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衛(wèi)星頻率及軌道資源管理探究

作者: 時間:2007-03-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  前言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/261486.htm

  衛(wèi)星頻率和軌道資源對一個國家的政治、經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義,是世界各國必爭的一種寶貴的戰(zhàn)略資源。目前,各國對衛(wèi)星發(fā)展日益重視,對衛(wèi)星頻率/軌道的需求也日益增長。

  為合理獲得和有效使用有限的衛(wèi)星頻率和軌道資源,最大程度地爭取和維護(hù)我國的合法權(quán)益,無線電管理部門需了解國內(nèi)外衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展動態(tài),研究全球特別是亞太地區(qū)衛(wèi)星頻率和軌道的規(guī)劃和需求趨勢,掌握衛(wèi)星頻率/軌道申報和協(xié)調(diào)的規(guī)則、程序,分析衛(wèi)星業(yè)務(wù)所用頻段的劃分及電波傳播特點等。本文探討了目前國內(nèi)外衛(wèi)星頻率/軌道使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、衛(wèi)星頻率和軌道資源管理法規(guī)及分配機(jī)制、衛(wèi)星業(yè)務(wù)涉及的頻段等問題,并提出了加強(qiáng)衛(wèi)星頻率及軌道資源管理的對策意見,以期拋磚引玉。

1 衛(wèi)星頻率和軌道資源使用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

  1.1 各國紛爭衛(wèi)星頻率/軌道資源

  隨著經(jīng)濟(jì)和軍事發(fā)展,衛(wèi)星頻率與地球靜止軌道資源日益成為各國搶占的對象。一些國家和組織出于自己利益的考慮,先占領(lǐng)軌道位置及頻率而后發(fā)射衛(wèi)星。然而許多衛(wèi)星僅僅是作了書面登記,成為所謂的紙面衛(wèi)星。

  就目前國際電聯(lián)(ITU)登記情況看,地球靜止軌道上C頻段通信衛(wèi)星已近飽和,Ku頻段通信衛(wèi)星也很擁擠。近年來,包括日本、印度、韓國、馬來西亞在內(nèi)的亞太地區(qū)的一些國家,紛紛自行或聯(lián)合制造通信衛(wèi)星,搶占軌道資源。各國衛(wèi)星之間出現(xiàn)“撞車”和需要協(xié)調(diào)的情況時有發(fā)生。搶占衛(wèi)星頻率/軌道資源,爭奪太空優(yōu)勢,已成為當(dāng)今世界衛(wèi)星發(fā)展領(lǐng)域的熱點之一。

  據(jù)資料報道,目前全球在太空的衛(wèi)星約有800顆,其中美國在軌衛(wèi)星400多顆,其它國家300多顆。美國用于情報偵察、預(yù)警探測、指揮調(diào)度、導(dǎo)航等目的的軍用衛(wèi)星有90多顆,僅軍用偵察衛(wèi)星就有40多顆;俄羅斯擁有近百顆衛(wèi)星,但其中有40%以上已超過服役年限,因而俄國計劃對現(xiàn)有的軍用和民用衛(wèi)星進(jìn)行技術(shù)改造,同時研制和發(fā)射新的軍用衛(wèi)星;歐洲國家共有衛(wèi)星約70顆;日本自1970年至2000年底,共發(fā)射通信、偵察等衛(wèi)星約70顆,目前約有28顆在軌;印度自1975年起,共發(fā)射地球觀測、地球同步通信、太陽物理試驗、廣播電視、遙感衛(wèi)星及軍用偵察等系列衛(wèi)星近20顆;在我國上空東經(jīng)50度至東經(jīng)180度范圍內(nèi),有90多顆衛(wèi)星,其中使用C頻段的有61顆,使用Ku頻段的有72顆。

