卫星通信方法

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卫星通信方法

  空间通信平台是一种大型的航天器,相当于把许多普通通信卫星上的各种仪器设备集中在一起而构成的一个多功能的通信卫星。它的最大优点是可以通过不断的补充燃料并提供对上面的各种仪器设备的维修服务,而使它具有很长的寿命。

  目前,世界各国发射升空的通信卫星大都是为了单一目的而设计的小型卫星,如地球同步卫星、导航卫星、海事卫星、气象卫星以及各种军用的系列卫星等等,它们应用范围窄、功能单一、寿命有限,而影响卫星在轨道上停留时间长短的主要因素取决于卫星所带的燃料。由于卫星上都装有若干小型火箭,当卫星在太空轨道上环绕地球运行时,要不断地点火启动随身携带的微型火箭,以纠正因太阳和月球对卫星的吸引力所造成的卫星姿态偏斜和运行轨道的偏离,而在卫星升入太空以后,这有限的燃料又无法得到补充。因此,对每颗卫星来说,一旦燃料用尽,星体就失去控制,人们只能眼睁睁地看着它随意飘移,沦为太空垃圾。此外,卫星上的电源问题和成千上万种电子器件的老化以及各种各样的通信设备和机械装置的故障、损坏等问题都直接影响了通信卫星的寿命。不少通信卫星尚未达到设计寿命便早早地“夭折”了,而地面测控人员对此却无能为力。目前,在地球同步轨道上,已经挤满了各种各样的通信卫星,对于那些失去通信能力、如同废物的通信卫星,人们还得想方设法地将它“赶”出同步轨道,以便把这宝贵的位置让位于新到来的伙伴。例如,我国的1990年4月发射升空的亚洲1号同步通信卫星预计到1999年4月,燃料将会用尽,这时剩下的工作就是启动最后的推冲火箭,将这颗卫星从同步轨道推入黑暗的太空任其飘移,而将轨道留给新的卫星。早期发射的通信卫星寿命较短,约为1.5年左右,目前通信卫星的设计寿命为5~10年。尽管如此,这样的寿命也极不合算。

  空间通信平台的问世,将使上述问题迎刃而解。由于在太空通信平台上安装了对接位置,且它的重量和尺寸均不受限制。因此,可以通过航天飞机、宇宙飞船和太空工作站向空间通信平台随时补给燃料或化学电池,修理或更换已经损坏或老化的部件,并可安装新的仪器设备,延长航天器的使用寿命,并最终使之成为永久性的空间通信工作站。目前,这一宏伟的工程已经开始研制并付实施,计划将在2000年以前投入使用。

  (7)星间链路

  迄今为止,卫星通信一直是作为地面通信的补充。随着卫星通信技术的不断发展,人们开始认识到通信卫星的潜力和通信特点并没有得到充分的利用。当两地通信距离超过一颗卫星所覆盖区域时,信号需从一地发向一颗卫星,然后从这颗卫星转发到另一个中转的地面站,再由这个地面站发向另一颗卫星,最后将信号送到用户。这样繁琐的上下跳跃式转发信号的工作方式会产生较大的信号延时,影响通信的质量。此外,低轨道卫星每次通过地面站时只有几分钟,而且每天也只通过几次,因此,每颗卫星所能传送的信息是有限的。当卫星不经过地面站上空时,就不能进行通信,为此还必须把这些信息保存起来,这样,卫星的存储设备就要增大;此外,为了提高通信的质量,在采用低轨道卫星通信时,为开发卫星的潜在能力,科学家们开始发展卫星间的联通技术,以使卫星与卫星之间可以相互转发信息,完成由地面→卫星

  卫星→用户的信号转发方式,避免目前采用的卫星与地面站间的信号多次上下跳跃式转发,从而构成一个地面与空间的综合通信网。科学家们发现,激光和毫米波在空间不存在大气衰减,是非常理想的大容量通信的空间传输形式。目前,这项被称作空间“信息走廓”的星间链路试验已经开始,它的成功将使卫星通信进入一个新的阶段。