美新一代军用通信卫星在轨能力及发展趋势分析（中）

+ 方志英

美新一代军用通信卫星在轨能力及发展趋势分析（中）

+ 方志英

二、美国新一代军用通信卫星

3.防护通信——高级极高频卫星

（1）高级极高频卫星空间在轨及部署情况

高级极高频（AEHF）卫星现共计在轨2颗，是美国新一代高防护性能的地球静止轨道军事通信卫星，用于替代“军事星”（Milstar）卫星，均位于同步轨道上，部署位置分别为东经18.6度、西经156.1度。主要用于包括核战争在内的各种规模战争中，为关键战略和战术部队提供防截获、抗干扰、高保密和高生存能力的全球卫星通信。表4列出了每颗AEHF卫星的具体发射时间。

（2）AEHF卫星通信能力分析

两颗AEHF卫星定位于东经18.6度、西经156.1度，可向中东地区的美国及盟国部队提供安全通信，其通信覆盖范围如图3所示。高级极高频卫星通信系统作为“军事星”卫星通信系统的补充与改进，是美国未来军事卫星通信体系的重要组成，可用于开展战术军事通信，如传送实时视频、战场地图和瞄准数据等。作为“军事星”的接替型号，每颗AEHF卫星的总通信容量比由5颗卫星构成的整个“军事星”星座还要大，用户数据率（75b/s到8.2Mb/s）可达“军事星”的5倍。AEHF卫星具有加密、截获与探测概率低、抗干扰和能穿透核武器引起的电磁干扰等基本特征。为陆军、空军、海军、特种部队、战略导弹部队、战略防御、战区导弹防御和空间对抗等在各种级别的冲突中提供安全、可靠、保护且具有很强抗干扰能力的全球性卫星通信服务，可为高优先权地面、海上和空中平台提供抗干扰通信。AEHF卫星能与现役“军事星”交互通信，并与现有用户设备兼容。星上设有各种相控阵和抛物面天线，可在地面上形成194个覆盖区，创建4000多个战术网络，具备网络快速重构能力。

（3）AEHF卫星未来发展计划

AEHF卫星的主承包商是洛克希德·马丁公司，有效载荷由诺思罗普·格鲁曼公司提供。该系列计划共发射6颗（5颗工作星，1颗备份星），美国已订购了4颗该系列卫星，现已发射三颗，发射时间依次为2010年8月、2012年5月和2013年9月，现在轨运行两颗，即AEHF-2和AEHF-3。AEHF-4计划于2017年发射。AEHF卫星已成功完成了单星路由和双星星间链路路由试验，在验证卫星能力的同时，还逐步在防护卫星系统领域推行国际化，AEHF星座将为加拿大、荷兰和英国等国际伙伴提供服务。

表4　AEHF卫星发射一览表vv

4.中继通信——第三代卫星数据系统

（1）第三代卫星数据系统空间在轨及部署情况

卫星数据系统（SDS）是由美国国家侦察局（NRO）研制并运行的高度保密的通信卫星，主要为国家侦察局的成像侦察卫星提供数据中继服务。由于该系列卫星的高度保密性，人们曾一度认为SDS计划在1987年2月发射最后一颗卫星后告终，但通过对1989年和1992年两次类似的秘密发射进行比较，可以推断SDS计划仍在继续进行，并且已经进入到高级阶段，后期发射的卫星上增加了装有核爆炸探测装置和监视北极圈附近导弹发射的红外传感器。1998年后该系列卫星升级到第三代。截至2016年2月，第三代卫星数据系统（SDS3）共发射了8颗卫星，目前在轨工作5颗，分别部署于大椭圆轨道和地球同步轨道，3颗地球同步轨道卫星部署位置分别为东经90.9度、西经9.9度、西经144.0度，表5列出了每颗SDS3的具体发射时间。

表5 SDS3发射一览表

图4　SDS3覆盖范围示意图

（2）SDS3通信能力分析

SDS3在轨5颗，中继通信能力已基本达到全球覆盖，其中，地球同步轨道卫星覆盖范围包括太平洋以西、印度洋、大西洋、亚欧大陆及美国本土，基本覆盖全球中低纬度，如图4所示。大椭圆轨道卫星可为高纬度部队特别是核力量提供通信支持。三颗地球同步轨道卫星SDS3-6、7、8的通信覆盖范围基本覆盖了除极地以外的所有地区。运行在大椭圆轨道的SDS3-4、5弥补同步轨道卫星的不足，将覆盖区域扩展到极地，且两颗大椭圆轨道卫星在其远地点两侧可有7小时的时间（占轨道周期的60%）覆盖到北纬60度各点，远地点位于西伯利亚北纬地区上空，SDS3-4、5卫星主要用于中继“锁眼”系列的数据，并为不在同步卫星覆盖范围内的美国极地核部队及其它部队提供空军卫星发射用运载火箭和轨道参数。

该系统主要承担的任务包括：将侦察卫星的侦察数据实时传输到信息接收和处理控制中心；提供卫星飞行控制中心与地面站之间的双向通信链路；为战略空军司令部（SAC）在极地地区的部队提供双向近实时指挥、控制、超高频通信（C3）服务；该星还带有“遗产”红外预警系统，可以探测俄罗斯北部的弹道导弹发射；同时还可用于截获俄罗斯的通信信号。

（3）SDS未来发展计划

SDS系列卫星一直处于不断发展变化中，前两代均采用自旋稳定平台，部署在大椭圆轨道上，第三代采用三轴平台，部署在地球静止轨道和大椭圆轨道上。也有资料认为，2011年后发射的SDS卫星为第四代卫星数据系统。随着美国侦察卫星能力的不断增强，其对中继卫星的需求也越来越高，未来的军用卫星数据系统必将集抗干扰和高数据速率于一身。2014年6月，美国的“激光通信科学光学载荷”（OPALS）试验已成功进行了星地激光通信测试，随着科技的发展，“激光卫星数据系统”或将成为现实。