再談我國(guó)廣播衛(wèi)星備份星的定點(diǎn)位置

　　再談我國(guó)廣播衛(wèi)星備份星的定點(diǎn)位置

　　陳道明

　　2008年6月，我國(guó)成功發(fā)射了Ku頻段廣播衛(wèi)星，定點(diǎn)在東經(jīng)92.2°，我國(guó)終于有了專(zhuān)用的Ku頻段廣播衛(wèi)星，并且在同步軌道占有了一個(gè)合法位置，圓了廣播人20多年的夢(mèng)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(diǎn)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(gè)同步軌道位置、避免主用星和備份星相互干擾和簡(jiǎn)化衛(wèi)星控制程序，選取國(guó)際電聯(lián)分配給我國(guó)的另一個(gè)軌道位置；閔士權(quán)總工程師在本刊2009年3月刊也對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了建議。兩個(gè)建議都傾向于不采用同一個(gè)軌道位置，即不采用同點(diǎn)備份，但是兩個(gè)建議都需要多一些的換星時(shí)間。

　　同點(diǎn)備份的最大的缺點(diǎn)是兩顆衛(wèi)星會(huì)互相干擾，在同一個(gè)時(shí)間和同一個(gè)頻道只能有一顆衛(wèi)星的一臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器工作，另外一顆衛(wèi)星的一臺(tái)同頻道轉(zhuǎn)發(fā)器必須關(guān)機(jī)。如果開(kāi)機(jī)，地球接收站會(huì)在接收主用星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的同時(shí)也收到備份星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)來(lái)的轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲，從而降低接收質(zhì)量，甚至無(wú)法解調(diào)。如果備份星還有上行激勵(lì)，對(duì)地球有轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，則干擾更加嚴(yán)重，所以?xún)深w衛(wèi)星只能當(dāng)一顆衛(wèi)星使用。另外一個(gè)問(wèn)題是如何檢驗(yàn)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(lái)的遙測(cè)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(shí)進(jìn)行在軌測(cè)試，在軌測(cè)試期間更不能有干擾存在。

　　同點(diǎn)備份的最大優(yōu)點(diǎn)是可以快速換星，一旦主用星發(fā)生災(zāi)難性故障，換星時(shí)間極短，代價(jià)是等效一顆衛(wèi)星空等，平時(shí)不能隨時(shí)使用另一顆衛(wèi)星作廣播實(shí)驗(yàn)。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(xiàng)目的不斷增加，主用星滿(mǎn)額時(shí)無(wú)法擴(kuò)容，而且維護(hù)程序復(fù)雜，也不能多占一個(gè)同步軌道位置。

　　備份星和主用星不在同點(diǎn)備份，備份星定點(diǎn)在什么位置？

　　再尋找一個(gè)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(shí)間。我國(guó)Ku頻段衛(wèi)星廣播專(zhuān)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(guó)際電信聯(lián)盟為了給廣大發(fā)展中國(guó)家預(yù)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(wú)線電行政大會(huì)開(kāi)始，多次通過(guò)世界無(wú)線電行政大會(huì)制訂和修改衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)規(guī)劃。2000年的世界無(wú)線電行政大會(huì)WAC-2000在BSS Ku規(guī)劃頻段為我國(guó)大陸分配了三個(gè)軌道位置。我國(guó)兩顆廣播衛(wèi)星的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)采用國(guó)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(wú)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(jiàn)第S9條)。無(wú)線電規(guī)則不但規(guī)定了衛(wèi)星發(fā)射電臺(tái)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(gè)會(huì)員國(guó)至少分配了一個(gè)軌道位置，全部同步軌道已經(jīng)分配完畢。再找一個(gè)位置，需要通過(guò)規(guī)劃修改程序申報(bào)新的衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)，即額外資源的規(guī)則條款，進(jìn)行附加資源申請(qǐng)的協(xié)調(diào)、登記，困難重重。而選擇國(guó)際電聯(lián)規(guī)劃已經(jīng)分配給我國(guó)的軌道位置是可能的，當(dāng)然也需要執(zhí)行無(wú)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(biāo)而影響鄰國(guó)。

　　我國(guó)雖然還向國(guó)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(diǎn)在國(guó)際電聯(lián)分配的另一個(gè)軌道位置——134°E，采取兩次定點(diǎn)兼顧快速換星方案，即備份星先定點(diǎn)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(diǎn)備份。因?yàn)橹饔眯莿倓偘l(fā)射運(yùn)行，它正在處于青少年時(shí)期，運(yùn)行可靠性高，不必急于考慮快速換星問(wèn)題。從而這幾年可以進(jìn)行各種廣播實(shí)驗(yàn)，也可以隨時(shí)做在軌測(cè)試。因?yàn)樾l(wèi)星發(fā)射時(shí)，它的同步軌道入軌點(diǎn)在太平洋上空，然后向西漂移到預(yù)定的定點(diǎn)位置。那么備份星可以先漂移一半，到達(dá)134°E位置，幾年以后的任何時(shí)候再繼續(xù)漂到現(xiàn)在主用星的位置，耗費(fèi)的燃料和一次到達(dá)主用星位置相差不多，只是增加了一次衛(wèi)星的啟動(dòng)和定點(diǎn)程序。

　　鑒于此，如果需要首先考慮盡量縮短換星時(shí)間，又沒(méi)有其他傳送節(jié)目的過(guò)渡手段，其次才考慮占用軌道位置、擴(kuò)容、實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星健康監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星資源發(fā)揮等問(wèn)題，只能采用同點(diǎn)備份。否則，另占一個(gè)軌道位置以采用不在同點(diǎn)備份為好。

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