卫星最多的行星范例(3篇)

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卫星最多的行星范文篇1

北京时间4月26日12时13分,“长征二号丁”运载火箭在酒泉卫星发射中心顺利点火升空,中国国家科技重大专项高分辨率对地观测系统首颗卫星“高分一号”成功发射并进入预定轨道,“长征二号丁”运载火箭同时还搭载发射了两个荷兰卫星分配器,以及3颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制的小卫星。

“高分一号”的成功发射是中国2013年度首次航天发射,以及中国“长征”系列运载火箭第175次航天飞行,其可以说为中国航天2013年的新征程开了个好头。

中国高分卫星井喷

据中新网报道,“高分一号”卫星由中国航天科技集团所属空间技术研究院航天东方红卫星有限公司研制。国土资源部网站相关消息称,该卫星是中国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨遥感卫星,并突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术。《报》记者张晓祺在其文章中进一步指出,“高分一号”的相机与目前国内分辨率领先的“资源一号”02C星所用相机相近,空间分辨率达2米左右。该卫星载有多台宽幅多光谱相机,通过多角度拼接视场,可实现较高分辨率大视场成像,只需4天就能把地球完整地看一遍。

高分辨率对地观测系统工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2022年)》确定的16个重大专项之一,计划“十二五”期间发射5至6颗观测卫星,目标是建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的对地观测系统。到2022年,高分卫星系统与其他观测手段相结合,将形成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。其主要用户为国土资源部、农业部和环境保护部。该专项的实施,将全面提升中国自主获取高分辨率观测数据的能力,加快中国空间信息应用体系的建设,推动卫星及应用技术的跨越发展,有力保障现代农业、防灾减灾、资源环境、国家安全的重大战略需求,大力支撑国土调查与利用、地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理、疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等重点领域应用需求,加快推动空间信息产业发展。

近年来,中国高分辨率遥感卫星的发展速度很快,并在2012年就已取得了一系列重大成果。2012年4月18日,中国首颗民用宽幅带、高空间分辨率遥感卫星——“资源一号”02C正式在轨交付给国土资源部;7月30日,中国首颗高精度民用立体测绘卫星“资源三号”投入使用;两个月后的9月29日,中国为委内瑞拉研制的“遥感卫星”1号上天,这也是中国首次向国际用户提供遥感卫星整星出口和在轨交付服务。

“资源一号”02C星的发射质量约2056千克,设计寿命3年。它装有2台分辨率为2.36米的全色分辨率相机,1台分辨率为5米/10米的全色/多光谱相机,其采用2台全色高分辨率相机拼接的方式提供了54千米的成像幅宽,最大限度提升了高分辨率数据的观测幅宽。在轨测试表明,该卫星所拍图像质量接近国际先进水平,数据质量满足1:2.5万至1:10万国土资源调查监测精度要求;最小监测图斑面积达到0.2亩,满足经济发达地区、重点关注区域资源现状高分辨率调查监测要求;其融合影像的属性精度、面积精度、最小监测图斑等指标,与法国的“斯波特”5号及德国的“快眼”卫星水平相当。

中国首颗高精度民用立体测绘卫星“资源三号”质量约2650千克,运行在高度约500千米的太阳同步轨道,具有立体测图功能。其装载了一组分辨率为2.1米(正视)和3.5米(前后视)的三线阵立体测绘相机,以及1台空间分辨率为5.8米的多光谱相机,幅宽约50千米,可提供3.5米分辨率的立体影像,及2.1米全色/5.8米多光谱平面影像。该卫星集测绘和资源调查功能于一体,影像数据覆盖全球逾4.578×108千米,其中覆盖中国领土9.3242×108千米,使中国的测绘方式由大地测绘、航空测绘提升为航天测绘,并让中国地图的更新率由过去的平均5年缩短到60天。“资源三号”第一次使中国卫星遥感图像质量达到国际先进水平,极大提升了中国对地观测卫星的应用效益。

中国为委内瑞拉发射的“遥感卫星”1号采用中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司的CAST-2000卫星平台,装有2台全色/多光谱相机和2台宽幅多光谱相机,其中2台全色/多光谱相机在639千米高的分辨率为2.5米(全色)/10米(多光谱),幅宽为57千米;2台宽幅多光谱相机在639千米高的分辨率达到16米,组合幅宽为369千米,在轨寿命5年。该星具有±35°的快速侧摆机动能力,可保证全色/多光谱相机在4天内对全球任意目标实现重访,宽幅多光谱相机可在3天内实现对全球任意目标重访。“遥感卫星”1号搭载的全色/多光谱相机是一种高性能光学小相机,在成像谱段数量、覆盖宽度、动态范围、轻小型化等指标方面,超过了国内外同类型遥感相机。该卫星主要用于委内瑞拉国土资源普查、环境保护、灾害检测和管理、农作物估产和城市规划等。

