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衛(wèi)星最廣泛地用于獲得信息和傳遞信息。按用途可分為：通信廣播衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星和科學(xué)衛(wèi)星。
衛(wèi)星應(yīng)用是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它以基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ)，集中應(yīng)用當(dāng)今許多工程技術(shù)新成就。航天技術(shù)、電子技術(shù)、遙感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)、測繪、海洋、氣象等都對衛(wèi)星的應(yīng)用產(chǎn)生著巨大的影響。
衛(wèi)星應(yīng)用，必須配有相應(yīng)的地面應(yīng)用系統(tǒng)，才能發(fā)揮作用。例如----通信廣播衛(wèi)星必須配有地面通信站和廣播中心；對地測衛(wèi)星必須配有地面數(shù)據(jù)接收站和處理中心；導(dǎo)航定位衛(wèi)星必須配有地面參考站和中心計(jì)算站（對雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)）；這些地面應(yīng)用系統(tǒng)和千千萬萬的用戶相連接，有效地傳播和利用了應(yīng)用信息。
衛(wèi)星應(yīng)用涉及眾多的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，所以，衛(wèi)星應(yīng)用部門應(yīng)當(dāng)與衛(wèi)星研制部門聯(lián)合開展研究，以充分發(fā)揮各種衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)的潛力，使之在國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、文化教育和科學(xué)研究等方面產(chǎn)生最大效益。
本文主要討論通信廣播衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星等三種應(yīng)用衛(wèi)星的應(yīng)用情況，并將側(cè)重于有代表性的民用應(yīng)用衛(wèi)星的應(yīng)用。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)
衛(wèi)星通信是最早被利用，也是當(dāng)前用途最廣和業(yè)務(wù)最繁忙的一種衛(wèi)星應(yīng)用。
衛(wèi)星通信和其它通信手段相比較，具有通信容量大、覆蓋面積廣、通信距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量好、能全天候工作、可靠性高、組網(wǎng)靈活快捷和成本費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，目前發(fā)展很快。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)是電子技術(shù)、通信技術(shù)和航天技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物，主要由通信衛(wèi)星、地球站與兩者聯(lián)系的測量控制跟蹤系統(tǒng)等組成。在各地球站之間，利用一定的多址聯(lián)接方式，由通信衛(wèi)星進(jìn)行信號轉(zhuǎn)發(fā)，形成鏈路和網(wǎng)絡(luò)通信。
1965年的國際通信衛(wèi)星（Intelsatl）有效帶寬50Mhz，只有兩部轉(zhuǎn)發(fā)器，一副不定的通信發(fā)射天線，通信容量240路單向電話，或一路電視，設(shè)計(jì)壽命為一年半。
1985年的國際通信衛(wèi)星V-A（Intelsat-V-A）有32部轉(zhuǎn)發(fā)器，七副定向發(fā)射天線，15000路電話和2路電視，設(shè)計(jì)壽命7年。
1991年成功的國際通信衛(wèi)星VI（Intelsat-VI），有48臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器，38臺(tái)為C波段，10臺(tái)為Ku波段，總通信容量為33000條雙向話路和4路彩色電視信道，設(shè)計(jì)壽命14年，容量是Intelsat-I的150倍，是當(dāng)時(shí)世界上容量最大的通信衛(wèi)星。
