衛(wèi)星導航與衛(wèi)星移動通信的結合應用

　　衛(wèi)星導航技術的誕生給人類社會信息技術的發(fā)展注入了新的元素和活力，已廣泛地應用于交通運輸、海洋漁業(yè)、國土測繪、水利水電、減災救災和公共安全等領域，帶動了電子、通信、地理信息等相關產(chǎn)業(yè)和信息服務業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

　　如今衛(wèi)星導航技術已與地面移動通信技術相結合，發(fā)展出基于位置的服務技術，誕生了車輛監(jiān)控系統(tǒng)、基于位置的信息查詢系統(tǒng)等;同時還發(fā)展出GPS輔助技術，即A-GPS技術。可以說未來衛(wèi)星導航系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)的結合是一個必然發(fā)展趨勢。

　　但是由于地面移動通信系統(tǒng)依賴于地面基站的支持，存在一定的覆蓋盲區(qū)，特別是在一些偏遠山區(qū)和海上，使得衛(wèi)星導航系統(tǒng)無法實現(xiàn)與移動通信系統(tǒng)的結合，給用戶的使用帶來諸多的不便，如用戶定位后無法報告自己所處的位置，指揮調度部門無法進行監(jiān)控指揮;用戶無法在無線接入條件下使用基于位置的服務系統(tǒng)并獲得相應的服務等，如何克服地面移動通信系統(tǒng)的上述不足，更好地實現(xiàn)衛(wèi)星導航系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)的結合，發(fā)展衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，實現(xiàn)個人衛(wèi)星移動通信的普及應用是一個很好的選擇。

　　2 國內外衛(wèi)星移動通信的發(fā)展現(xiàn)狀及未來

　　世界上現(xiàn)有衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)按衛(wèi)星軌道高度主要分為3類。

　　一是基于地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有：

　　(1) 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)(Inmarsat系統(tǒng))，利用太平洋、大西洋、印度洋赤道上空的3顆同步衛(wèi)星，可進行全世界艦船、飛機及車輛的移動通信，是世界上第一個商業(yè)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng);

　　(2) Thuraya衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，覆蓋全球40%面積，包括東歐、中東、中亞、南亞、東亞等共99個國家。衛(wèi)星設計壽命為12～15年，具有250～300點波束;

　　(3) ACeS衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，覆蓋西亞、中亞、亞太、俄國及北美等地區(qū)50多個國家。衛(wèi)星設計壽命為12年，星上使用直徑為12m的大口徑拋物面天線，以確保地面移動用戶手機的正常工作。

　　二是基于中軌衛(wèi)星(MEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有：

　　ICO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，覆蓋全球，空間段由12顆MEO衛(wèi)星組成，其中2顆為備份星，分布在2個軌道面上，軌道高度10390km。衛(wèi)星設計壽命12年。該系統(tǒng)主要提供高速數(shù)據(jù)傳輸，如互聯(lián)網(wǎng)接入服務和移動電話服務。

　　三是基于低軌衛(wèi)星(LEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有：

　　(1) 銥星系統(tǒng)(Iridium)，空間段由66顆衛(wèi)星組成，分成6個軌道平面，每個軌道11顆衛(wèi)星，另有6顆在軌備份衛(wèi)星。軌道傾角 ，軌道高度780km。衛(wèi)星設計壽命5~8年;

　　(2) 全球星系統(tǒng)(Globalstar)，空間段由48顆衛(wèi)星組成，分成8個軌道面，每個軌道面6顆衛(wèi)星，另有4顆在軌備份衛(wèi)星。軌道傾角 ，軌道高度1414km。衛(wèi)星設計壽命7.5年;

　　(3) ECCO ConstellaTIon，主要為巴西與美國等國服務的星座衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，空間段由12顆衛(wèi)星組成，其中1顆為在軌備份衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道高度約2000km，設計壽命5~7年。計劃第二期將衛(wèi)星總數(shù)增多至35顆，分布在7個軌道平面上;