人类进入高分卫星时代

遥感卫星也叫对地观测卫星,有光学成像卫星和雷达成像卫星2种,前者携带可见光、红外和多光谱等遥感器,最大优点是分辨率高;后者携带合成孔径雷达等遥感器,最大优点是可以全天候工作。遥感卫星的问世,使人类研究地球、认识地球、保护地球的视点从地面、低空扩展到太空,从而可以对地球进行连续、快速、综合和大面积的详细观测,更全面、更深刻的了解地球及其周围环境,对国计民生具有巨大的促进作用。

众所周知,评估遥感卫星性能的一个重要指标就是分辨率,它包括空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率等,其中空间分辨率最令人关注,其指标对卫星应用的深度和广度具有重要影响。空间分辨率一词来源于光学,是指2个点光源彼此接近到恰能被分辨出的最小距离,能显示遥感卫星分辨目标的能力。具体说来,它是指能从遥感卫星照片上辨别地面目标的最小尺寸,例如,如果某遥感卫星能够辨别的最小目标为2米,则这种遥感卫星的分辨率就是2米。

随着经济建设和社会发展,各国对遥感卫星的空间分辨率要求越来越高,所以高分辨率遥感卫星的发射数量和研制国家正日益增多。近年来,高分辨率遥感卫星的发射数量已占遥感卫星发射总数的约41%,而且其占有比例有继续增加的趋势。因此可以认为,人类对地观测已进入高分卫星时代。这些高分辨率遥感卫星广泛用于精确制图、城市规划、土地利用、资源管理、环境监测、地理信息服务等领域,成为国家基础性、战略性资源。

对于采用光学成像的遥感卫星来讲,其运行轨道越高,分辨率就越低。所以,高分辨率遥感卫星通常运行在近地轨道,有时甚至采用临时性降低轨道高度的方法,来取得短期的更高分辨率图像,以满足特殊需要。另外,星载相机的焦距越大,分辨率越高,这也是在生活中人们使用变焦相机摄影的原因。

对于采用雷达成像的遥感卫星来讲,可工作在略高的轨道上,但这就需要雷达成像卫星自身能提供足够高功率的雷达信号。提高其分辨率的方式主要有两种:一是采用短波长;二是增加天线口径。为此,可以提高雷达波的频率,缩短其波长,但当频率增加到一定程度时,大气对雷达波的衰减和吸收特性就会表现得非常明显,从而影响雷达的正常工作;同样,雷达的天线口径也不可能无限增加,因为加大雷达口径不仅会增加工艺难度和成本,而且对发射卫星的运载器提出了新要求。为此又提出了合成孔径雷达概念,合成孔径雷达是利用雷达与目标的相对运动来把多个尺寸较小的真实天线孔径,用数据处理的方法合成一个较大的等效天线孔径的雷达。

太空谍眼环绕地球

高分辨率遥感卫星在军用和民用方面都有广泛用途。从原理上讲,军用遥感卫星与民用遥感卫星大同小异,主要差别是在使用的谱段和对地面分辨率的要求不同。军用遥感卫星主要在可见光或近红外谱段成像,分辨率优于1米。因此,军用遥感卫星大部分都是高分辨率卫星,只有少数用于普查的军用遥感卫星运行轨道较高,以便提高时间分辨率,但空间分辨率会稍低;民用遥感卫星主要在多光谱成像,以便识别地面各种特征,其分辨率根据需要和技术水平有高有低。

在军用高分辨率光学成像遥感卫星方面,美国“锁眼”12号卫星最牛,它采用了大面阵探测器、大型反射望远镜系统、数字成像系统、自适应光学成像技术、实时图像传输技术等,镜头口径3米,焦距27米,分辨率达0.1米。法国“太阳神”2A/B系列卫星分辨率达0.5米,其军民两用的光学成像遥感卫星“昴宿星”的分辨率也达到0.7米。以色列最先进的“地平线”9号小型光学成像遥感卫星分辨率为0.5米。日本现役的第二代光学成像“情报收集卫星”分辨率为0.6米。

在军用高分辨率雷达成像遥感卫星方面,美国“长曲棍球”卫星是老大,分辨率达0.3米,其设计特点是装有巨大的合成孔径雷达天线和巨大的太阳能电池帆板,卫星装载的高分辨率合成孔径雷达能以多种波束模式对地面目标成像,使“长曲棍球”不仅能全天候、全天时工作,还可以发现伪装的武器和识别假目标,甚至能穿透干燥的地表,发现藏在地下一定深度的军事设施,并对活动目标有一定跟踪能力。欧洲方面,德国的“合成孔径雷达-放大镜”军用雷达成像遥感卫星分辨率能达到0.5米,意大利军民两用的“宇宙-地中海”分辨率达到1米。

近年来亚洲各国的雷达成像遥感卫星发展很快,如日本现役的第二代雷达成像“情报收集卫星”分辨率达到1米,作为新兴的军用侦察卫星强国,以色列研制的雷达成像遥感卫星不仅能够满足自身需求,而且已经开始进入国际市场,如其为印度研制的“雷达成像卫星”2号的分辨率就已经达到1米的国际主流水平,性能远超印度自行研制的军民型“雷达成像卫星”1号,而以色列自用的“技术合成孔径雷达”卫星则更为精良,其总质量只有300千克,所载的合成孔径雷达重约100千克,设计寿命为4年,分辨率也是1米。