  1.2 我國衛(wèi)星頻率/軌道資源情況

  隨著衛(wèi)星系統(tǒng)的不斷發(fā)展,我國的衛(wèi)星業(yè)務(wù)和應(yīng)用也日益廣泛。目前我國已擁有通信、導(dǎo)航定位、氣象、海洋和科學(xué)實驗等領(lǐng)域的系列衛(wèi)星。自1970年發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號”以來,我國相繼發(fā)射了東方紅2號和3號、中衛(wèi)1號、中星6號、鑫諾1號、亞洲4號、亞太6號等衛(wèi)星。我國在軌靜止軌道(GSO)衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到18顆,非靜止軌道(NGSO)衛(wèi)星達(dá)到11顆,今后五年還計劃發(fā)射各類衛(wèi)星30~50顆。

  據(jù)統(tǒng)計,我國目前在國際電聯(lián)(ITU)中登記有效的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料有200多組(同一軌位以相同名稱申報的為一組),涉及62個地球靜止軌道位置和多種非靜止軌道,并涉及ITU劃分給衛(wèi)星應(yīng)用的所有頻段。

  1.3 衛(wèi)星頻率/軌道發(fā)展趨勢

  未來衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展和頻率/軌道需求大體有以下趨勢:

  * 衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)將向高頻段、大容量、數(shù)字化、寬帶化、IP化方向發(fā)展;

  * 衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)將具有廣闊的市場前景,并向多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展;

  * 衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)將進(jìn)一步開發(fā)新頻段,并研究頻譜有效利用技術(shù);

  * 衛(wèi)星定位業(yè)務(wù)和衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)務(wù)將從區(qū)域性系統(tǒng)向全球性系統(tǒng)發(fā)展;

  * 衛(wèi)星氣象、衛(wèi)星地球探測等空間業(yè)務(wù)的頻段將向更多、更高、更大帶寬方向發(fā)展;

  * 衛(wèi)星間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨髮⒃鲩L,衛(wèi)星遙測/遙控頻段也將進(jìn)一步擴(kuò)展。

2 衛(wèi)星頻率和軌道資源管理法規(guī)及分配機(jī)制

  2.1 衛(wèi)星資源和軌道資源管理法規(guī)

  衛(wèi)星資源管理法規(guī)是協(xié)調(diào)、分配和使用衛(wèi)星資源的基本依據(jù)和準(zhǔn)則,包括國際法規(guī)和國家法規(guī)兩大部分。遵循這些法規(guī),是合理有序管理衛(wèi)星資源的必要前提。

  其中,衛(wèi)星頻率和軌道分配應(yīng)遵守的國際法規(guī),主要包括聯(lián)合國《外層空間宣言》、《外層空間條約》、《國際電信聯(lián)盟組織法》、《國際電信聯(lián)盟公約》及ITU《無線電規(guī)則》、《程序規(guī)則》、《建議書》等。根據(jù)國際法規(guī),各國擁有和平探索和利用外空活動的權(quán)利;無線電頻率和衛(wèi)星軌道是有限的自然資源,必須平等、合理、經(jīng)濟(jì)、有效地使用;應(yīng)采用有效的干擾控制機(jī)制以充分利用頻率和軌道資源。

  我國的衛(wèi)星資源管理法規(guī)有《中華人民共和國無線電管理條例》、《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》、《衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)空間電臺管理規(guī)定》、《建立衛(wèi)星通信網(wǎng)和設(shè)置使用地球站管理規(guī)定》等。自從我國加入空間開發(fā)的國際公約以來,隨著我國衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展的不斷深入,國內(nèi)法規(guī)對加強(qiáng)衛(wèi)星頻率和軌道資源科學(xué)規(guī)劃和合理利用,維護(hù)我國衛(wèi)星頻率和軌道資源的合法權(quán)益,發(fā)揮著越來越重要的作用。其中《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》參照并遵循ITU《無線電規(guī)則》,對各種無線電業(yè)務(wù)包括空間業(yè)務(wù)使用的頻段作了劃分規(guī)定,是我國最重要和最基本的頻率管理政策文件,是國家進(jìn)行無線電頻率中長期規(guī)劃的依據(jù)。