　　(4) Ellipso(橢圓軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng))?？臻g段由17顆低軌衛(wèi)星組成。其中10顆衛(wèi)星分布在2個橢圓軌道面上，軌道傾角 ，近地點632km，遠地點7604km。另外的7顆衛(wèi)星分布在一個高度為8050km的圓軌道面上;

　　(5) Orbcomm(軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng))?？臻g段由28顆衛(wèi)星組成，另有8顆備份衛(wèi)星。分布在5個軌道面上，第1軌道面2顆衛(wèi)星，軌道高度 736/749km;第2～4軌道面上每個布設8顆衛(wèi)星，軌道高度775km;第5軌道面2顆衛(wèi)星，軌道高度700km。該系統(tǒng)主要用于商務信息傳送、緊急呼叫及尋呼等數(shù)據(jù)業(yè)務。

　　我國在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)建設方面落后于國外，目前沒有建立自主的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，但是我國的航天、交通和信息產(chǎn)業(yè)等部門，積極參與國際衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的投資建設和在中國的運營，例如我國交通部在ICO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的建設投資中就占到了總投資的7.2%，是ICO公司董事會的董事。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和科技水平的不斷提高，建立我國自主的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)已成為必然。但是如何發(fā)展是值得我們認真思考的問題?？紤]到我國的大衛(wèi)星平臺技術相對成熟，且我們和國外在衛(wèi)星移動通信技術方面仍有一定的差距，需要建投資少見效快的系統(tǒng)，因此從我國國情出發(fā)，我認為應該優(yōu)先發(fā)展基于地球靜止軌道的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，這種系統(tǒng)建設周期較短，技術復雜度較小，能夠很快地投入市場運營，取得一定的經(jīng)濟效益。同時用戶終端必須做到手持，這樣市場前景才會更加廣闊。由于衛(wèi)星移動通信手持式終端機發(fā)射EIRP和接收G/T值都較小，衛(wèi)星與用戶終端之間信號傳輸距離遠，損耗較大，因此要大幅提高衛(wèi)星上發(fā)射天線EIRP值和接收天線的G/T值，這是基于地球靜止軌道衛(wèi)星的移動通信系統(tǒng)的一項關鍵技術和難題，但是可以很好地解決，Thuraya衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的用戶手持式終端就做得很小巧。

　　在發(fā)展基于地球靜止軌道的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的基礎上，可以根據(jù)我國國情適當發(fā)展基于中低軌道衛(wèi)星的移動通信系統(tǒng)，用以帶動小衛(wèi)星技術等相關技術的發(fā)展。

　　3 我國未來衛(wèi)星導航與衛(wèi)星移動通信的結合應用

　　在衛(wèi)星導航領域，我國從社會經(jīng)濟發(fā)展和國家安全角度出發(fā)，正大力發(fā)展自主的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，即北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。并采取三步走的戰(zhàn)略，第一步先利用兩顆地球同步軌道衛(wèi)星建立起北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)，第二步再建立起大區(qū)域覆蓋的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，第三步預計到2020年建立起全球覆蓋的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。這一發(fā)展戰(zhàn)略完全符合我國國情。

　　隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研制建設，極大地帶動了我國衛(wèi)星導航終端的研發(fā)制造技術，已經(jīng)完全擺脫了衛(wèi)星導航終端(包括GPS接收機)完全依賴進口的局面，而且具有完全自主知識產(chǎn)權的北斗用戶終端(包括RNSS和RDSS)芯片已誕生，并逐步進入市場應用推廣，特別是北斗RDSS用戶終端芯片的研發(fā)成功，使得北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)用戶終端的體積、功耗和成本價格大幅度降低，促進了目前北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用，也為我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展起到了推動作用。

　　相信今后隨著我國衛(wèi)星導航和衛(wèi)星移動通信技術的不斷成熟和發(fā)展，衛(wèi)星導航和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在用戶終端級的結合應用為期不遠。未來的用戶終端將是集衛(wèi)星導航和衛(wèi)星移動通信于一體，實現(xiàn)無覆蓋盲區(qū)的導航定位、語音通信、數(shù)據(jù)傳輸以及精確授時等功能，能夠用來應對各種突發(fā)的自然災害，更好地服務于我國經(jīng)濟社會的發(fā)展。