印度军事卫星通信系统发展概述*

罗巧云

(中国西南电子技术研究所，成都610036)

1 引 言

在未来信息化战场上，通信卫星可为军事指挥员提供灵活的全球通信覆盖能力和战术机动性，将为军事C4ISR 系统发挥重要作用，正成为各国竞相投资发展的空间制高点。

印度自20世纪60年代初就着手研发通信卫星，其中起决定性作用的是于1963年决定建造实验性的卫星通信地球站(Experimental Satellite Communication Earth Station，ESCES)，目的是为未来卫星通信项目集聚必要的技术力量、提供相关技术培训以及进行地球站和地面段硬件的研究与开发。此实验站于1967年完工，其研制经验在于1975年8月～1976年8月用美国的“先进技术卫星－6”(ATS－6)进行的卫星先导性电视实验(Satellite Instructional Television Experiment，SITE)中起到了关键作用，此实验播送覆盖2500 个村庄的健康、家庭计划和农业类教育节目;随后在1977～1979年间，用法－德合作的“交响乐－1”(Symphonic)卫星进行了卫星通信实验计划(Satellite Telecommunication Experiments Project，STEP)，其主要目标一是积累研制、测试和管理各种国内固定卫星业务的经验，二是进行地球同步轨道通信卫星的系统测试，三是通过实验以及在印度进行的实际测试确定未来印度国内卫星系统应采用的最佳系统技术和参数。此后，印度于1981年6月用欧空局的“阿里亚娜”火箭发射了其自行研制的第一颗实验性通信卫星(Ariane Passenger Payload Experiment，APPLE)，质量350 kg，1981年7月定轨于预定轨道，1983年9月退役。APPLE 在其2年多的在轨运行期间，支持了很多先进通信实验和服务，为“印度国家卫星”(Indian National Satellite System，INSAT)(简称“印星”)的设计打下了坚实的基础。

在印度于1983年10月成功发射第一代“印度国家卫星”(INSAT)的第2 颗卫星INSAT－IB 后，该系统就具备了初始工作能力，从此印度军事通信卫星的发展驶入了快车道。通过国际合作、国内工业部门的大力协作以及跨部门协调，现已发展到第四代，成为亚太地区最大的国内卫星通信系统之一［1］。本文旨在通过研究印度通信卫星系统的发展历程、采取的适合国情的独特方式以及取得的经验，为相关人员提供参考与借鉴。

2 印度各军种卫星通信需求与发展

军事卫星通信(Military Satellite Communication，MILSATCOM)不仅需求多种多样，而且还对通信的安全性和可用性提出了特殊要求，包括将卫星置于不同轨道、具有点波束和波束切换能力;根据需求紧急发射卫星;保密和降低被截获概率;可靠的地面终端;抗干扰性能以及增强卫星的抗毁能力等。因此，通常采用的方式是综合运用商用和军用卫星通信，并合理地与地域网络综合，提供可靠的通信。

自20世纪90年代以来，印度国防军就已经运用卫星进行通信了，主要是对地域网络进行补充，满足偏远地区作战部队的需求，但一直是租用转发器容量，相应的地面段由工业部门研制或者采购外国的卫星终端。

2.1 印度海军

印度海军采取渐进方式已经实现了卫星通信。很多战舰，如“拉杰普特”级驱逐舰、“布拉马普拉特”级护卫舰、“苏坎亚”级巡逻艇都搭载了“国际海事卫星”(INMARSAT－C)通信设备，是由塔塔通信有限公司与Bharat 电子有限公司(BEL)负责实施的。但是，数据传输速率慢，再加上国外卫星的安全问题，这些都成为进一步发展的重大阻碍。