目前，國際通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到了第八代，一顆衛(wèi)星的通信能力可達(dá)幾萬條話路，可以同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)幾十路電視節(jié)目。隨著衛(wèi)星技術(shù)的迅速進(jìn)步，衛(wèi)星在軌道上的壽命可長達(dá)12-15年。衛(wèi)星發(fā)射功率的增大及點(diǎn)波束技術(shù)的發(fā)展，使地面站小型化成為現(xiàn)實(shí)，也進(jìn)一步擴(kuò)大了衛(wèi)星通信的應(yīng)用范圍。
我國的國際衛(wèi)星通信，起步于1971年，比起1965年的同步通信衛(wèi)星的首次越洋商用，只晚了六年。1972年，美、日首腦先后訪華，我國啟用兩個(gè)十米直徑的地球站，分別設(shè)于北京機(jī)場和上海虹橋機(jī)場附近，擔(dān)負(fù)對美、日越洋國際衛(wèi)星通信任務(wù)，邁出了國際衛(wèi)星通信第一步。1973-1974相繼建成北京、上海對POR（太平洋地區(qū)）和IOR（印度洋地區(qū)）國際衛(wèi)通A標(biāo)準(zhǔn)站三座，正式跨入了國際衛(wèi)星通訊行列。80年代以來又增建了對IOR、POR國際通信A站，累計(jì)大型衛(wèi)星通信天線九個(gè)，加上國際衛(wèi)星測控站和TDM基準(zhǔn)站的建成和運(yùn)行，使我國的國際衛(wèi)星通信設(shè)施達(dá)到世界一流水平。
我國的國內(nèi)衛(wèi)星通信起步相對較晚。但由于衛(wèi)星電視傳輸和邊遠(yuǎn)地區(qū)（西藏、內(nèi)蒙和新疆）通信的需求牽動(dòng)，也取得了不菲的成績。
1978年，經(jīng)上海虹橋機(jī)場十米直徑的地球站，我國對德、法聯(lián)合制造的“交響樂”衛(wèi)星進(jìn)行了多種衛(wèi)星通信傳輸試驗(yàn)；
1981年6月我國與國際衛(wèi)星組織達(dá)成免費(fèi)使用IOR上空衛(wèi)星東半球波束轉(zhuǎn)發(fā)器的協(xié)議，進(jìn)行了實(shí)際電視傳輸和長途報(bào)話傳真?zhèn)魉停S后我國即租用和購用國際衛(wèi)星組織IOR上空衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器開展國內(nèi)衛(wèi)星通信工作。
1984年1月、4月和1986年2月我國三次發(fā)射的同步軌道通信衛(wèi)星也擔(dān)負(fù)起通信和電視節(jié)目傳送的任務(wù)。
1988年以后我國又啟用四個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的DFH-2B（東二甲）衛(wèi)星和租購的國際衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。一起正式承擔(dān)了我國國內(nèi)衛(wèi)星電視傳送，衛(wèi)星報(bào)話傳真、長途通信的全部任務(wù)；
1997年發(fā)射的DFH-3（東三）即中國通信廣播衛(wèi)星公司的“中星六號”和有我國股份的亞洲一號、二號、亞太1號、亞太1A，又陸續(xù)補(bǔ)充了國內(nèi)衛(wèi)星通信的空間段容量；
1998年中國東方衛(wèi)星公司的“中衛(wèi)一號”、鑫諾衛(wèi)星公司的鑫諾一號衛(wèi)星以及2000年1月的中星-22號等衛(wèi)星的發(fā)射成功，大大地保證了我國國內(nèi)衛(wèi)星通信對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的需求。其中，鑫諾一號衛(wèi)星是一顆專門為電視直播業(yè)務(wù)和衛(wèi)星專用通信網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的大容量通信衛(wèi)星，有24個(gè)c頻段轉(zhuǎn)發(fā)器和14個(gè)Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，轉(zhuǎn)發(fā)器的總帶寬為1638MHz。
現(xiàn)階段，我國已有近五十套電視節(jié)目上了衛(wèi)星，其中16套是Ku頻段的，其它都是C頻段的。
自從有了衛(wèi)星以后，衛(wèi)星移動(dòng)通信也應(yīng)運(yùn)而生。衛(wèi)星移動(dòng)通信包含語音、數(shù)字和圖象等多種業(yè)務(wù)。固定或移動(dòng)的衛(wèi)星的叫法比較形象，它實(shí)際上是指衛(wèi)星是在同步軌道上，還是在非同步軌道上來分類的。我們可以舉出一些衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的例子。
