我国微小业余卫星的发展及应用

2019-09-03刘海洋

数字通信世界 2019年8期

刘海洋，张磊，张珣

（国家无线电监测中心，北京 100037）

自从1961年第一颗业余无线电卫星OSCAR 1升空以来，业余卫星就受到来自全球大量业余爱好者的关注。无线电爱好者利用业余卫星进行通联、试验，甚至在抢险救灾的重要关头发出珍贵的呼救信号。业余无线电卫星通信是当今简单、廉价而且能够清晰的体验卫星通信全过程的唯一有效手段[1]。近年来随着商业卫星模式和微小卫星制造产业的成熟，微小卫星有了井喷式的发展，其广泛应用于新技术验证、科学实验、科普教育、对地遥感和通信等领域。但与此同时，也发现部分卫星操作单位违规使用业余卫星进行商业运作，在业内造成负面影响，甚至在国际上引发投诉事件。

本文结合我国业余卫星的典型应用系统，重点阐述微小业余卫星投入使用需要履行的国际国内法律法规，以期宣传和引导业余卫星使用单位了解、熟悉和明确应履行的责任，更好地维护我国微小业余卫星使用的正常秩序。

1 微小卫星概述

微小卫星通常是指重量在1，000千克以下的人造卫星，按照其重量可进一步可细分为：小卫星

（Smallsat），重100 ～1，000千克；微卫星（Microsat），重10 ～100千克；纳卫星（Nanosat），重1 ～10千克；皮卫星（Picosat），重0.1 ～1千克；飞卫星（Femtosat），重0.1千克以下。本文为了使读者便于理解和描述方便，统一称为微小卫星。微小卫星具有以下特点：

（1）新技术含量高：微小卫星广泛应用于科学实验、新技术验证、平台设计等方面。

（2）研制周期短：通常研制周期只有一年左右，大大压缩了项目立项、实施和运行的周期。

（3）研制经费低：通常百万到千万人民币的数量级就可以研制一颗微小卫星。

（4）生产平台化：由于微小卫星重量轻、体积小，可以直接使用成熟平台进行批量生产。

（5）发射成本低：可以利用小型火箭批量发射，或搭载大卫星作为次载荷发射，方式多样。

据不完全统计，2015年以来，我国和世界其他国家新发射的卫星中，微小卫星的数量占据绝对的主导优势位置。

2 我国业余卫星典型应用

2019年7月我国最新发射“北理工1号”，即是一颗微小业余卫星，该星主要用于帆球航天器技术和新型空间电台技术的验证，其使用的无线电频率为UV 频段，即上行145 MHz、下行435 MHz。

我国对业余无线电有着明确的定义，根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》[2]第1.3.39款和1.3.40款，业余业务是指供无线电爱好者进行自我训练、相互通信和技术研究的无线电通信业务。业余无线电爱好者系指定正式批准的、对无线电技术有兴趣的人，其兴趣纯系个人爱好而不涉及谋求利润。卫星业余业务是指利用地球卫星上的空间电台开展与业余业务相同目的的无线电通信业务。

经过笔者梳理，我国近些年发射的业余卫星主要参数如下：

表1 近些年我国业余卫星主要参数

上述卫星的操作者主要是科研院所、教育机构（特别是高校）和新兴卫星运营商，主要用于科学实验、试验星验证、科普教育等用途，可以看出上述业余卫星主要使用的仍是UV 频段，且卫星寿命通常只有一年左右。

关于业余无线电台的管理，我国已经出台以下政策规定：

《业余无线电台管理办法》2012年：该办法涉及业余无线电台的设置审批、业余无线电台的使用、业余无线电台呼号等内容，并附有申请表格和电台呼号说明。第二十八条（二）明确规定禁止利用业余无线电台从事商业或者其他与营利有关的活动。

《工业和信息化部关于实施《业余无线电台管理办法》若干事项的通知》工信部无[2013]43号：该通知对A、B、C 三类业余无线电台作出分类，并对业余无线电操作者应具备的知识和技术能力，以及验证作出了详细规定。

3 微小业余卫星无线电管理要求

微小业余卫星的操作者需要履行以下行政和技术程序，以便更好地开展业务，并有效避免对我国和国际其他卫星系统或无线电业务的干扰。

3.1 向国际电联申报卫星网络资料

微小业余卫星需要提前向国际电联申报卫星网络资料，获取使用无线电频率的权利和地位。微小业余卫星网络资料属于非规划类，可分为提前公布资料（Advanced Publication Information，简称A 资料或API 资料）、协调资料（Coordination，简称C 资料或CRC 资料）和通知资料（Notification，简称N 资料）。申报流程有两种流程，A-N 流程和C-N 流程，详见《无线电规则》[3]和《程序规则》第9条。

由于微小业余卫星通常具有质量小、寿命短的特点，因此适用于工业和信息化部印发的《卫星网络国际申报简易程序规定（试行）》，该规定自2019年8月1日起施行，可以简化卫星网络国际申报的流程，并减轻卫星操作单位的负担。

3.2 国内国际协调

卫星操作单位在卫星网络A 资料或C 资料报送国际电联后，应积极主动开展国内协调和国际协调。国内协调（包含香港和澳门）应根据国内其他卫星操作单位提出的协调要求，通过技术分析等方式开展，国内协调的完成情况是后续报送通知资料的重要依据；国际协调应根据国际电联在IFIC（国际频率信息通报）中公布的协调清单、其他主管部门提出的周报意见和《无线电规则》的有关要求，通过信函、电子邮件、电话会议、会谈等方式开展协调。协调完成情况是空间电台设计和修正频率等卫星载荷参数的重要依据。

此外，在国内申报卫星业余业务频率须经中国无线电协会业余无线电分会同意。在国际卫星业余业务频率投入使用前需要完成与国际业余无线电联盟（International Amateur Radio Union，IARU）的协调，IARU 协调需要向其提供卫星的详细参数、频率使用计划、卫星平台的参数和发射计划，IARU 根据申请者提供的材料给出可以使用的频率信息，即上下行发射标识等参数。

3.3 申请卫星无线电频率许可和空间电台执照

根据《无线电频率使用许可管理办法》[4]和《设置卫星网络空间电台管理规定》[5]，业余无线电卫星在发射之前，需要向国家无线电管理机构申请使用无线电频率和设置、使用空间无线电台，微小业余卫星需要获得无线电频率使用许可证和空间无线电台执照，方可合法合规的利用微小业余卫星开展相关通信活动。

申请者需要提供申请材料列表中所需的完整材料，并完成与我国其他卫星系统或业务的协调工作方可提出申请，材料列表及其他要求详见工业和信息化部网站。

3.4 办理测控站设置手续

根据我国《中华人民共和国无线电管理条例》[6]和《建立卫星通信网和设置使用地球站管理规定》[7]，微小业余卫星的发射前就需要办理测控站设置手续获取测控站台站执照。

需要注意的是，根据《中华人民共和国无线电管理条例》第六十二条：建设射电天文台、气象雷达站、卫星测控（导航）站、机场等需要电磁环境特殊保护的项目，项目建设单位应当在确定工程选址前对其选址进行电磁兼容分析和论证，并征求无线电管理机构的意见；未进行电磁兼容分析和论证，或者未征求、采纳无线电管理机构的意见的，不得向无线电管理机构提出排除有害干扰的要求。因此，微小业余卫星测控站也需要开展电磁兼容分析论证和电磁环境测试工作，并获得当地无线电管理机构同意建设测控站的意见。