靜止軌道通信衛星的種種不足,各國發射了一些低軌道通信衛星。低軌道衛星離地球近、路徑短,能克服地球靜止軌道衛星存在的種種缺陷。由於低軌道衛星信號覆蓋地面面積小,為了覆蓋全球,需要用幾十顆衛星組成星座和系統才能進行全球通信。

低軌道通信衛星主要用於移動通信,可為衛星電話、車載、船載、飛機等移動終端在任何時間、任何地點提供全球通信、無縫連結服務,十分方便,通信質量也好。它廣泛應用於衛星通信、全球通信、遠洋通信、抗災救災、搜索救援等。

低軌道通信衛星系統有三大特點:低軌道、大星座、移動通信。低軌道通信衛星系統對其他衛星系統和各國衛星發展具有重要意義。著名的低軌道通信衛星系統有:「銥星」衛星通信系統、「全球星」衛星通信系統、「泰利迪斯」衛星通信系統等。

「全球星」移動衛星通信系統

美國有一個世界著名衛星公司——全球星衛星通信公司,由蘿拉公司等十多個空間、衛星和通信公司組成,宗旨是:貢獻科技,共享文明。2000年前,人們盼望低軌道通信衛星誕生,給全球帶來移動通信的好時光。這家初出茅廬的美國衛星通信公司將自己的移動通信衛星命名為——全球星。

當移動通信衛星、衛星移動通信真正來臨,大多數老百姓卻不願使用和承擔不起移動通信的費用,技術難題也讓技術人員撓頭抓腮。全球星衛星通信公司和銥星衛星通信公司等衛星移動通信公司陷入進退兩難的地步,多個衛星移動通信公司陷入絕境而倒閉。

全球星衛星通信公司知道在太空掙錢比在地面掙錢的投資更大、周期更長、技術更難。既然選擇了太空、衛星、移動通信等高科技,全球星衛星通信公司只能冒險前行。事實證明:辦法總比困難多。全球星衛星通信公司成功了。

「全球星」(Globalstar)衛星系統已發展了2代。第一代「全球星」衛星由阿萊尼亞空間系統公司研製和集成,美國蘿拉公司提供「LS-400」衛星平臺,質量450千克,2片4聯太陽能帆板,設計壽命7.5年,典型軌道為1410千米,傾角52°的圓軌道。

1998年2月14日,全球星衛星通信公司的首批衛星——「全球星-1」 ~「全球星-4」在甘迺迪航天中心第17號發射臺搭乘「德爾塔」運載火箭發射升空成功。到2007年5月29日,第一代「全球星」衛星共計發射72顆,其中60顆發射成功。

「全球星」衛星

「全球星」系統的命運一直比較比較坎坷。1998年9月9日,俄羅斯在拜科努爾航天中心利用「天頂-2」運載火箭,計劃1箭12星將12顆「全球星」衛星一次發射進入太空。俄羅斯本來希望這是一次壯觀的商業發射,也是一次創造世界紀錄的好機會。然而,命運總與理想開玩笑。「天頂-2」運載火箭發射,12顆「全球星」衛星命喪路途,成為太空垃圾。全球星衛星通信公司也無可奈何,領取一些保險金作為補償。

美國第2代「全球星」衛星系統由阿爾卡特·阿萊尼亞空間公司研發,為全球企業、政府和個人用戶提供衛星語音、數據的移動服務。「全球星」衛星重700千克,2片3聯太陽能帆板,初始功率為2.2千瓦,末級功率為1.7千瓦,設計壽命15年。「全球星」衛星採用簡單、高效、可靠性強的「彎管」式轉發器設計,裝載16 臺C頻段~S頻段轉發器,16 臺L頻段~C頻段轉發器。「全球星」衛星系統分為空間段、地面段和用戶段。

「全球星」衛星系統

「全球星」衛星通信系統空間段由48顆低軌道衛星分布在8個軌道平面上,每個軌道平面上有6顆衛星,備份一顆衛星,共同組成覆蓋全球的星座,實現全球南北緯70°之間的全覆蓋。「全球星」衛星典型軌道高度為1414千米,傾角52°;調相軌道高度為920千米,傾角52°。

「全球星」衛星通信系統地面段主要由關口站、衛星運行控制中心(SOCC)、地面運行控制中心(GOCC)和全球星數據網(GDN)組成。關口站把全球星衛星的無線網絡與地面公網和移動網相連。每一個關口站同時與3顆衛星通信,並將來自不同衛星數據流的信號進行合成。全球星可以與固定網、移動網之間相互兼容。關口站的設計採用了靈活的模塊式結構,可隨著市場需求進行擴建。

「全球星」衛星系統除南北極在全球範圍提供無縫隙覆蓋,提供低價的衛星移動通信業務,包括話音、傳真、數據、簡訊息、定位等。「全球星」可為幾乎在全球範圍內任何個人、任何地點、任何時間與任何人以任何方式通信,即所謂的全球個人通信。「全球星」號稱一機在手,連結全球。

「全球星」衛星通信系統星座

阿爾卡特·阿萊尼亞空間公司設計和供應衛星有效載荷、結構、熱子系統以及完整的衛星集成。生產基地在法國、義大利、西班牙和比利時。第二代「全球星」衛星在義大利羅馬組裝和集成。有效載荷在法國土魯斯研發;結構以及熱子系統在法國坎城的科研單位提供研製和測試。阿爾卡特·阿萊尼亞空間公司還負責製造和安裝地面站天線、各種移動終端。第

目前,第二代「全球星」共計48顆,2010年10月開始部署。全球星衛星通信公司選擇俄羅斯作為商業發射夥伴。「全球星」在拜科努爾航天中心搭乘「聯盟-2-1a」運載火箭發射,每一批發射5~6顆。2010年10月19日,第二代首批6顆編號為「全球星-73」~「全球星-77」,以及「全球星-79」發射成功。2011年,全球星衛星通信公司又發射2批12顆「全球星」衛星,每次發射都成功。

2013年2月6日,新一批6顆衛星飛上太空,進入預定軌道。未來2年,「全球星」還有20多顆衛星將奔赴太空。目前,全球星衛星通信公司已經將龐大的衛星系統編號到「全球星-120」了。「全球星」衛星通信系統將增添新的衛星通信力量。

「全球星」全球波束覆蓋圖



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