儲(chǔ)存/轉(zhuǎn)發(fā)（S&F）業(yè)務(wù)的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。1958年美軍的SCORE（斯科爾）衛(wèi)星是最早從事S&F業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，40年后的今天，S&F業(yè)務(wù)移動(dòng)通信仍然有其生命力，如ORBCOMM系統(tǒng)、CLOMR、和信使衛(wèi)星系統(tǒng)等，這類的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于移動(dòng)的衛(wèi)星和固定終端一類；
Inmarsat與類似Inmarsat的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。最先采用同步軌道衛(wèi)星的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)就是Inmarsat系統(tǒng)。到今天，全球已有超過42000艘船舶、2000架飛機(jī)和32000個(gè)陸上移動(dòng)用戶。類似Inmarsat系統(tǒng)的在澳洲是AUSSAT移動(dòng)通信系統(tǒng)和北美的MSAT，以及亞洲的APMT系統(tǒng)。
定位通信組合業(yè)務(wù)的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)（RDSS）。1985年7月美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）用定位和個(gè)人通信技術(shù)的巧妙結(jié)合創(chuàng)建了一種叫做衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)（Radio Determination Satellite Service,RDSS）。RDSS的代表系統(tǒng)是美國的Geostar系統(tǒng)和歐洲的Locstar系統(tǒng)。Geostar系統(tǒng)是一個(gè)定位通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)有其特殊的意義，而且肯定是一個(gè)發(fā)展方向。后來因?yàn)镚eostar衛(wèi)星發(fā)射屢遭失敗，民營小公司隨不了航天事業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，兩公司分別在1991年5月和7月破產(chǎn)關(guān)門。我國非常關(guān)注RDSS，通過論證、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和系統(tǒng)研制，衛(wèi)星已于2000年10月31日發(fā)射成功，這樣，系統(tǒng)已經(jīng)組成，現(xiàn)在正在做各項(xiàng)系統(tǒng)測試，進(jìn)入試運(yùn)行階段。該衛(wèi)星已列入我國導(dǎo)航定位衛(wèi)星系列，取名北斗一號（RD-1）。
相對于同步衛(wèi)星而言，還有非同步衛(wèi)星。非同步衛(wèi)星業(yè)務(wù)的用戶終端可以是固定的也可以是移動(dòng)的，這種通信統(tǒng)稱為移動(dòng)衛(wèi)星通信。
約十一、二年前，國際上出現(xiàn)了一股利用非同步軌道衛(wèi)星群實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人通信熱潮，1997年9月電聯(lián)衛(wèi)星總表顯示，向電聯(lián)申報(bào)的1-2GHz頻段的非靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的181個(gè)，其中有的計(jì)劃用戶機(jī)不能做到手持大小，但也不乏優(yōu)秀之作，例如，1988年摩托羅拉的一些中青年工程師提出將陸基蜂窩通信網(wǎng)概念搬上太空，建立全球衛(wèi)星電話網(wǎng)的大膽設(shè)想。1988年11月1日夢想終于成真，這就是有名的“銥”系統(tǒng)�！般灐毙窃谟�(jì)劃管理和技術(shù)上堪稱世界一流水平。
“銥”系統(tǒng)基本上能做到用手機(jī)實(shí)現(xiàn)任何人在任何地方，可以以任何方式與任何人進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了全球通信。由于銥星公司在錯(cuò)誤的時(shí)間向錯(cuò)誤的市場推出了錯(cuò)誤的產(chǎn)品，結(jié)果被迫宣告破產(chǎn)倒閉。和銥星系統(tǒng)為對手的ICO和全球星兩個(gè)系統(tǒng)目前雖然處境艱難，希望能吸收“銥”系統(tǒng)教訓(xùn)，使原“銥”系統(tǒng)用戶轉(zhuǎn)到它們門下而獲益。
