中国低轨卫星通信系统首星上天，要让全球永不失联

韩沁珂

国内首个可以满足卫星数据通信需求的低轨卫星通信系统——鸿雁”星座在太空中有了自己的首颗卫星。

12月29日，中国航天科技集团有限公司（下称航天科技集团）“鸿雁”星座首星在酒泉卫星发射场成功发射。

“鸿雁”星座由一个移动星座和一个宽带星座组成，涉及300余颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心，具有数据通信、导航增强等功能。它最重要的能力是，可以实现全天候、全时段以及在复杂地形条件下的实时双向通信。

按照规划，鸿雁星座工程共三期，最终形成全球低轨移动互联网卫星系统。

鸿雁应用示意图 图片来源：航天科技集团航天科技集团的资料显示，“鸿雁”星座建成后，智能手机将直接进入卫星应用领域，用户可以在地面网络和卫星网络间进行切换。在海洋、山林等区域，地面网络无法实现覆盖，卫星网络就成为唯一的通信保障。

航天科技集团称，“鸿雁”星座可提供两极地区空间组网覆盖、全球通信服务保障、天基导航授时服务、航空航海监视，支持智能终端的互联网及物联服务，实现“用沟通连接万物、让全球永不失联”。

低轨道卫星星座，一般是指由多个卫星构成的、可进行实时信息处理的大型卫星系统，可以实现通信、遥感、导航等功能。星座规模群体产生的效益，可能超过功能全面、性能突出的大卫星。

目前，全球知名的卫星通讯星座包括铱星、全球星等。

IRIDIUM NEXT图片来源：IRIDIUM铱星系统于上世纪末发射升空，是美国铱星公司委托摩托罗拉公司设计的全球卫星移动通信系统，系统由66颗卫星组成，每颗卫星约重700千克，卫星围绕六条极地圆形轨道运行，轨道高度约为780千米。

Globalstar卫星 图片来源：Spacenews全球星系統最初是由美国劳拉公司（Loral）和高通（Qual-comm）提出的全球数字卫星移动通信系统。后来，美国、英国、法国、韩国、德国等国共同成立了LP集团公司，以推进该系统的建设。全球星系由56颗卫星组成，其中48颗为工作星，每8颗一组，分布在六条卫星轨道上。

目前，航天初创企业正在成为建设低轨卫星通讯系统的主力军。2012年成立的美国初创公司OneWeb就以“建立世界上最大的互联网卫星星座，让每个人都能方便上网“为目标。

OneWeb卫星示意图 图片来源：OneWebOneWeb计划在近地轨道部署900颗小型卫星，组成一个互联网卫星网络，使全球范围内的用户都可以通过小巧、低成本的用户终端与卫星连接并接入3G、LTE、5G和WiFi网络。

中国目前已有三个对外公布的通信卫星星座，发射卫星数量预计共计744颗。除“鸿雁”星座计划的300颗卫星外，还有民营卫星企业深圳航星光网空间技术有限公司（LaserFleet）规划的288颗卫星，以及中国航天科工集团“虹云工程”规划的156颗卫星。

在卫星导航星座方面，美国、欧盟、俄罗斯和中国已分别建立了GPS系统、伽利略系统、格洛纳斯系统和北斗系统。

伽利略卫星导航系统 图片来源：ESA伽利略卫星导航系统由欧洲委员会和欧洲太空局共同负责，于1999年发布。该系统由轨道高度约2.5万千米的30颗卫星组成，其中27颗为工作星，3颗为备份星。

GLONASS示意图 图片来源：RussianSpaceWeb格洛纳斯（GLONASS）系统于2007年开始运营，包括28颗卫星，可以提供海陆空定位及运动速度信息等服务。一开始，该系统只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务，此后服务范围拓展到全球。

由于伽利略系统和格洛纳斯系统在定位精度和覆盖范围上仍存在弱点，免费提供给全球使用的全球卫星定位系统（GPS）维持着一枝独秀的状态。

GPS系统是由美国国防部研制建立的具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。

作为全球最知名的卫星导航系统，GPS由24颗卫星组成，包括21颗工作卫星、3颗备用卫星，卫星轨道高度为2万千米，运行周期为12小时。卫星均匀分布在六个轨道面上，这使得在全球任何地方、任何时间都可观测到四颗以上的卫星。

为维护国家安全、提升在卫星导航领域的竞争力，中国于20世纪后期开始自主建设、独立运行的卫星导航系统——北斗系统，先后建成分别为中国和亚太地区提供服务的北斗一号和北斗二号系统。

12月27日，中国北斗三号基本系统完成建设，于当日开始提供全球服务，北斗系统正式迈入全球时代。目前北斗三号包括19颗卫星发射组网，预计到2020年底，将完成全部30颗卫星的发射组网，系统服务性能将得到进一步提升。

北斗系统卫星运行轨迹 图片来源：北斗卫星导航系统按照规划，到2035年，中国还将建成以北斗系统为核心，更加泛在、融合、智能的综合定位导航授时（PNT）体系。