从目前各国的军用高分卫星的发展趋势来看,雷达成像卫星正日益成为主流,其通过采用平板相控阵雷达天线等措施可以进一步提高分辨率,同时各国也在研究采用新的分布式星座来缩短卫星的重访周期。光学成像卫星尽管不如过去风光,但仍将是军事大国执行战场侦察与战略情报收集的重要平台,其未来的发展方向是在获得更高地面分辨率的同时,进一步扩大视场宽度,以提高卫星的时间分辨率;同时组建可实现全球覆盖的小型卫星星座,终极目标是可执行对全球任何目标的实时侦察。由于军事伪装手段的快速发展,未来的军用光学成像卫星还将搭载超光谱遥感器,进一步扩展成像侦察范围,增加对隐蔽和伪装目标的识别能力。鉴于光学与雷达成像卫星各自的性能优势,还有可能出现同时载有光学成像和合成孔径雷达成像2种遥感器的全能型高分侦察卫星。

受到成像与时间分辨率等因素的限制,各国现有的军用高分卫星仍主要用于战略侦察任务,而随着相关先进技术的发展与应用,一些军事大国也在试图拓展高分卫星的应用范围,让其能够为战术侦察服务。这不仅需要有新的成像技术作支撑,还需要提高情报向立体化作战平台的数据传送能力,卫星的体积、重量、成本会得到进一步控制,同时具备较强的应急发射能力。出于经济性与使用效率考虑,军民两用的高分卫星系统会更受重视,甚至出现军用和民用高分卫星混编星座。

高分民星实为军民两用

一般来讲,分辨率约2米的民用遥感卫星可称为民用高分辨率遥感卫星。美国、法国、俄罗斯等高分卫星大国都在积极发展民用高分卫星。美国的民用高分卫星大多是小型商用卫星,如“艾科诺斯”2号卫星的分辨率为0.82米,幅宽11.3千米;“快鸟”2号卫星的分辨率为0.61米,幅宽16.5千米;“地球之眼”1号卫星的分辨率为0.41米,幅宽15.2千米;“世界观测”2号卫星的分辨率为0.46米,幅宽16.4千米。很明显,这些卫星虽然名义上是民用卫星,但它们的分辨率均已高于1米的世界主流军用高分卫星水平,因此在需要时完全可以为美国军方提供高质量的天基情报支持。

法国的军民用高分卫星水平在欧洲均居于领先地位,其特点是不仅单颗卫星的技术性能先进,而且已建立起相对完善的高分卫星星座。2012年9月9日,法国首颗第4代“斯波特”——“斯波特”6号高分卫星入轨。这是一种偏民用的光学成像卫星,其分辨率为2.5米,幅宽60千米,并能同轨立体成像。该卫星运行在694千米高的太阳同步轨道,质量只有800千克,设计寿命达10年。该卫星上有两台高分辨率相机,每天成像范围250万平方千米。虽然分辨率和幅宽与第3代“斯波特”一样,但其更加敏捷,能执行快速反应任务,每天可上传6个任务计划,获取无云图像。它们与2颗已上天的法国“昴宿星”卫星可形成互补,“昴宿星”虽然分辨率高达0.7米,但幅宽只有20千米。“斯波特”6号的成功发射能够满足法国多样化的任务需求,保持法国整个高分卫星系统的宽覆盖能力和图像数据的连续性。

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[关键词]自适应传输系统技术;卫星;应用

中图分类号:TN927.2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)15-0322-01

随着互联网技术的普及与发展,宽带多媒体业务的发展与此同时进入了一个新的阶段,因此对于卫星系统的研究越来越引人关注,大多数的卫星系统工作于3GHz波段,然而,在这个波段上,卫星信道中因降雨导致的问题极其严重。为解决这种问题,卫星自适应传输的研究已成为新的热点,本文主要针对卫星自适应传输中的关键技术进行了研究,包括:系统容量分析,编码调制方式选择以及卫星多波束功率分配技术。并且文章展望了卫星自适应传输系统中的新技术。

1.卫星自适应传输中的关键技术

本文研究了卫星自适应传输系统中的关键技术,我们这里通过理论容量限、离散调制方式、离散编码调制方式三个角度进行对频谱效率的分析,使卫星自适应传输系统有了理论参考,然后,对卫星信道中降雨导致的问题进行数据统计分析,在此基础上提出了一种有效的调制方式选择算法,而且还提出了一种多波束功率分配动态算法,这种动态算法是基于PSO算法之上。利用这种新的算法可以对卫星天线的多波束功率进行动态的分配操作。从而使整个系统的频谱效率达到最优,根据我们模拟的计算机仿真技术的结果显示,通过这种方法获得的频谱效率将为传统固定功率分配算法的两倍。

