再談我國廣播衛(wèi)星備份星的定點位置

　　再談我國廣播衛(wèi)星備份星的定點位置

　　陳道明

　　2008年6月，我國成功發(fā)射了Ku頻段廣播衛(wèi)星，定點在東經(jīng)92.2°，我國終于有了專用的Ku頻段廣播衛(wèi)星，并且在同步軌道占有了一個合法位置，圓了廣播人20多年的夢想。為了保證衛(wèi)星可靠地播送廣播節(jié)目，還決定研制廣播衛(wèi)星備份星，以防主用星整星失效；還決定在軌備份，以便快速換星接替失效的主用星。

　　備份星的定點在什么位置好，作者在本刊2008年12月刊提了建議，為了再占據(jù)一個同步軌道位置、避免主用星和備份星相互干擾和簡化衛(wèi)星控制程序，選取國際電聯(lián)分配給我國的另一個軌道位置；閔士權(quán)總工程師在本刊2009年3月刊也對這個問題提出了建議。兩個建議都傾向于不采用同一個軌道位置，即不采用同點備份，但是兩個建議都需要多一些的換星時間。

　　同點備份的最大的缺點是兩顆衛(wèi)星會互相干擾，在同一個時間和同一個頻道只能有一顆衛(wèi)星的一臺轉(zhuǎn)發(fā)器工作，另外一顆衛(wèi)星的一臺同頻道轉(zhuǎn)發(fā)器必須關(guān)機。如果開機，地球接收站會在接收主用星轉(zhuǎn)發(fā)信號的同時也收到備份星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)來的轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲，從而降低接收質(zhì)量，甚至無法解調(diào)。如果備份星還有上行激勵，對地球有轉(zhuǎn)發(fā)信號，則干擾更加嚴重，所以兩顆衛(wèi)星只能當一顆衛(wèi)星使用。另外一個問題是如何檢驗這兩顆衛(wèi)星的健康狀況，地面雖然可以收到衛(wèi)星發(fā)來的遙測參數(shù)數(shù)據(jù)，但是它只能反映一些靜態(tài)情況，還不足以判斷衛(wèi)星的工作是否完全正常，因此需要定時進行在軌測試，在軌測試期間更不能有干擾存在。

　　同點備份的最大優(yōu)點是可以快速換星，一旦主用星發(fā)生災(zāi)難性故障，換星時間極短，代價是等效一顆衛(wèi)星空等，平時不能隨時使用另一顆衛(wèi)星作廣播實驗。隨著廣播新技術(shù)的發(fā)展和中央、省市廣播節(jié)目以及其他服務(wù)項目的不斷增加，主用星滿額時無法擴容，而且維護程序復雜，也不能多占一個同步軌道位置。

　　備份星和主用星不在同點備份，備份星定點在什么位置？

　　再尋找一個備份星位置，使兩顆衛(wèi)星的距離盡量靠近，可以縮短換星時間。我國Ku頻段衛(wèi)星廣播專用網(wǎng)中的最小地球站的接收天線直徑是0.45米，波束寬度約為3.8°，只要兩顆衛(wèi)星的距離大于3.2°(地心角)，兩顆衛(wèi)星就可以避免互相干擾。但是國際電信聯(lián)盟為了給廣大發(fā)展中國家預留一定數(shù)量的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)頻率和軌道資源，自1977年世界無線電行政大會開始，多次通過世界無線電行政大會制訂和修改衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)規(guī)劃。2000年的世界無線電行政大會WAC-2000在BSS Ku規(guī)劃頻段為我國大陸分配了三個軌道位置。我國兩顆廣播衛(wèi)星的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)采用國際電信聯(lián)盟第三區(qū)的Ku頻段，頻率范圍是11.7～12.2GHz，需要遵照無線電規(guī)則附錄S30的規(guī)定程序：關(guān)于11.7～12.2GHz(第三區(qū))，11.7～12.5GHz(第一區(qū))和12.2～12.7GHz(第二區(qū))頻帶內(nèi)所有業(yè)務(wù)的條款以及與衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)有關(guān)的規(guī)劃(見第S9條)。無線電規(guī)則不但規(guī)定了衛(wèi)星發(fā)射電臺的各種特性，還規(guī)定了規(guī)劃的執(zhí)行和修改程序。規(guī)劃已經(jīng)為每一個會員國至少分配了一個軌道位置，全部同步軌道已經(jīng)分配完畢。再找一個位置，需要通過規(guī)劃修改程序申報新的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)，即額外資源的規(guī)則條款，進行附加資源申請的協(xié)調(diào)、登記，困難重重。而選擇國際電聯(lián)規(guī)劃已經(jīng)分配給我國的軌道位置是可能的，當然也需要執(zhí)行無線電附錄S30規(guī)定的程序。衛(wèi)星也還需要做一些姿態(tài)調(diào)整，以免衛(wèi)星輻射到境外的功率通量密度超標而影響鄰國。

　　我國雖然還向國際電聯(lián)提交了一些Ku非規(guī)劃頻段衛(wèi)星和其他頻段的軌道位置的提前公布資料，它們的頻率范圍不是11.7-12.2GHz。

　　為備份星先定點在國際電聯(lián)分配的另一個軌道位置——134°E，采取兩次定點兼顧快速換星方案，即備份星先定點在東方的134°E，若干年后再漂移到現(xiàn)在主用星的92.2°E位置執(zhí)行同點備份。因為主用星剛剛發(fā)射運行，它正在處于青少年時期，運行可靠性高，不必急于考慮快速換星問題。從而這幾年可以進行各種廣播實驗，也可以隨時做在軌測試。因為衛(wèi)星發(fā)射時，它的同步軌道入軌點在太平洋上空，然后向西漂移到預定的定點位置。那么備份星可以先漂移一半，到達134°E位置，幾年以后的任何時候再繼續(xù)漂到現(xiàn)在主用星的位置，耗費的燃料和一次到達主用星位置相差不多，只是增加了一次衛(wèi)星的啟動和定點程序。

　　鑒于此，如果需要首先考慮盡量縮短換星時間，又沒有其他傳送節(jié)目的過渡手段，其次才考慮占用軌道位置、擴容、實驗、衛(wèi)星健康監(jiān)測、衛(wèi)星資源發(fā)揮等問題，只能采用同點備份。否則，另占一個軌道位置以采用不在同點備份為好。

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