“一网”星座特点发展简析

崔潇潇 赵炜渝 魏晨曦

（北京跟踪与通信技术研究所）

随着互联网应用的快速发展，互联网接入服务需求急剧增加。众多低轨小卫星星座的兴起引发业界广泛关注。其中，“一网”（OneWeb）星座计划具有很强的代表性。该计划旨在利用大规模低轨卫星提供全球宽带通信服务，其在卫星设计、业务布局、服务理念、批量研制等途径上具有很多与传统卫星通信企业迥异的特质。

2019年，一网公司（ONEWEB）提出的“一网”低轨卫星互联网星座进入快速发展阶段。随着2019年2月发射的首批6颗卫星的发射升空，一网公司已经稳步开启了超大规模低轨卫星互联网星座部署的序幕。2020年2月7日，一网公司在拜科努尔发射场发射了34颗组网卫星，加上之前的6颗，在轨卫星数量达到了40颗。

1 “一网”星座特点

“一网”星座采用开放式架构，可在原有系统基础上通过增加新卫星提升星座整体容量。相比传统通信星座，“一网”星座在通信性能、安全设计、生产制造等方面均有独特之处。

卫星研制追求性价比高，保证用户连续接入

一网公司一直致力于将单星研制成本压至60万美元，尽可能采用成熟技术和简单的通信体制。单颗卫星拥有16个Ku频段波束，通过波束多重覆盖，减少由LEO卫星运行速度过快使用户终端不断切换卫星连接造成的通信质量下降。

积极采取“逐步倾斜”的先行策略，开发复杂干扰规避机制

在赤道上空运行时，为避免对地球静止轨道（GEO）卫星的干扰，“一网”卫星采用“逐步倾斜”的专利技术，对姿态和发射功率进行调整，避免对GEO卫星产生干扰：当LEO卫星接近赤道时，将对姿态和发射功率进行调整，从而保证该卫星不会发出和接收干扰信号。此外，在赤道附近的一网公司客户可以转向使用国际通信卫星公司（Intelsat）的“史诗”（Epic）系列卫星，以保证信号不间断。

灵活运用多重手段，满足各类安全需求

为了应对太空碎片，一网公司采取了多种主、被动碎片清除措施。一是设计卫星退役的离轨方案，每颗“一网”卫星携带3～4个电推力器，可按照程序在达到设计寿命后5年内主动脱轨，先降低轨道高度至200km，然后进行大气再入；二是借助欧洲航天局（ESA）确定6家公司为“一网”星座卫星离轨提供多种被动碎片清除服务方案。此外，为更好地满足各国安全监管要求，“一网”星座放弃了星间链路设计，改为通过全球布设关口站使卫星连网。取消星间链路还可以进一步简化卫星设计，降低卫星在轨故障的风险。

创新采用自动生产组装流水线实现卫星批量化生产

为满足多达600余颗卫星的快速部署需要，一网公司采取了众多创新措施，可实现每月高达40颗卫星的批量化生产。在生产线方面，通过与空客公司合作并借鉴现代汽车制造业经验，创新地采用了世界首条卫星生产流水线，实现了一体化的设计、生产与测试流程；在设计方面，基于模块化设计理念，将卫星分为若干可独立组装测试的模块，实现快速集成，并将功能相似的设备进行整合设计，以减少部件数量；在制造方面，大量采用协作机器人、自导引运输车等自动化措施，实现整星批产；在测试方面，将零部件测试流程提前到部件交付之前，并采用数字化测试、增强现实及大数据等先进技术，大幅提升测试效率。

积极开展多领域合作运营模式

一网公司采取与美国高通公司、空客防务与航天公司、日本软银集团、可口可乐公司、印度巴蒂集团、墨西哥萨利纳斯集团等各领域商业公司合作的模式，强力整合产业链要素，目前已经融资数十亿美元。

2 “一网”星座未来发展前景

随着“一网”星座的加速发展，将促进卫星通信服务内容、技术发展生产模式等全面转型，推动天地一体化信息网络建设，并为政府和军方商业卫星通信服务采购提供更多选择。

促进天地一体化信息网络建设，推动国防领域信息基础设施变革发展

“一网”星座从一开始即对空间段、地面段和应用段进行了全面考虑，实现了天地一体化设计，确保了各部分的同步论证、同步设计、同步研制。此外，一网公司采取了与地面通信网络融合互补的发展思路，采用“天星地网”模式，通过全球部署的关口站接入地面通信网络，提供用户与地面核心网间的连接途径、拓展地面通信网络的覆盖范围；用户可以使用已有的手持终端接入具有路由器功能的卫星接收设备，进而访问整个卫星网络。“一网”星座将促进天地一体化信息网络联通，推动涵盖国防领域在内的信息基础设施变革发展。

为政府和军方用户提供多样的卫星通信服务

与传统高轨卫星通信相比，“一网”星座主要利用低轨卫星传输时延低、信号衰减小、全球无缝覆盖等特点，更适合为基层用户提供互联网接入服务。美国空军2016年成立战略开发规划与试验办公室，旨在测试当前发展的低轨卫星互联网星座的能力，确定是否满足美国空军的需求，为采购商业通信服务奠定基础，其已经开始与一网公司进行沟通，希望测试首批卫星的通信能力。“一网”星座与传统卫星通信一起，可为政府和军方用户提供更加多样的卫星通信服务，提升军事卫星通信能力弹性。

一网公司的全球推广业务将面临巨大挑战

“一网”星座已经进入部署阶段，并计划2021年启动全球互联网接入等通信服务，其代表的低轨卫星互联网星座有望成为未来通信行业的重点发展方向。然而，互联网接入等基础电信服务关系到国防、经济和社会安全，不受管控的国外资本进入该行业必将引起信息安全风险，将受到各国的严苛监管。因此，一网公司在全球推广业务时必须通过各国的安全风险评估，并且获得频率使用许可，能否在各国落地将面临巨大挑战。

3 结束语

低轨小卫星技术的不断成熟，大大降低了利用卫星提供商业服务的门槛，也将有助于商业航天的发展。从技术上来说，小卫星巨大的应用潜力有待挖掘，目前，卫星应用越来越多地从战略级转向战术级，而小卫星无疑是这种转型的最大助推者。“一网”星座将带来卫星技术、卫星生产、卫星应用和商业模式的全面创新，其运行模式能否最终取得成功，还有待时间的检验。