1.1系统容量分析技术

对卫星自适应传输系统的信道容量的研究分析,应当从理论容量限、离散调制方式、离散编码调制方式三个方面进行对信道容量的分析。根据对卫星信道中降雨导致的问题进行统计分析,基于统计概率最大原则和基于相对频谱效率损失最小原则的分析,提出了新的编码调制方式选择算法,这种算法可以使卫星自适应传输系统获得较高的系统容量利用较少的编码调制方式。由于考虑到多波束多用户的卫星信道特性和功率分配的公平性原则,通过运用粒子群优化算法对卫星天线多波束的功率进行优化分配,从而使卫星自适应通信系统的信道容量达到最大化。

1.2编码调制方式选择技术

编码调制方式选择技术是一种无线收发模块,主要应用于传感器节点间的数据传输,为了解决无线通信中载波频段选择、信号的调制方式以及数据之间的传输速度等等,编码调制方式选择技术与一般的通信技术很相似,与节点硬件平台有联系的主要是链路层与物理层(数据通信协议包括:链路层、网络层、应用层、物理层)。编码调制方式选择技术在卫星自适应的传输中可以进行数据的传输,从而使卫星信号传输到我们的生活中,帮助我们解决一些生活中的难题。

1.3多波束卫星天线技术

多波束天线不仅可以利用自身的特点覆盖地面上一定的区域,并且人们又可以根据在日常工作中的需要调整多波束的形状,这样一来,多波束天线技术就可以充分利用有限的频谱资源,与此同时可以使设备站的土地面积缩小。基于多波束天线的这些优点,因此在很多的方面都利用了这种技术,尤其是在卫星的研究发射上。随着多波束卫星技术的发展,新的多波束卫星天线技术在解决卫星信道中降雨导致的问题中发挥了强大的作用,尽管,我们研究了很多针对于卫星信道传输的技术,但是多波束卫星天线技术是一种很好的解决卫星抗雨衰的技术,并且多波束卫星天线技术将被用于下一代卫星自适应传输系统之中,基于一种粒子群优化的多波束动态功率分配算法,根据卫星信道降雨导致问题的时变情况,利用动态的技术,调整卫星波束的发射速度,从而使多波束卫星通信系统达到最大化的容量。

2.卫星自适应传输系统中的新技术

2.1无线电技术

由于现在紧缺的无线频谱资源,在很久以前一位博士曾经提出了无线电的意义,近年来,无线电的研究越来越受人关注,已经成为一项新的研究热点,经研究发现,这一技术的应用将有效提高无线频谱的使用效率,有利于卫星技术的发展,无线电技术的成熟可以在卫星通信技术中发挥巨大的作用,随着人类对其研究的脚步进一步加快,无线电技术,将会成为卫星自适应传输技术中的又一代新的技术。

2.2多输入多输出技术

现在,多输入多输出技术在卫星通信中已经得到应用,并且很多的学者认为这种技术的应用将会给人类带来巨大的收益,带动卫星技术的新发展,多输入多输出技术,它具有多种特点,首先它拥有抗多径、分集增高的特点,其次,这种技术的频谱利用效率高于其他的技术,从而成为它被广泛运用的最大特点。为使“多输入多输出”技术在卫星自适应传输系统中得到充分的应用,我们在今后的研究中应该针对不同场景下的多输入多输出技术进行研究,使其发展成熟。

2.3数字预失真技术

随着宽带技术的发展,卫星通信系统对其调制方式高阶数的要求变得更高,但是高阶的调制方式会失真当它经过高功率放大器时,然而传统的回退方法不利于卫星通信传输,容易导致传输效率低下,所以,我们需要研制一种根据放大器的特性对信号进行预失真处理的技术,从而提高功放效率,由于我们已经对卫星调制技术有了一些基础的研究,因此,我们可以利用先前的资源,在以往的基础之上对卫星系统中的数字预失真技术进行研究。

3.结语

卫星自适应传输技术多种多样,每一种技术都拥有自身的特点,随着现代科学技术的进步与发展,科技不断的创新,卫星自适应传输技术也在发生着巨大的变化,给人类的生活带来了很大的影响,本文主要研究了卫星自适应传输中的关键的几项技术,首先为,系统容量分析技术,其次是,编码调制方式选择技术,最后为,卫星多波束功率分配技术。通过对这些技术的分析我们又提出了一些新的技术,虽然这些技术在卫星自适应传输系统中应用尚未成熟,但是随着科学技术的发展,这些技术将会在卫星通信中发挥重要的作用。

参考文献

[1]陈烈,郭庆,贾敏等.基于循环前缀的多普勒频移算法及其改进算法研究[J].现代电子技术,2016,39(1):1-5

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2007年3月12日,印度卫星-4B(INSAT-4B)直播卫星与英国天网-5军用通信卫星由欧洲1枚阿里安-5送入轨道。其中印度卫星-4B的发射质量约为3t,携带12台Ku波段转发器和12台C波段转发器(与此前发射的印度卫星-4A一模一样),用于提供直接到用户(DTH)电视业务和通信服务,服务区域主要是印度次大陆。该星上的转发器已经被SUNTV与Doordarshan等公司定购,每台转发器价格100万美元,它们可使印度空间研究组织获得约2.8亿美元的收入。