于2013年8月30日由欧洲空间运输公司的法国运载火箭“阿里亚娜5”发射升空的GSAT－7 是印度首颗海军专用卫星，于9月14 号进入东经74°的地球同步轨道，在印度洋地区的覆盖范围达2000 n mile，特别是，就网络中心战来说，可将印度海军的140 艘战舰、13 艘潜艇和200 架飞机及其地面资源和装备组网，进一步增强了印度海军的远海能力，成为兵力倍增器。在TROPEX－2014 演习期间，GSAT－7为东/西舰队以及空中、海上和地面的其他海军装备提供了综合化通信保障。同时，GSAT－7 配备的设备可以作为印度洋上空的“灵活指挥所”，有助于增强印度海军在整个海上的态势感知能力［2－4］。

2.2 印度空军

印度空军主要依赖其基于对流层散射通信的防空地面环境系统(Air Defence Ground Environment System，ADGES)网络，其功率非常高，但频谱不足。虽然已经用“空军网络”(Air Force Network，AFNet)工程研制的大容量光纤网络更换了大多数系统，但还不能满足要求，正尝试用卫星通信实现重叠覆盖，或者覆盖边远区域，与此同时，具备冗余性。

同时，战略环境不断发展变化，再加上类似预警机和空－空加油机之类复杂平台以及核动力潜艇等战略平台的推出，迫切需要将这些系统互联，这就迫切需要综合化的国防通信网络(Defense Communication Network，DCN)和专用国防通信卫星。

3 印度的重大卫星通信工程

3.1 Dhruva 卫星网络

Dhruva 是宽带保密网状卫星网络，于2004年11月投入使用，将兵团总部、司令部和陆军总部相连。同时，该网络还与北美司令部的甚小孔径(Very Small Aperture Terminal，VSAT)网络综合。该网络独特的创新特性是利用卫星转发器形成高密度管线和网状连通性，这是印度首次提出的概念。

作为先进的保密通信网络，Dhruva 可支持印度在众多作战地区进行话音、数据和视频会议。该网络后来也与东部战区卫星网络集成，成为印度最密集的卫星通信网络之一。该网络已经完全与陆军的地域网络集成，提高了其作用范围和效率，可满足未来数字化战场的需求。

3.2 Mercury Flash 工程

Mercury Flash 是供东部战区使用的宽带卫星网络，于2005年8月投入使用。该网络与北部战区的卫星网络相集成，将东北部的所有作战区域互连并与陆军总部相连;也与东部战区的地域网络相集成，采用了非常复杂的响应性网络管理系统。

3.3 Rohini 工程

Rohini 是静态大型甚小孔径终端(Large－scale VSAT，LVSAT)网络，可以进行需分多址话音、数据和视频保密通信，于2006年8月投入使用。该网络由功能强大的网络管理系统集中管理和控制，有助于控制所有远程站点。这种技术密集型宽带卫星网络不仅增强了印度陆军的通信能力，而且也提高了印度通信设施的可靠性和及时响应性。该网络可进行扩展，以满足新的作战需求，且可与其他网络互联。印度陆军、信号团与Ms HCL Comnet 和MS ITI公司合作，成功地完成了这一工程，为公私有效合作以及为国防部门研制通信基础设施树立了榜样。

3.4 国防通信网络

国防通信网络(DCN)这一概念是由印度国家国防大学的一名学生于1995年在针对新出现的战略环境开展的研究项目中提出的，此环境要求将三军和其他国家部门进行整合。2013年初，HCL Infosys 公司赢得该工程合同，这是由印度自主实施的非常复杂的战略高技术通信工程，是一个专用网络，有利于在国家级有效地实施指挥与控制。该工程要与国防部队联合建立测试台，将在2年内完成。届时，可将战略要地、国防总参谋部、战略司令部和岛屿管辖部连接起来，还可作为国防通信网络的光纤地域部分的备份，支持高速数据、话音和视频服务。它将采用先进加密的保密系统，通过非常复杂的网络管理系统实时管理。如果可能，也计划与各军种的“频谱网络”进行综合，将由抽调的三军人员进行管理［2，5－6］。

