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小型電子設(shè)備和推進(jìn)裝置的發(fā)展，加速了新一代小型衛(wèi)星的誕生。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，在發(fā)展大型衛(wèi)星的同時(shí)，衛(wèi)星小型化已成為當(dāng)今國(guó)際航天器研制領(lǐng)域中的一個(gè)不容忽視的趨勢(shì)。在現(xiàn)實(shí)生活中，小衛(wèi)星以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，正在發(fā)揮出越來(lái)越大的作用�？梢韵嘈�，在21世紀(jì)，小衛(wèi)星必將以特有的優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)代社會(huì)的方方面面發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。
一、現(xiàn)代小衛(wèi)星的概念和特點(diǎn)
1.現(xiàn)代小衛(wèi)星的概念
實(shí)際上小衛(wèi)星在航天事業(yè)的早期就有了，衛(wèi)星發(fā)展最初就是從簡(jiǎn)單小衛(wèi)星起步的。即使在20世紀(jì)70年代和80年代大型衛(wèi)星占據(jù)主導(dǎo)地位的時(shí)代，亦可發(fā)現(xiàn)小衛(wèi)星的身影。最初的小衛(wèi)星稱為簡(jiǎn)單小衛(wèi)星。從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，世界航天界興起了發(fā)展小衛(wèi)星的熱潮。隨著對(duì)小衛(wèi)星認(rèn)識(shí)的不斷加深，小衛(wèi)星的突出特點(diǎn)不斷顯現(xiàn)，令各國(guó)航天界刮目相看。最初，劃分大衛(wèi)星、小衛(wèi)星僅以重量作為劃分的依據(jù)，而隨著小衛(wèi)星的功能的不斷增強(qiáng)，甚至可以與大衛(wèi)星相比，必須引入“功能密度”的概念。功能密度是指衛(wèi)星每千克重量所能提供的功能。按照功能密度劃分，小衛(wèi)星可劃分簡(jiǎn)單小衛(wèi)星和現(xiàn)代小衛(wèi)星兩種。
2.現(xiàn)代小衛(wèi)星的特點(diǎn)
目前，小型衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展如火如荼�，F(xiàn)代小衛(wèi)星具有許多大衛(wèi)星所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)射方式靈活，能夠機(jī)動(dòng)發(fā)射、生存能力強(qiáng)、能適應(yīng)未來(lái)的戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)的需要；體積小，重量輕，既可以利用大型衛(wèi)星發(fā)射火箭的剩余能力進(jìn)行搭載發(fā)射，也可以一箭多星發(fā)射或用廉價(jià)火箭發(fā)射，從而可以大大節(jié)約發(fā)射費(fèi)用；采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用科學(xué)的管理手段，加之可以多種方式發(fā)射，因此小衛(wèi)星的研制和發(fā)射成本低，系統(tǒng)投資少；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)研制開(kāi)發(fā)周期短、制造要求條件不高，可以采用標(biāo)準(zhǔn)化星體和模塊化設(shè)計(jì)，從而可以批量生產(chǎn)和存儲(chǔ)，便于即時(shí)發(fā)射和補(bǔ)充。國(guó)外一些航天大國(guó)的現(xiàn)代小衛(wèi)星，從立項(xiàng)研制到發(fā)射，一般僅需要一兩年的時(shí)間。技術(shù)性能高，主要體現(xiàn)在衛(wèi)星各分系統(tǒng)本身和有效載荷兩方面。更為重要的是，由小型衛(wèi)星組成的星座，使大型衛(wèi)星也甘拜下風(fēng)。許多小型衛(wèi)星的編隊(duì)飛行，相對(duì)于一個(gè)大型衛(wèi)星。每一顆衛(wèi)星既能獨(dú)立完成自己的認(rèn)為，還可以在太空中對(duì)其進(jìn)行改裝。
從上述種種優(yōu)勢(shì)不難看出，小衛(wèi)星走俏太空使航天技術(shù)發(fā)展的必然。
二、小衛(wèi)星應(yīng)用于通信
小衛(wèi)星一般在低軌道使用，成本低，特別適合稀路由，非實(shí)時(shí)、低成本的通信應(yīng)用，在眾多的通信手段中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。非實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)在人們的通信中占有非常大的比例。這里主要介紹小衛(wèi)星是如何實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)通信及其在特殊環(huán)境下的應(yīng)用。
1.用小衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)通信
地球上的某位置A欲發(fā)給位置B 信息，由于種種原因不能直接由A到達(dá)B，只有借助小衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)小衛(wèi)星運(yùn)行到位置A時(shí)，地面站A將發(fā)給位置B的信息發(fā)給小衛(wèi)星，小衛(wèi)星將信息存儲(chǔ)在星上的存儲(chǔ)器中，當(dāng)小衛(wèi)星通過(guò)位置B時(shí)，將存儲(chǔ)在星上存儲(chǔ)器中的信息發(fā)給地面站B，這樣就完成了信息的存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程。
2.存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)通信在我國(guó)的應(yīng)用
農(nóng)村郵電通信 我國(guó)約有24萬(wàn)行政村，目前仍有相當(dāng)數(shù)量的行政村無(wú)法實(shí)現(xiàn)通電話，甚至有些邊遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)法通郵。采用小衛(wèi)星存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)可解決通信問(wèn)題。采用一顆小衛(wèi)星就可以解決幾千萬(wàn)甚至上億人的通信問(wèn)題。