2005年12月22日,印度用欧洲阿里安-5火箭把该国首颗直播卫星暨首颗第4代通信卫星―――印度卫星-4A成功送上太空。它是印度第1颗满足直接到户要求的电视直播卫星,在轨质量为1987kg,外形尺寸为2.0m×1.77m×2.8m,2块太阳电池阵展开后为15.16米,功率为5.5kW。在卫星处于日蚀地区时,星上的3个70Ah镍氢蓄电池组用于太阳电池阵的备份为卫星提供电能。

它装有24台转发器,其中12台Ku频段转发器用于直接到户电视直播,每台带宽36MHz,行波管放大器功率140W,波束覆盖印度大陆全境,波束边缘的等效全向辐射功率为52dBW,只需用孔径0.45m的天线就能接收到100~150套卫视节目;另外12台C频段转发器用于通信和电视传输业务,每台带宽36MHz,行波管放大器功率63W,波束覆盖印度本土以及印度以外的东南和西北地区,波束边缘的等效全向辐射功率为39dBW。卫星装有2副赋形偏置馈电双栅发射/接收可展开天线,其中2.0米直径的用于C频段,2.2米直径的用于Ku频段。

印度卫星-4A如采用数字压缩技术,1台Ku频段转发器能够播送12个频道。印度塔塔天空有限公司已与印度空间研究组织签署了一项协议,租用该星所有12台Ku频段转发器,以便利用VSAT在印度提供直接到户传输服务。通过租用印度卫星-4A卫星的转发器,塔塔天空有限公司能够为包括偏远地区在内的印度家庭传送约150个具有数字广播功能的频道。

该卫星研发费用为30亿卢比(按1美元约合47卢比计算,即折合6383万美元),设计寿命12年,定点于83°E,与印度卫星-2E、3B卫星实现了3颗卫星共用同一轨道位置的多星共位态势。

由于太阳干扰,印度卫星-4A卫星于2007年1月2日下午4点出现故障,干扰持续了30多分钟。印度空间研究组织称,一个起稳固作用的动量轮关闭,致使卫星失去地球控制。印度专家立刻采取措施,30min后恢复了正常服务。

2006年7月10日,印度发射印度卫星-4C卫星,这是利用印度“地球静止卫星运载火箭”(GSLV)首次进行“印度卫星”的商业发射,也是印度迄今发射的最重的地球静止卫星,达2.2吨。但不幸的是,由于火箭故障,此次发射“箭毁星亡”。

虽然,设计寿命为10年的印度卫星-4C只携带12台Ku频段高功率转发器,但它是采用专用直播卫星频率的电视直播卫星,原计划为国家信息业务提供直接到用户电视节目、数字卫星新闻收集、数字图片传输、气象成像及其它服务,满足猛增的直接到户用户需求。

印度之所以用国产火箭发射,是为了大大节约发射成本,因为用欧洲“阿里安”火箭发射,成本比用印度“地球静止卫星运载火箭”高40%。虽然这次发射失败惨重,但印度表示,在找出原因并加以改进后,将在1年内再次用“地球静止卫星运载火箭”进行发射。不过,印度卫星-4C的发射失败,使SunDirect等公司直接到户计划破产。

这次印度卫星-4B的顺利上天,将为SunNetwork等公司的直接到用户业务铺平道路,由于卫星和转发器空间的匮乏,ADAGRelianceBluemagic和BhartiGroup公司的该项业务需等待数月。2007年7月将发射的印度卫星-4CR卫星将为RelianceBluemagic公司提供8台Ku波段转发器;如果印度定购马来西亚卫星东亚卫星-3上的转发器,Bharti就要等到2008年。

曲折的直播卫星之路

其实,印度有关机构早在1996年就曾建议发展直播卫星,但当时政府担心来自西方的节目会产生较大的负面影响而没有批准,并在1997年了禁止个体接收卫视节目的禁令。2000年,印度政府又废除了该禁令,并颁布了有关卫视直播的新政策:任何印度卫星直播业务公司必须使用“印度卫星”传送卫视节目;外国资本在印度卫星直播业务公司中的股份不得超过49%;印度卫星直播业务公司的主要负责人应是印度本土出生。

在过去6年中,由于印度未能研发出国产的Ku频段大功率直播卫星,而且印度政府又不允许租用外国卫星的Ku频段转发器开展卫星直播业务,所以印度的卫视直播业务一直没有启动。印度卫星-4A、4B直播卫星的升空则大大推动了印度直接到户业务及其卫视直播产业的快速发展。印度计划2007~2008年再增加36台Ku频段转发器,以满足本地的特别是直接到用户运营商的需求。

2006年9月11日,印度空间研究组织前主席称,该组织正在建造一颗数字多媒体广播卫星―――印度卫星-4E。这颗卫星能够适应满足因特网、信息传送、移动电话服务和农村畅通工程等通信需求。这是一颗大功率卫星,星上搭载非常复杂的设备。印度空间研究组织消息称,印度卫星-4E卫星计划2008-2009年第2季度搭乘“地球静止卫星运载火箭”发射升空,该卫星使用S×C和C×S转发器,通过S频段点波束覆盖整个印度。C频段馈电链路也将覆盖印度。