  2.2 衛(wèi)星資源和軌道資源分配機(jī)制

 ?。?)協(xié)調(diào)法和規(guī)劃法

  根據(jù)《無線電規(guī)則》,衛(wèi)星頻率/軌道分配機(jī)制主要有兩類:一是協(xié)調(diào)法,即通過申報與協(xié)調(diào)的手段合法地“先登先占”,即對于非規(guī)劃頻段的衛(wèi)星頻率/軌道分配,需經(jīng)過申報、協(xié)調(diào)和通知三個階段,以獲得所需要的衛(wèi)星頻率/軌道,并且能得到國際保護(hù);二是規(guī)劃法,即通過規(guī)劃的手段“平等”分配、規(guī)劃衛(wèi)星業(yè)務(wù)資源,具體程序按《無線電規(guī)則》第5條、第9條及第11條的腳注,以及附錄30、30A及30B進(jìn)行。

 ?。?)協(xié)調(diào)法第一階段:提前公布資料

  關(guān)于協(xié)調(diào)法分配機(jī)制,第一階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提前公布資料階段(簡稱A階段)。《無線電規(guī)則》第9條第I節(jié)規(guī)定,衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)申報需要提前向ITU無線電通信局(BR)報送關(guān)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星系統(tǒng)的一般性說明資料(即API資料)。網(wǎng)絡(luò)申報的基本內(nèi)容包括軌道、波束、頻段、極化、業(yè)務(wù)類別、發(fā)射類別(帶寬、信號強(qiáng)度)、應(yīng)用類別、要求的保護(hù)比(如載干比(C/I)、信噪比(S/I))等。A階段是協(xié)調(diào)和通知階段前的必經(jīng)階段。API資料應(yīng)不早于該網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃啟用日期前7年,最好不遲于該日期前2年。

 ?。?)協(xié)調(diào)法第二階段:協(xié)調(diào)

  第二階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)階段(簡稱C階段),其協(xié)調(diào)程序按《無線電規(guī)則》第9條第Ⅱ節(jié)進(jìn)行。申請國必須在API資料被接收后的2年內(nèi),按《無線電規(guī)則》附錄4的要求提交詳細(xì)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料(即C資料)。BR將在國際頻率信息通報(IFIC)特節(jié)中公布C資料。有協(xié)調(diào)要求的主管部門和發(fā)起協(xié)調(diào)要求的主管部門,在C資料公布之后4個月內(nèi)給相應(yīng)主管部門做出同意或不同意及理由的答復(fù),否則就視為同意。

 ?。?)協(xié)調(diào)法第三階段:通知登記

  第三階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通知登記階段(簡稱N階段),其通知程序按《無線電規(guī)則》第11條及決議33進(jìn)行。第11.25款規(guī)定,通知資料(N資料)送交BR的時間不應(yīng)早于頻率指配投入使用日期前3年;第11.43A款規(guī)定,如果對已送了N資料并已投入使用的頻率指配進(jìn)行修改,則所作的修改應(yīng)在修改通知日期起5年內(nèi)投入使用;第11.44款規(guī)定,N資料投入使用時間不能晚于API資料接收日期(1997年11月22日后)起7年。所有通知信息將由BR做進(jìn)一步的技術(shù)和規(guī)則驗證。經(jīng)審查合格后,該頻率指配才可以記錄在國際頻率登記總表(MIFR)內(nèi)。此后的其他各主管部門新建的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)不得對其產(chǎn)生有害干擾,即使受到它的干擾也不得提出申訴。

3 衛(wèi)星業(yè)務(wù)所涉及的頻段及電波傳播特點

  3.1 衛(wèi)星業(yè)務(wù)涉及的頻段

  衛(wèi)星業(yè)務(wù)是一種國際性業(yè)務(wù),必須遵守《無線電規(guī)則》所規(guī)定的頻率劃分規(guī)定?!稛o線電規(guī)則》的頻率劃分在其所分的世界三個區(qū)域內(nèi)是基本一致的。各國的頻率劃分,除個別被國際無線電頻率劃分表腳注條款認(rèn)可外,一般與國際劃分也是一致的。根據(jù)《無線電規(guī)則》第二章第5條“頻率劃分”:空間業(yè)務(wù)頻率劃分,低端涉及2501kHz的空間研究業(yè)務(wù),高端涉及275GHz的衛(wèi)星固定(地對空)業(yè)務(wù)。