4 印度在役和在研的通信卫星系统

印度通信卫星分为“印度国家卫星”(INSAT)和“静地星”(GSAT)两大系列，前者中的部分卫星兼具气象观测等功能，有的甚至为专用气象卫星;后者是为配合地球同步轨道卫星运载火箭(Geosynchronous Satellite Launch Vehicle，GSLV)的研制，在“印星”系列下发展的系列通信卫星(“印星”4D～4G 也已编人该系列，分别称为“静地星”5～8)。目前，印度建成了号称是亚太地区最大的国内通信卫星系统，增强了印度的信息互通能力和任务执行能力，成为印度武装力量的倍增器。

4.1 在轨在役通信卫星

“印度国家卫星”(INSAT)系统位于地球同步轨道，空间段由24 颗卫星构成，使印度的通信领域发生了革命性的变化。截至2014年12月，在轨服役的通信卫星包括INSAT－3A、INSAT－3C、INSAT－4A、INSAT－4B、INSAT－4CR、GSAT－7(INSAT 4F)、GSAT－8(INSAT 4G)、GSAT－10、GSAT－12和GSAT－14，GSAT－16 于12月发射入轨。这些系统搭载了C 频段、扩展C 频段和Ku 频段转发器，为通信、电视广播、天气预报、灾难预警以及搜索与救援行动提供服务。

INSAT－3A 为多用途卫星，于2003年4月10日发射，可提供远程通信、电视广播、气象和搜索救援任务。卫星净质量1348 kg，载荷功率3100 W，星上搭载了24 个转发器，其中包括12 个C 频段转发器、6 个扩展C 频段转发器、6 个Ku 频段转发器和1个Ku 频段的信标机。

INSAT－3C 是具备通信、广播和气象功能的多任务卫星，于2002年1月24日发射。卫星净质量1218 kg，载荷功率2765 W，星上搭载了24 个C 频段转发器、6 个扩展C 频段转发器和2 个S 频段转发器。INSAT－3C 卫星除了替代退役的INSAT－2DT 卫星和INSAT－2C 卫星的功能以外，还增强和扩大了INSAT 系统的容量。

INSAT－4A 是INSAT－4 卫星系列中的首颗卫星，工作于Ku 频段和C 频段，于2005年12月22日发射。卫星净质量1386.55 kg，起飞质量3081 kg，搭载了12 个Ku 频段转发器和12 个C 频段转发器，与INSAT－2E 卫星和INSAT－3B 卫星共轨。Ku 频段转发器覆盖了印度大陆，C 频段转发器的覆盖区域进一步扩大。

INSAT－4B 是INSAT－4 系列的第2 颗卫星，是专用通信卫星，提供Ku 频段和C 频段服务，于2007年3月12日发射。卫星起飞质量达3025 kg，载荷功率5859 W，搭载了12 个Ku 频段转发器和12 个C 频段大功率转发器，前者可覆盖印度本土，后者可覆盖印度大陆主要地区以及东南和西北等扩展区域。

INSAT－4CR 于2007年9月1日发射升空，用于替代INSAT－4C，也是Ku 频段的专用通信卫星，质量2130 kg，载荷功率3870 W，搭载了12 个带宽为36 MHz的大功率Ku 频段转发器，可以提供直接到户(Direct to Home，DTH)的电视业务、视频图像传输(Video Programming by Teletent，VPT)和数字卫星新闻收集(Digital Satellite News Gathering，DSNG)服务。

GSAT－7 是由“印度航天研究组织”(Indian Space Research Organization，ISRO)专为满足印度海军的战略和作战需求而研制的最先进的通信卫星，质量2550 kg，设计寿命为10年，有4 个Ku 频段转发器、1 个S 频段转发器和3 个UHF/C 频段转发器。该卫星可以提供很多服务，从低比特率的话音到视频，再到高比特率的数据传输，还可通过保密数据网络将战舰、潜艇、飞机和岸上设备综合在一起，大大加速了印度海军的现代化进程。