印度拟总共发射7颗印度卫星-4系列卫星(印度卫星-4A、4B、4C、4D、4E、4F和4G,其中印度卫星-4D将作为备用卫星),它们能提供60台Ku频段转发器、48台C频段转发器和12台扩展型C频段转发器。前2颗印度卫星-4卫星由欧洲火箭发射,后5颗印度卫星-4拟用印度国产的“地球静止卫星运载火箭”(使用改进型国产低温级发动机)从本土发射。不过,印度卫星-4F和4G的生产和发射计划正在等待政府的批准。

“印度卫星”系列现已是亚洲太平洋地区最大的国内通信卫星系统之一,目前在轨运行的卫星有:印度卫星-2E、3A、3B、3C、3E、4A、4B,其中印度卫星-4A、4B是印度研制的最重、最先进和功率最大的2颗通信卫星,使印度通信卫星上了一个新台阶,对印度卫星通信业务具有里程碑的重要推动作用。另外,印度还有KALPANA-1、试验型地球静止通信卫星-2(GSAT-2)和“教育卫星”(EDUSAT)。

印度计划2007~2008年再增加36台Ku频段转发器,以满足本地的特别是直接到用户运营商的需求。印度还在设计新的印度卫星-5宽带通信卫星,它将提供甚大宽带,以适应日益增长的因特网通信和其它数据传输业务的需要。

与欧洲开展新的合作

印度正试图通过与多个国家的双边合作争夺国际卫星通信市场,并计划进军小型卫星市场。印度空间研究组织将目标锁定于发展中国家,选择那些需要有限能力的客户,准备建造携带6台Ku频段转发器的小型卫星。

为此,印度空间研究组织的Antrix公司已与欧洲阿斯特留姆公司(Astrium)于2005年6月18日联合组建了印欧合资公司。双方将联合致力于有效载荷功率小于4kW、质量在2~3t范围内的商业通信卫星市场开发。该市场将是全球商业卫星市场的重要部分,并且也是比较稳定的一部分。合作的目标是使印度卫星-2K和3K平台以及阿斯特里姆公司的有效载荷发挥最大的效益。

2006年初,印欧合资公司成功地从欧洲通信卫星公司(EUTELSAT)获得制造欧洲通信卫星-W2M商用卫星合同,以联手开拓中小型通信卫星国际市场。欧洲通信卫星-W2M重3-3.5t,将采用印度卫星-4A平台,装载欧洲阿斯特留姆公司提供的26台Ku转发器,32种相关运行模式,卫星寿命15年,预计2008年发射。卫星向用户提供附加安全保障。它不仅能够提供电视转播业务,还将提供数据网络及宽带业务。

印欧合资公司是在印欧双方为满足国际商用卫星市场对中小型廉价卫星日益增长的需求背景下建立的。充分发挥各自优势,联手开拓国际市场,是印度进军国际商用卫星市场的策略之一。在此之前,印度曾与美国洛马公司卫星制造部谈判组建类似合资公司,但未能成功。印度在过去20多年中曾研制、发射过10多颗国内通信卫星,但从未实现卫星出口。此次竞标成功标志着印度首次与欧洲公司联手进入商用通信卫星国际市场。

2006年5月16日,印欧合资公司又赢得了第2份卫星合同,即为英国一公司研制“高可适应卫星”(HYLAS)。欧洲航天局将提供1/4的资金。这颗卫星重达2300kg,其平台由印度建造,欧洲阿斯特留姆公司提供通信载荷与天线。这颗卫星将成为世界上首颗此种类型的卫星,是一颗覆盖欧洲的Ka/Ku频段混合卫星,主要提供宽带互联网访问、,并提供高清晰电视(HDTV)业务。它也将于2008年发射,运行在33.5°W的地球静止轨道。

印度卫星-3系列的5颗星中有4颗由欧洲阿里安公司来发射,但其第5颗星即印度卫星-3D将由印度本国制造的“地球静止卫星运载火箭”于2007年发射。据印度hindu网站2007年1月30日报道,印度将发射2颗印法合造卫星监测气候,即由印法合造的多用途卫星印度卫星-3D卫星与“热带云”(Megha-Tropiques)卫星,它们将提高印度准确预测天气的能力。基于GPS的气象与太空科学试验也将提供准确的水蒸汽、云量等信息。已上天的印度卫星-3A与KALPANA-1,以及即将发射的海洋卫星-2(Oceansat-2)卫星也都是强有力的天气预报工具。对季风的预测则是一项真正的挑战,因为印度农业依靠降水。