  其中,在我國所在的第三區(qū)的HF頻段(3 MHz~30 MHz),有空間研究業(yè)務(wù)和衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù);在VHF頻段(30 MHz~300 MHz),有空間研究業(yè)務(wù)、衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)、空間操作業(yè)務(wù)、衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)及衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)等;在UHF(300 MHz~1000 MHz)和SHF頻段(1 GHz~30 GHz),主要有空間研究業(yè)務(wù)、空間操作業(yè)務(wù)、衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)、衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)、衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)、衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)、衛(wèi)星地球探測業(yè)務(wù)及衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)等,其中SHF頻段通常進(jìn)一步分為L、S、C、X、Ku、Ka頻段;在EHF頻段(30 GHz~300 GHz),除了有SHF頻段所具有的業(yè)務(wù)外,還有衛(wèi)星間業(yè)務(wù)和衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)。低于2.5 GHz的L頻段(1 GHz~2 GHz)和S頻段(2 GHz~4 GHz)大部分用于靜止衛(wèi)星的指令傳輸及特殊衛(wèi)星業(yè)務(wù)如衛(wèi)星導(dǎo)航等;大多數(shù)衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)使用C頻段(4 GHz~8 GHz)和Ku頻段(12 GHz~18 GHz);Ka頻段(18 GHz~40 GHz)作為星際鏈路頻率已開始應(yīng)用。

  例如,《無線電規(guī)則》關(guān)于第三區(qū)非規(guī)劃頻段的衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)的頻率劃分如下:

  * S頻段(MHz)空對地:2500~2535;地對空:2655~2690。

  * C頻段(MHz)空對地:3400~3700+3700~4200;地對空:5850~5925+5925~6425+6425~6725。

  * X頻段(MHz)空對地:7250~7750 ;地對空:7900~8400。

  * Ku頻段(GHz)空對地:10.95~11.2+11.45~11.7+12.2~12.75;地對空:13.75~14+14~14.5。

  * Ka頻段(GHz)空對地:17.7~21.2;地對空:27.5~31。

  《無線電規(guī)則》關(guān)于第三區(qū)規(guī)劃頻段的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)和衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)的頻率劃分如下:

  * 附錄30/30A(GHz)衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)空對地:11.7~12.2;地對空(饋線鏈路):14.5~14.8+17.3~18.1。

  * 附錄30B衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)C頻段(MHz)空對地:4500~4800;地對空:6725~7025;

  Ku頻段(GHz)空對地:10.7~10.95+11.2~11.45;地對空:12.75~13.25。

  3.2 衛(wèi)星業(yè)務(wù)所用頻段電波傳播特點

  電波在地球站與衛(wèi)星之間傳播時,必須穿過地球周圍的大氣層,因而會受到電離層中自由電子和離子的吸收,以及對流層中氧分子、水蒸氣分子等的吸收和散射,從而存在損耗。

  頻率在100 MHz以下時,宇宙噪聲會迅速增加,因此,100 MHz以下頻段通常不用于空間通信。在0.3 GHz~10 GHz頻段,大氣損耗最小,稱此頻段為“無線電窗口”。30GHz附近,稱為“半透明無線電窗口”。選擇衛(wèi)星通信頻段常需考慮這些“窗口”,如1 GHz~10 GHz最為適宜。在此“窗口”中的C頻段就是開發(fā)應(yīng)用較早的衛(wèi)星通信頻段。對于4 GHz~6 GHz頻段,因頻率較低,降雨損耗不嚴(yán)重,在系統(tǒng)設(shè)計時通常留5 dB~6 dB的功率損耗余量。與C頻段相比,Ku頻段的電波傳播易受暴雨、濃云、密霧的影響。對11 GHz~14 GHz頻段,由于降雨損耗較大,一般要有10 dB左右的功率損耗余量。但此頻段具有不需要與地面微波通信協(xié)調(diào)、衛(wèi)星EIRP基本不受限制、同等工作條件下天線口徑較小及天線波束窄等優(yōu)點,也得到了較廣泛的應(yīng)用。在Ka頻段,降雨的影響也比較嚴(yán)重,但它包含了一個“半透明無線電窗口”,得到越來越多研究和開發(fā)。