非同步衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)是衛(wèi)星在低軌飛行，天線指向固定地域不同而提供固定業(yè)務(wù)的系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)，首推Teledesic系統(tǒng)。該系統(tǒng)用700km高度的288個(gè)星座，以ka頻段實(shí)現(xiàn)。分配的頻率為上行28.6-29.1GHz，下行18.8-19.3GHz，各500MHz帶寬。系統(tǒng)提供寬帶業(yè)務(wù)，用戶接口主要支持284Kbps-8Mbps。其次，還有后起的Celestri（天星）計(jì)劃，用63個(gè)Ka星，1400Km高度，也提供寬帶業(yè)務(wù)。阿爾卡特電信公司提出，用固定業(yè)務(wù)的KU頻段提供非同步衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)的星座叫SKYBridge（天橋）系統(tǒng)，它為2×32顆低軌衛(wèi)星，采用華爾克（Walker）傾斜軌道�！疤鞓颉毕到y(tǒng)與現(xiàn)有Ku頻段同步衛(wèi)星的協(xié)調(diào)是一大難題，據(jù)說已有一定的解決辦法。此外，還有36顆星的SPACEWAY計(jì)劃。
衛(wèi)星直播數(shù)字電視和衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播
衛(wèi)星直播數(shù)字電視是集中了衛(wèi)星通信技術(shù)、數(shù)字壓縮技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等許多領(lǐng)域最新成果而形成的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。它集中了衛(wèi)星通信特有的寬頻帶資源和覆蓋范圍大的特點(diǎn)。直接到戶的數(shù)字電視系統(tǒng)和直接到戶的加密授權(quán)管理能力，在業(yè)務(wù)范圍方面與以往的電視傳播相比有著本質(zhì)的差別。只要電視機(jī)上配上簡單的接收裝置，用戶就能直接看數(shù)以百計(jì)的衛(wèi)星傳播的電視節(jié)目。
衛(wèi)星數(shù)字直播電視產(chǎn)業(yè)是帶動(dòng)我國信息產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展的龍頭產(chǎn)業(yè)，它可能形成不亞于家電行業(yè)的新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
1993年12月，美國休斯公司搶先開發(fā)并組建了Direc TV公司來經(jīng)營衛(wèi)星直播數(shù)字電視。與此同時(shí)，休斯公司又在世界上搶先開發(fā)與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）互聯(lián)的Direc PC接收系統(tǒng)。PC機(jī)用戶利用直播電視的小口徑接收天線，可以高速傳輸Internet上的大容量（寬帶）信息，為Internet擁護(hù)不堪的地面線中另辟了一條高速的空中下載通道，也為衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)向Ka頻段寬帶、高速、多媒體衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展展現(xiàn)了美好前景。
衛(wèi)星數(shù)字直播在下行方向具有很寬的傳輸頻帶，但上行方向仍是窄帶的，所以適合開展非對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：如Internet，因?yàn)镮nternet的上、下行數(shù)據(jù)量就是非對稱的，用戶大多數(shù)時(shí)間在下載信息，發(fā)出信息的量很�。煌瑫r(shí)又適合于數(shù)據(jù)信息廣播。如新聞、金融證券信息廣播、衛(wèi)星數(shù)字直播的業(yè)務(wù)范圍已跨越了廣播電視和信息網(wǎng)絡(luò)的界線，是一個(gè)可開展多種業(yè)務(wù)的綜合信息平臺(tái)。
1998年12月中央電視臺(tái)和中廣影視衛(wèi)星公司利用鑫諾1號Ku轉(zhuǎn)發(fā)器（2A）進(jìn)行中央8套節(jié)目直播試驗(yàn)，并從1999年元旦正式開始了試驗(yàn)廣播。目前CBTV直播系統(tǒng)已推出38套電視節(jié)目。
衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播是一種衛(wèi)星通信廣播的新業(yè)務(wù)。它是利用靜止軌道通信衛(wèi)星向全球或某一地區(qū)無線電用戶群體廣播數(shù)字化的CD音樂、新聞和體育節(jié)目的業(yè)務(wù)，在國際上通稱為數(shù)字音頻廣播（DAB）。這種業(yè)務(wù)已在1998-1999間首先在美國進(jìn)行服務(wù)。（待續(xù)）
摘自《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》2001.4