研制其它先进通信卫星

印度空间研究组织卫星中心主任山卡拉(Shankara)2006年称,印度空间研究组织将于2007年中期,用“地球静止卫星运载火箭”发射携有多波束Ka频段“弯管”转发器的试验型地球静止通信卫星-4。该星重2180kg,装有8台用于宽带链接Ka频段转发器,另外载有可以满足全国VSAT需求的载荷。除了Ka频段,该星还将测试一个生成GPSL1和L5频率信号的导航有效载荷,该有效载荷属于印度的GAGAN天基增强系统,作为空中交通管理的GAGAN(GPS和GEO增强导航)计划的一部分。其用途是使印度能够用美国的GPS卫星导航系统来进行空中交通管制。该卫星也将对星载结构动力学和航天器热控制进行监控实验。其它待试验的技术包括一个卫星平台管理单元、微小型化动力调谐陀螺、锂离子电池和电推进。另外,试验型地球静止通信卫星-4会携带以色列的Tauvex-II科学望远镜有效载荷,该有效载荷是由特拉维夫(TelAviv)大学和Elop公司研制的用于观察星际物体和银河系物体的一种紫外线三频段望远镜。2003年12月,以色列航天机构与印度太空研究机构曾签署过一项科学合作协议。Tauvex-II科学望远镜的搭载发射是这个协议的内容之一。

2007年第3季度,印度将用静止轨道卫星运载火箭发射试验地球静止通信卫星-5(印度卫星-4D)。它装有12台C频段转发器,用于亚洲、欧洲业务,星上的6台扩展型C频段转发器用于印度地区。该还有可能装载L频段转发器。

2005年底,印度政府批准研发价值约0.58亿美元的试验型地球静止通信卫星-6(印度卫星-4E)S频段多媒体移动卫星系统。星上有5台带宽9MHz的C×S转发器,以及5台带宽2.7MHz的C×S转发器,通过5个S频段点波束覆盖整个印度地区,用于馈送链路的C频段覆盖印度地区。能向交通运输工具提供卫星数字多媒体广播服务。它计划于2008年用印度火箭发射,使用寿命12年。该卫星还可以用于战略与社会应用,并为研发技术提供平台,这些技术可用于未来移动通信卫星。

据印度rediff网站2006年2月23日透露,作为先进通信技术卫星计划的一部分,印度正在设计的试验型地球静止通信卫星-6卫星将装备可展开的天线,为移动用户提供直播服务;同时也具有多媒体功能,能够为增强型数据压缩和全方向传输铺平道路。这一试验性卫星技术得到验证后,将开启提供常规移动视频服务的可行性。印度的先进通信技术卫星计划旨在验证这些技术,用于未来新一代“印度卫星”上。

同年,还将发射试验型地球静止通信卫星-8(印度卫星-4G)。它装有18台Ku频段转发器和2台卫星广播业务(BSS)转发器以及1个GPS辅助地理增强导航(GAGAN)有效载荷。

2009年,试验型地球静止通信卫星-7(印度卫星-4F)将用印度火箭送入太空,它装载超高频(UHF)、S、C和Ku频段有效载荷。

另据印度thehindubusinessline网站2006年3月21日报道,印度空间研究组织希望将通信卫星(用于国内外用户)的生产外包出去。按照即将出台的路线图,有资格的工业部门将在卫星制造方面投入人力与设备。印度空间研究组织将在各中心对这些工业部门进行培训,并出借久经考验的设计、草图及试验设备。这将成为首个外包卫星计划的一部分。

按市场需求,未来5年内印度空间研究组织将外包8-10颗小到中型卫星(300-2000kg)。

与HAMSAT卫星相似,印度拟在2007年发射35kg的“安娜大学微卫星”(ANUSAT),主要目标是使大学参与到微小卫星的建造中,促进和鼓励学科内部的技术交流,从而帮助ISRO。该装有1台数字存储和转送有效载荷用于业余爱好者通信。此外,还装有数字接收机、涡轮编码器,以及基于微机电系统(MEMS)的陀螺仪和磁场敏感器。

军用通信卫星指日可待

印度对军用卫星研制也很重视,已经发射了1颗试验照相侦察卫星,并建立了“太空司令部”。印度现计划在“印度卫星”的基础上研制3颗军用通信卫星。其总体发展不是象许多其它国家那样“民”,而是“民转军”,走的是一条寓军于民的道路,即通过对民用航天工业的大力扶植,不断扩大其军用潜力与能力,同时注重军事专用航天系统的开发与研制。印度国防部一位高级官员称,印度已向美国、英国、以色列和法国的公司发出招标邀请,为印度一个军事卫星通信系统提供地面设备。

其实,作为印度航天力量的重要组成部分,“印度卫星”很早就担负了大量的军事任务。自1989年起印军已开始正式利用卫星实施其军事通信网的建设。目前,印度陆军、海军、准军事部队及情报系统已经建立并继续扩建自己的VSAT终端站。为加强卫星通信建设与管理,印度政府还专门组建一个由陆海空三军、航天研究发展委员会及国家其它相关机构参加的专门委员会负责相关事务。

另外,印度陆军早在2003年4月就开始实施卫星数字通信网建设计划,建立宽频保密“战术通信系统”取代现有的模拟通信系统,为陆军基地与前沿战场部队之间提供话音、视频和数据通信。

