国外新一代小卫星星座的典范

2015-10-31贺鹏梓

卫星与网络 2015年4期

+ 贺鹏梓

国外新一代小卫星星座的典范

+ 贺鹏梓

天空盒子成像公司

星座由24颗卫星组成。卫星采用立方星标准，星上器件完全采用商业现货，有效降低了成本。2013年11月21日，太空盒子公司的第一颗卫星skysat-1用俄罗斯“第聂伯”火箭发射，第二颗卫星skysat-2搭载“联盟”火箭发射。2013年12月11日，skysat-1传回了第一张分辨率为2米的图像，图像清晰。2014年7月10日，skysat-2在发射后48小时即传回了第一张图像。

2014年6月10日，谷歌公司正式收购了天空盒子成像公司，总计耗资5亿美元。

该公司的其余卫星正在安排发射计划，预计在2016和2017年用欧洲阿里安公司的“织女星”火箭发射。

天空盒子成像公司的创新不仅仅在于卫星和星座，更在于其图像提供方式。该公司并不通过传统的地区代理商来销售图像，而是直接把有关流程交给客户。天空盒子成像公司向用户销售一种称为“天空节点”的终端，包括一副机动式2.4米天线和两个电子设备机箱。

用户可以用这套终端生成观测命令、采集进度，可以监视星座运行，生成并保存图像。终端操作员从各图像用户那里采集的数据采集需求，为每个用户安排一个或多个观测窗口，然后计算出应当如何安排不同卫星来接力实施，将命令上行给星座，然后就可以准备接受图像和视频。按照天空盒子公司的介绍，最短的接收流程只需要耗时20分钟，就可以处理好图像和视频，提供给最终给用户了。

Skysat-1可以按照每秒30帧的速度连续拍摄90秒视频。也可以拍摄亚米级图像。

目前，天空盒子成像系统已经用于农作物长势监测、人道主义援助、保险公司资产监控、石油储备分析、自然灾害救援、油气设施监控、大宗货物交易监控、矿业监控、碳排放监控、海事监控等领域。

在新一轮小卫星热潮中，最先发射并投入使用的是遥感星座，通信星座紧随其后。但是从发展前景看，遥感星座的发展潜力不如通信星座。而其他用途的星座尚未出现较为现实的发射计划。

以下介绍一些典型的小卫星星座。

O3B卫星星座

O3B卫星是中轨道KA频段小卫星星座，主要用于为边远地区提供宽带接入服务。卫星工作在8063千米高的轨道上。覆盖区为南北纬62度之间。

卫星由欧洲泰雷斯-阿莱尼亚空间公司研制，发射重量700千克，比多数新一代小卫星都要重。每颗O3B有12个机械扫描天线，各形成一个波束。其中两个天线与关口站通信，10个与用户通信。每个波束带宽为2×216兆赫，单波束吞吐量为1.2Gbit/s。由于工作在中圆轨道上，O3B端到端的时延只有238毫秒。单个TCP连接的速度可以达到2.1Mbit/s。海事用户的速率可以高达500Mbit/s。

第一批4颗卫星在2013年6月发射，第二批在2014年发射。但有两颗卫星遇到技术问题，因此现在在轨运行的卫星只有6颗。

O3B把业务分为骨干网、地面移动网干线、能源专业、海事专业和政府专业几大类，针对性地提供不同的速率和服务。例如，政府通信（主要针对军警用户）可以提供保密线路；移动网干线可以提供基站间通信等业务。能源专业可以通过低时延来实施一些需要较高实时性的音视频通信等业务，还可以提供大量带宽用于远程资产监控，还能改善边远及海上油气田工作人员的业余生活。海事应用主要针对游轮用户，可以给旅客提供近似于陆地宽带的用户体验，顺畅运行各种社交软件、视频通信软件。高端游轮客户还可以要求卫星波束持续覆盖自己的航线，使自己处在波束中心，实现不间断服务。

目前O3B已经拥有一批客户，以岛屿电信服务商为多。例如东泰米尔电信公司、巴布亚新几内亚数字通信集团、帕劳国家通信公司、诺福克岛电信公司、马达加斯加海湾卫星通信公司。另有一些位于非洲不发达地区的电信运营商也在使用O3B，包括民主刚果的拉加卫星通信公司和南苏丹的RSC通信集团。

鸽群卫星

鸽群卫星同样是采用立方星概念的遥感星座，区别在于它是3U标准，也就是3个标准立方星的体积，长度为30厘米，宽、高都是10厘米。鸽群卫星由美国行星实验室公司发起的，发射规模极为可观，至今已经发射71颗。其两颗实验卫星鸽子-1和鸽子-2发生并成功传回图像后，行星实验室公司在2014年1月搭载发射了第一批业务星座28颗卫星。由于卫星轨道低、体积小、寿命短，该公司先后发射了71颗卫星，依然在轨的数量尚不清楚。

鸽群星座的分辨率并不是很高，一般在3至5米，但对于很多行业来说已经可以发挥很大的作用。目前的应用领域包括物流、区域开发、农作物监测、城市化、自然资源管理、资产管理。