4 加強(qiáng)衛(wèi)星頻率及軌道資源管理的對策

  (1)組織體制: 明確任務(wù)職責(zé),理順業(yè)務(wù)關(guān)系

  衛(wèi)星頻率/軌道資源管理,需要維護(hù)申報和使用頻率/軌道資源的權(quán)益,達(dá)成我國衛(wèi)星系統(tǒng)與其它國家衛(wèi)星系統(tǒng)間、我國不同衛(wèi)星系統(tǒng)間以及衛(wèi)星業(yè)務(wù)與地面無線電業(yè)務(wù)間的電磁兼容,有效地利用衛(wèi)星業(yè)務(wù)的軌道/頻譜資源,保證衛(wèi)星業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。因此,衛(wèi)星頻率及軌道資源管理,首先應(yīng)從組織管理體制和隊伍建設(shè)入手,理順各有關(guān)部門、單位之間的業(yè)務(wù)職責(zé)關(guān)系,以及衛(wèi)星資源管理與衛(wèi)星發(fā)展的關(guān)系。只有理順了業(yè)務(wù)關(guān)系,才能合理、有效地開展衛(wèi)星資源的申報和使用管理工作。

 ?。?)政策法規(guī)——加大宣傳、貫徹力度

  衛(wèi)星頻率/軌道資源管理應(yīng)按照國際規(guī)則慣例開展工作,特別是必須按照《無線電規(guī)則》的規(guī)定合理、經(jīng)濟(jì)、有效地使用無線電頻率和靜止衛(wèi)星軌道。因此,我國無線電管理相關(guān)部門,需要全面了解并準(zhǔn)確理解有關(guān)國際法規(guī)特別是《無線電規(guī)則》的具體內(nèi)容;深入學(xué)習(xí)和遵守相應(yīng)的國內(nèi)法規(guī),尤其是2006年10月新公布的《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》。

  新修訂的《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》與2004年版《無線電規(guī)則》保持一致,并統(tǒng)籌考慮了我國無線電技術(shù)、業(yè)務(wù)的發(fā)展及相應(yīng)的頻率使用需求。

 ?。?)目標(biāo)規(guī)劃——跟蹤研究,把握動態(tài),超前構(gòu)建

  頻率/軌道資源的獲得和維護(hù)是一項長期而復(fù)雜的任務(wù)。要做好頻率/軌道資源的規(guī)劃管理工作,維護(hù)衛(wèi)星業(yè)務(wù)的合法權(quán)利和利益,需要有關(guān)管理部門和使用單位通過各種途徑,及時獲得國內(nèi)外衛(wèi)星業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài),分析頻率/軌道規(guī)劃需求,制訂國家衛(wèi)星頻率/軌道申報和使用的中長期戰(zhàn)略規(guī)劃。

  頻率/軌道需求應(yīng)作為衛(wèi)星系統(tǒng)總體需求的一部分進(jìn)行論證。在衛(wèi)星系統(tǒng)立項、論證階段同時開展資料申報工作,并根據(jù)需要進(jìn)行有關(guān)國際國內(nèi)協(xié)調(diào)。

  衛(wèi)星系統(tǒng)空間電臺頻率/軌道申報和協(xié)調(diào),通常要涉及到其他國家、國內(nèi)其他部門及其它無線電業(yè)務(wù),是一項復(fù)雜而又時限嚴(yán)格的工作,需要嚴(yán)格遵守《無線電規(guī)則》等規(guī)定的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)申報、協(xié)調(diào)和通知階段的時限,以及時獲得所需的頻率/軌道資源。



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