根据计划,印度陆军将装备便携式卫星终端,使用可靠性更强的C频段并研发性能更佳的Ku频段通信设备,驻偏远地区部队将使用VSAT建立联接。作为整个网络的组成部分,数千个蜂窝式数据链将装备到陆军基地和前沿部队。

在今后相当长的时期内,卫星通信将是印军最主要的通信手段。至2005年前,印度已建立起功能比较完善的卫星通信网。“印度卫星”技术的高速发展,必将有助于提高印军部队的通信指挥能力及印军整体作战效能。

印度航天的成功之路

人多地广、经济落后的印度,其通信卫星发展速度如此之快,主要是国家重视,把它摆在优先发展的高技术领域,并有较多的经费支持。由于经济落后,所以印度政府首先把有限的资金用于对国民经济有重要价值和推动作用的通信卫星和遥感卫星上,然后再逐渐扩展。印度认为从这2种卫星应用中所获得的收益比花在这方面的投资总额要多得多。

印度发展通信卫星业一开始就明确为印度经济持续发展服务。因此,他们采取了与我国“先火箭,后卫星”不同的“先卫星、后火箭”的航天战略。目的是通过卫星应用先行,使国民经济有关部门切身体会到空间技术对促进经济、文教和科技等事业发展的好处,从而带动全国各行业的发展。

印度航天成功的另一个原因是印度在发展航天工业过程中根据国情选择了一条既强调自主精神,又广泛争取外援的道路。其航天技术开始时靠引进,而后从卫星到运载火箭都逐步转向仿制乃至完全自行研制,并具有鲜明的特点,如“印度卫星”就是世界上少有的既可通信又能气象观测的多用途卫星。

日本、巴西和韩国现也像印度一样,按照“租卫星买卫星自行研制外国发射自行研制自行发射”这一过程发展空间事业。在卫星发展初期积极开展国际空间合作极为重要,自己不能造的就从国外买,经消化、吸收后再自己造是条捷径。

近些年,印度又与美国、以色列、欧洲航天局和加拿大等商讨了航天合作之事,有的已签署协议,目的是开拓新的航天领域。例如,印度和美国、欧洲正合作研制月球探测器;印度已决定参加欧洲和俄罗斯卫星导航系统的开发,等等。

印度政府鼓励私营企业参与,并积极开展国际合作,在大量引进外资和外国航天技术,且注重消化吸收自造的基础上,印度已逐步形成了有民族特色的航天工业体系。印度空间研究组织还把几百项航天技术转让给许多中小公司,使他们开辟了新天地。

总之,印度通过国际合作加快和进一步提高了自己的航天技术水平。其航天发展第1阶段的特点是利用国外的财力与技术力量,形成本国的航天体系,为后续发展打下必要的基础。第2阶段主要侧重于发展通信卫星和遥感卫星以及运载火箭。第3阶段是打造新型航天器,如军用卫星、天文卫星和月球探测器等,扩大航天应用的范围。

建立健全的航天体系

经过40多年的建设,印度现已形成门类齐全、基础雄厚的航天工业体系,并建有沙尔发射中心、顿巴赤道火箭发射场和巴拉索尔火箭发射场。

其航天工业由政府总理领导,下设空间委员会和空间部,空间部下设空间研究组织、卫星计划办公室、国家自然资源管理系统、国家遥感局、国家大气层雷达监测系统和物理研究所。

印度空间研究组织是印度最主要的国家航天研究与发展机构,成立于1969年,总部设在班加罗尔,主要研制火箭、卫星,并负责组建火箭发射场和卫星跟踪测控网等。该组织下设8个主要中心,分别负责航天技术发展和航天应用研究。

集中统一领导是印度航天发展的另一条成功经验。其空间委员会的主席、空间部部长和印度空间研究组织主席由一人身兼三职,这样有利于提高办事效率。

印度航天部门重视综合协调,避免重复建设。例如,他们统一接收国外卫星图像,统一培训有关人员等,这样就节约了大量资金。

重视卫星应用、市场开发

印度发展航天事业的最大特点是重视应用卫星的研制和卫星应用技术的开发,特别是在通信卫星的研制及其应用方面,有的已达到和接近国际先进水平。

印度的卫星地面系统很发达。以VSAT为例,印度较早地建立了2个部级的大型VSAT网,其中一个是国家经济信息网,很早就有2000个以上的VAST站,是继美国之后的世界第2个大型国家经济信息网;另一个是邮电系统的VSAT公用网,其VSAT站的数量大大超过1000个。

现在,印度空间研究组织又确定一个“面向专题”的卫星发展方针,即每项卫星计划都要明确专为国家的某一基础设施服务,例如教育、卫生、减灾、扶贫等,同时也要开发旨在促进科学进步和国际合作的航天计划。

2004年,印度空间研究组织已发射了1颗“教育卫星”,并将发射用于监测农作物的收成,评估谷物产量的“农业星”和用于远程医疗的“卫生星”。

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