邊防哨所的通信 我國(guó)的邊防線很長(zhǎng)，大部分邊防線處在人煙稀少甚至沒(méi)有人跡的山區(qū)，邊防哨所與總部通信相當(dāng)困難，有時(shí)會(huì)因?yàn)橥话l(fā)事件，造成大的損失。解決邊防通信的最好辦法是在邊防哨所配備衛(wèi)星終端設(shè)備，采用小衛(wèi)星存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信，可以解決邊防哨所的通信問(wèn)題。
大海、大江漁船的通信 茫茫大海看不到邊，濤濤江水望不到頭，遠(yuǎn)洋船隊(duì)或出海漁船，需要時(shí)刻保持與陸地的聯(lián)系，否則船隊(duì)就像斷了線的風(fēng)箏，船上出現(xiàn)問(wèn)題，不堪設(shè)想。所以在船上安裝衛(wèi)星通信終端，保持與陸地的通信聯(lián)系，甚至通過(guò)接收衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)確定魚群的位置，提高生產(chǎn)效率。
在勘探和探險(xiǎn)中的通信 勘探隊(duì)和探險(xiǎn)隊(duì)如采用衛(wèi)星存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信，可以及時(shí)將采集到的信息傳送到總部，并可以及時(shí)得到總部的信息與指示。
各種應(yīng)急通信系統(tǒng) 對(duì)自然災(zāi)害，如地震、水災(zāi)、森林大火等，通過(guò)衛(wèi)星存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信系統(tǒng)可以立即架設(shè)通信終端，建立通信網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)與外界建立通信聯(lián)系，以減少損失，及時(shí)取得外來(lái)援助。
提供個(gè)性化服務(wù) 由于國(guó)家開(kāi)放了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)權(quán)，國(guó)內(nèi)許多ISP公司的用戶提供因特網(wǎng)及其增值業(yè)務(wù)。例如，通過(guò)衛(wèi)星可以對(duì)移動(dòng)用戶、勘探隊(duì)、探險(xiǎn)隊(duì)和臨時(shí)性用提供電子郵件存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)及其他個(gè)性服務(wù)。對(duì)一些特殊用戶感興趣的地區(qū)遙感圖像和數(shù)據(jù)，如對(duì)登山隊(duì)及探險(xiǎn)隊(duì)提供特定地區(qū)地面積雪的情況和水文情況等。
三、小衛(wèi)星的市場(chǎng)前景
1.國(guó)外微小衛(wèi)星近期發(fā)展?fàn)顩r
據(jù)有關(guān)資料顯示，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際上微小衛(wèi)星的發(fā)展十分迅速。目前世界上已經(jīng)有十多個(gè)國(guó)家涉足小衛(wèi)星研制領(lǐng)域，美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、英國(guó)和意大利都有了自己的小衛(wèi)星平臺(tái)或星座。印度、韓國(guó)、瑞典、丹麥、巴西、西班牙和以色列等許多小國(guó)家也都以研制小衛(wèi)星為切入點(diǎn)，帶動(dòng)航天技術(shù)的發(fā)展。
近幾年來(lái)風(fēng)起云涌的移動(dòng)雙向個(gè)人通信市場(chǎng)，推動(dòng)這小衛(wèi)星的飛速發(fā)展。利用由小衛(wèi)星星座構(gòu)成的通信衛(wèi)星網(wǎng)實(shí)現(xiàn)個(gè)人持機(jī)雙向移動(dòng)通信，不僅可以用于話音通信，而且還可用于傳送數(shù)據(jù)、傳真、圖像和尋呼信息以及定位等。
另外它還具有手持機(jī)發(fā)射功率低、延遲小、沒(méi)有死角等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)應(yīng)用前景十分廣闊。
“超小型衛(wèi)星”的試驗(yàn)，目前也正在進(jìn)行之中。如果一切順利的話，三年后，制造商將會(huì)制定可行的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。隨著政府機(jī)構(gòu)、公司、大學(xué)、社區(qū)甚至富有的個(gè)人紛紛加入小衛(wèi)星應(yīng)用的行列，未來(lái)小衛(wèi)星必將擁有無(wú)限風(fēng)光。
2.我國(guó)對(duì)通信應(yīng)用技術(shù)的研究
系統(tǒng)設(shè)計(jì)和終端技術(shù)。這是指包括由微小衛(wèi)星星座組成中、低軌道移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)，特別是微小衛(wèi)星星群區(qū)域覆蓋、區(qū)域移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，以及地面站和終端技術(shù)。對(duì)于微小衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信的途徑，理所當(dāng)然的是采用多星組成星座，但是在具體的部署建設(shè)中，如何采用最少的星，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部地區(qū)的覆蓋，這是一個(gè)需要研究的問(wèn)題。
高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在大衛(wèi)星中普遍采用的功率和頻譜都比較高的QPSK技術(shù)是否可以用于微小衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，這也是需要探討的一個(gè)問(wèn)題。從技術(shù)角度講，應(yīng)該來(lái)說(shuō)此方案是可行的，但是需要在復(fù)雜性、可靠性和成本之間作一個(gè)平衡折衷。如采用這個(gè)技術(shù)，將可以減小便攜地面站的體積和提高通信的速率。
----《現(xiàn)代通信》