GSAT－8 是印度的先进通信卫星，于2011年5月12日发射，作为一颗高功率通信卫星加入印度国家卫星系统。卫星起飞质量约为3100 kg，搭载了24个Ku 频段大功率转发器和工作在L1 和L5 频段的双通道GPS 辅助GEO 导航(GPS－aided GEO Augmented Navigation，GAGAN)载荷。这24 个Ku 频段大功率转发器大大增强了INSAT 系统的通信能力。

GSAT－10 于2012年9月19日发射，搭载了12 个Ku 频段、12 个C 频段和6 个扩展C 频段转发器以及工作于L1 和L5 的双通道GAGAN 载荷。GSAT－10 也搭载了1 个Ku 频段信标，协助地面天线精确地指向卫星。该卫星采用标准I－3K 结构，功率为6000 W，起飞质量为3400 kg。

GSAT－12 卫星是ISRO 研制的最新卫星，质量约为1410 kg，于2011年7月15日发射。载荷功率1430 W，搭载了12 个扩展C 频段转发器，满足印度不断增长的转发器需求。

GSAT－14 卫星是ISRO 建造的第23 颗卫星，于2014年1月5日发射，并于1月9日成功地定点于INSAT 3C/4CR 卫星的运行轨道。该通信卫星搭载了6 个扩展C 频段转发器和6 个Ku 频段转发器，用于印度的远程教育和远程医疗服务等，更重要的是，该卫星作为实验平台，还搭载了工作于20.2 GHz和30.5 GHz的2 个Ka 频段信标，用于研究印度区域的降雨和大气对Ka 频段卫星通信链路的影响。

GSAT－16 通信卫星于2014年12月7日在法属圭亚那库鲁航天中心由“阿里亚娜5”火箭送入地球同步轨道，可满足紧急通信需求，进一步增强和保障现有通信、电视、甚小孔径终端和其他卫星服务。该卫星搭载了12 个Ku 频段、24 个C 频段和12 个扩展C 频段转发器，可覆盖整个印度和安达曼－尼科巴群岛。卫星起飞质量约为3100 kg，功率为6.8 kW。计划任务寿命为12年，将取代于2014年4月退役的INSAT－3E 卫星［7－10］。

4.2 计划发射的卫星

印度空间研究发展组织公布了未来计划要发射的通信卫星包括GSAT－6、GSAT－9、GSAT－11、GSAT－15 和INSAT－3DR/INSAT－3DS。

(1)GSAT－6(INSAT 4D)

GSAT－6(INSAT 4D)为S 频段通信卫星，将与GSAT－12、INSAT－4A 和INSAT－10 共轨，配置C×S 和S×C 转发器，S 频段上行和下行链路具有较高的G/T 和有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power，EIRP)，可以与更小的地面终端进行通信。该卫星也作为技术开发平台，如验证大型卫星天线、手持地面终端和网络管理技术等，这些对未来卫星移动通信非常有用。该卫星采用标准的1－2K 总线，输出功率约为3100 W。GSAT－6A 为其后继星，计划于“十二五”(2012～2017年)末期发射。

(2)GSAT－9

GSAT－9 将搭载12 个Ku 频段转发器，计划由GSLV 火箭发射。该卫星的功率处理能力达2.8 kW，起飞质量为2350 kg，设计寿命达12年以上。卫星系统配置已经完成，正在实施过程中。

(3)GSAT－11

GSAT－11 是先进的通信卫星，功率处理能力约为10 kW。商用载荷包括Ka 频段和Ku 频段前向链路转发器与Ku 频段和Ka 频段返向链路转发器。

(4)GSAT－15

GSAT－15 与GSAT－8 类似，计划定轨于东经93.5°，起飞质量约为3100 kg，功率为6.8 kW。计划服务寿命为12年以上，将搭载18 个Ku 频段转发器和双通道GAGAN 有效载荷，可覆盖整个印度本土。计划用采购的发射器进行发射。

(5)INSAT－3DR/INSAT－3DS

INSAT－3DR 将是INSAT－3D 的后继星，计划定轨于东经74°，准备于2015年6月发射;INSAT－3DS 为其地面备件，正在研制之中［3，11－12］。

