我国首张高轨卫星互联网初步建成！天上为啥也要建“基站”？

青田石头

央广网北京11月30日消息（记者鹤佳）据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，随着中星16号、中星19号和中星26号高通量卫星近年来相继成功发射，中国航天科技集团所属中国卫通集团已初步建成我国首张高轨卫星互联网，能够完整覆盖我国国土全境及“一带一路”共建国家沿线重点区域。

未来中国卫通将推动更大单星容量卫星建设，预计到“十四五”末期，高通量通信卫星总容量将超过500Gbps，届时，将为我国及“一带一路”共建国家沿线航空、航海、应急、能源、林草等行业及普遍服务用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入服务。

高轨卫星有多高？如何服务各行各业？高轨和低轨卫星互联网有何不同？

高轨，多高才算高？

国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光介绍，低轨通常指一两千公里以下的高度，但对于中高轨目前还没有明确的界限。比如大家所熟悉的导航卫星，运行高度大约在20000公里，这个高度并没有明确定义为中轨或高轨。但对于中高轨卫星而言，都有共同的特点，常规的运载火箭难以直接送入轨道，因此发射过程较为复杂。

高轨卫星互联网所在的轨道是地球同步轨道，高度约为36000公里。卫星轨道越高，运行速度越慢。比如中国空间站的高度为400公里，速度约7.8公里/秒，一天可绕地球16圈。而在36000公里的地球同步轨道，卫星运行一周与地球自转时间一致。

在通信过程中，要想获得较强的信号，需要大口径的卫星地面天线将能量传给卫星。为了使卫星地面天线能基本固定指向空间的方向，获得常规的数据传输链路，从而获得更高的数据传输带宽，就需要卫星与地球某特定区域保持相对静止。这意味着仅仅是地球同步轨道还不够，还需要保证卫星轨道面与地球赤道面的夹角（轨道倾角）为0度。这样的轨道被称为静止轨道，最早由英国科幻作家亚瑟·查尔斯·克拉克提出，因此也被称为“克拉克轨道”。

大多数的高轨通信卫星就位于地球同步轨道，但也有例外。对于两极地区，尤其是人口更多的北极，赤道上空36000公里的轨道已经在地平线以下，因此通信也就受到影响。航天技术人员为此发明了“冻结轨道”，轨道倾角约63.4度，远地点4万多公里，保证远地点始终在北极能看到的区域，从而为北极地区提供较好的通信。

地面基站不够用？为啥把“基站”搬到天上？

杨宇光介绍，虽然国内地面基站等设施已经覆盖很广，但对于一些较为荒凉的区域以及航空器，地面的基站无能为力。为解决这些问题，基于高轨的通信卫星就是一个很好的选择。

比如，在飞机上携带一个终端并不困难，借助终端可以接收同步轨道卫星的信号，进而接入互联网，为飞机乘客提供机内Wi-Fi服务。再比如，要解决偏远地区互联网通信需求，比起铺设光缆，高轨卫星互联网是个相对经济的方式。此外，如果某个地区发生重大灾害，当地通信的基础设施很可能遭到破坏，如果有卫星通信的手段，对于救援当地受灾群众也是个极大的支持。因此无论从商业角度、国计民生角度还是救援减灾角度，建立高轨卫星的互联网接入手段都有重大意义。

目前，我国的高通量通信卫星已达到百Gbps水平，在全球居于前列，但对于数以亿计的地面用户而言依然较低，因此未来的高轨通信还有很长的路要走。

高有高的好，低有低的妙

高轨卫星互联网也并非没有缺陷。首先，静止轨道只有一条，而通信卫星之间存在干扰，原则上两颗通信卫星之间应间隔0.5度，因此理论上这圈轨道只能放置720颗卫星。为充分解决紧张的轨位和频率资源，需要国际电联精确协调，甚至发展了共轨运行的技术。但即便如此，由于36000公里高度的长距离通信信号本就非常弱，在巨量的互联网接入需求下，要想看个视频或接入更高带宽就较为困难了。

其次，正如前面所提到，地球同步轨道卫星位于两极地区的地平面以下，无法用来通信，即便有了冻结轨道，但用这样的轨道卫星提供通信依然不是很方便。尤其是随着互联网应用的发展，出现了低延迟互联网接入的需求，而在36000公里高的地方，光走个来回都要接近0.3秒的时间。

正是这些问题，各国也在发展低轨卫星互联网，这很好地弥补了高轨卫星互联网的缺陷。但低轨卫星互联网也有自己的缺点。由于轨道更低，且卫星运行速度更快，要想覆盖全球就需要巨量的卫星，且需要保持均匀。

目前，我国已有多个公司发射了低轨互联网通信试验卫星，也已经向国际电联申请了数量众多的轨位和频率资源用于低轨互联网星座建设。杨宇光表示，通信、导航、遥感这三类卫星与国民经济关系最为密切，随着巨型星座的发展，未来多方面的融合可能催生出新应用、新特点，更大程度便利人们的生活。

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