4.3 可运输的卫星终端

随着所有这些卫星通信工程的战场使用，印度国防军已经在设计、使用和管理固定地面终端/地球站方面获取了丰富的经验。然而，打击编队以及特种作战部队、高空巡逻和灾难管理仍对卫星通信提出了新的使用需求。因此，印度国家企业与陆军联合研制了可装载于越野车和卡车的卫星地面终端，并成功地进行了外场测试。与此同时，Ms BEL 公司研制并应用了便携式卫星地面终端，可提供单信道、保密话音、电传和数据服务，这就是所称的可装在公文包中的“手提箱卫星终端”［2］。

5 印度发展军事通信卫星的经验和启示

印度已经先后发展了4 代以通信应用为主、气象应用为辅的“印星”系列，虽然经济条件也有限，但它利用有限的资金重点发展了对国民经济有重要影响的通信卫星系统，走出了一条成功的发展道路，其主要特点有:一是国家重视，统一规划，根据自身需求打造有特色的多用途系列化卫星;二是重视应用、市场和合作，广泛为国民经济，大众教育和人民生活服务。

5.1 国家重视，统一规划

印度航天事业的发展是从1962年开始的。当时，在原子能部下设立了“印度空间研究委员会”(INCOSPAR)。1965年，创建了“空间科学和技术中心”;1969年，创建了位于班加罗尔的“印度航天研究组织”(ISRO)。1972年，印度政府设立了航天委员会和航天部，从此印度的航天事业就在国家的统一管理之下，为打造自己的航天能力，将航天计划和航天技术研发纳入其国家的发展规划［1］。

印度在其“十一五”中明确提出:要满足日益增长的转发器数量的需求，确保卫星通信服务的连续性、保护空间资产、实现频段的有效管理;“十二五”(2012～2017年)规划的主要目标之一就是实现自主设计研发INSAT 系列和GSAT 系列地球同步轨道通信卫星，并研制更多型号的“地球同步轨道卫星运载火箭”，这样，就为通信卫星的进一步发展奠定了基础［4］。

5.2 自研与引进相结合

印度为了迅速扭转通信落后的局面，从20世纪70年代中期起，采取“双管齐下”的方针，一方面购买国外卫星，与世界航天强国开展广泛的国际合作，主要包括美国、俄罗斯、法国，特别是在发展通信卫星系统和卫星通信服务方面;另一方面自己研制通信卫星，从而迅速发展了国内卫星通信和卫星广播电视业务，取得了举世瞩目的成就。在此基础上，再逐渐扩展，研制了专用的军用通信卫星，为各军种提供服务［6］。

5.3 重视应用，成立协调机构

武装部队对卫星通信的依赖性越来越强，飞机与武器制导、侦察、监视、气象预报、灾难管理等是由民用、商用和专用军事装备提供的，这就需要由一个部门集中管理这些装备，并采取必要的措施来保护这些空间装备。为此，印度政府成立了一体化空间机构这一协调部门，其主要职能包括:监督其空间军用和民用系统的安全性;更有效地发挥国家空间装备的军事用途;研究这些系统面临的威胁。

该部门在综合国防服务总部下开展工作，且将由三军、空间部和ISRO 联合管理。这将有利于充分利用包括卫星在内的空间装备，并加强三军与民事管理部门之间的协作［2］。

6 结束语

印度虽然经济条件有限，但它利用有限的资金采取“双管齐下”的方针，把争取外援与自主发展进行有机的结合，从国民经济需求出发，以通信卫星系统为突破口，发展其航天力量，现已建成的国家通信卫星系统号称是世界上最大的国内卫星通信网络，已经并将继续在民用和各军兵种的行动中发挥关键作用。印度国家通信卫星技术的高速发展，必将有助于提高印军的通信指挥能力及整体作战效能。在今后相当长的时期内，通信卫星仍是印军发展的主要通信手段。

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