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| 通信衛星 |
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中文名: 通信衛星 外文名: Communication Satellite 本 質: 衛星通信系統的空間部分 領 域: 信息科學 |
通信衛星是衛星通信系統的空間部分。一顆地球靜止軌道通信衛星大約能夠覆蓋40%的地球表面，使覆蓋區內的任何地面、海上、 空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆地球靜止軌道通信衛星可以實現除兩極部分地區外的全球通信。通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一，美國、前蘇聯/俄羅斯和中國等眾多國家都發射了通信衛星。下面介紹通信衛星的相關知識。[1]
簡介
通信衛星（communications satellite）：用作無線電通信中繼站的人造地球衛星。衛星通信系統的空間部分。通信衛星轉發無線電信號，實現衛星通信地球站（含手機終端）之間或地球站與航天器之間的通信。通信衛星按軌道的不同分為地球靜止軌道通信衛星、大橢圓軌道通信衛星、中軌道通信衛星和低軌道通信衛星；按服務區域不同分為國際通信衛星、區域通信衛星和國內通信衛星；按用途的不分為軍用通信衛星、民用通信衛星和商業通信衛星；按通信業務種類的不同分為固定通信衛星、移動通信衛星、電視廣播衛星、海事通信衛星、跟蹤和數據中繼衛星；按用途多少的不同分為專用通信衛星和多用途通信衛星。一顆地球靜止軌道通信衛星大約能夠覆蓋40%的地球表面 ，使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆地球靜止軌道通信衛星可以實現除兩極部 分地區外的全球通信。通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一，美國、前蘇聯/俄羅斯和中國等眾多國家都發射了通信衛星。
作為無線電通信中繼站。通信衛星像一個國際信使，收集來自地面的各種「信件」，然後再「投遞」到另一個地方的用戶手裡。由於它是「站」在36000 公里的高空，所以它的「投遞」覆蓋面特別大，一顆衛星就可以負責 1/3地球表面的通信。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛星，便可以實現除南北極之外的全球通信。當衛星接收到從一個地面站發來的微弱無線電信號後，會自動把它變成大功率信號，然後發到另一個地面站，或傳送到另一顆通信衛星上後，再發到地球另一側的地面站上，這樣，我們就收到了從很遠的地方發出的信號。
通信衛星一般採用地球靜止軌道，這條軌道位於地球赤道上空 35786公里處。衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉，繞地球一周的時間為 23小時56分4秒，恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地面上看，衛星象掛在天上不動，這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對準衛星，晝夜不間斷地進行通信，不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處「晃動」，使通信時間時斷時續。通信衛星已承擔了全部洲際通信業務和電視傳輸。
定義
通信衛星：作為無線電通信中繼站的人造地球衛星。通信衛星通過轉發無線電信號，實現衛星通信地球站之間或地球站與航天器之間的無線電通信。通信衛星可以傳輸電話、電報、傳真、數據和電視等信息。對於整個衛星通信系統而言，我們把通信衛星和它的測控站稱為通信系統的空間段。
這個定義大家很容易理解。就是出現了一個新術語——中繼站。給大家解釋一下，中繼站就是一部負責接收並轉發無線電信號的「電台」。大家可以把中繼站想象為無線電信號的「長途汽車站」。無線電信號可以在中繼站「加加油或者換乘其它車次」，這樣「跑」得更遠。通信衛星如圖1所示。
中文名：通信衛星
外文名：Communication Satellite
別稱：無
應用學科：信息通信、衛星通信
特點：無線電通信、中繼站、人造地球衛星
發展歷史
在地球軌道上作為無線電通信中繼站的人造地球衛星被稱為「通信衛星」。通信衛星反射或轉發無線電信號，實現衛星通信地球站之間或地球站與航天器之間的通信。通信衛星是各類衛星通信系統或衛星廣播系統的空間部分。一顆靜止軌道通信衛星（簡稱「靜止通信衛星」）大約能夠覆蓋地球表面的40%，使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆靜止通信衛星可以實現除兩極部分地區外的全球通信。1958年12月美國發射世界上第一顆試驗通信衛星。1963年美國和日本通過「中繼1號」衛星第 一次進行了橫跨太平洋的電視傳輸。1964年8月19日，美國把「辛康3號」衛星直接送入國際日期變更線附近的赤道上空，使之成為第一顆真正的靜止通信衛星，並利用這顆衛星成功地轉播了東京奧運會的實況。1965年4月6日美國成功發射了世界第一顆實用靜止軌道通信衛星：國際通信衛星1號。通信衛星是世界上應用最早、最廣的衛星之一，許多國家都發射了通信衛星。通信衛星一般由衛星結構、電源系統 、溫控系統、姿控系統、天線系統、轉發器系統等組成。按軌道可分為靜止通信衛星和非靜止通信衛星；按服務區域不同可分為國際通信衛星、區域通信衛星和國內通信衛星；按用途可分為專用通信衛星和多用途通信衛星。通信衛星帶來的社會經濟效益極大，衛星電視便是通信衛星的主要功能之一。還在軌道上運行並使用的各類衛星中，通信衛星數量最多，達到200顆左右。除各國自行經營的通信衛星外， 一些國際組織也經營了許多通信衛星，進行商業運行，其中最着名的是國際通信衛星組織。國際通信衛星組織招標研製、發射、經營的國際通信衛星已經發展到第八代，每一代都在體積、重量、技術性、通信能力、衛星壽命等方面有一定提高。通信衛星是一種革命化的信息傳播工具，它使人類社會、經濟、文化和人們的生活方式發生了革命性變化。衛星通信的發展能夠促進社會整體通信產業的發展。利用通信衛星建立通信系統，具有建設周期短、投資少、不受或較少受地理條件的限制，其優越性是其他任何通信手段無法相比的。
分類
根據不同的標準，通信衛星可以分為不同的類型。
2.1 是否包含通信轉發器
按照是否包含通信轉發器，通信衛星分為：
1）無源通信衛星：僅僅用來反射無線電信號的衛星。無源通信衛星因為它的反射信號十分微弱，通信質量不佳等原因，早已不在開發研 究。
2）有源通信衛星：擁有放大和變頻功能的轉發器，通過轉發器轉發無線電信號。1958年12月美國發射了世界上第一個低軌道試驗通信衛 星「斯科爾」。就是有源通信衛星。
2.2 運行的軌道不同
按照通信衛星運行的軌道不同，通信衛星也可分為：
1）低軌道通信衛星（LEO）；
2）中軌道通信衛星（MEO）；
3）高軌道同步通信衛星（GEO）。
2.3 姿態穩定方式
按照通信衛星的姿態穩定方式，通信衛星分為：
1）自旋穩定衛星：衛星通過沿固定的軸自旋的方式，保持衛星的空間定位。
2）三軸穩定衛星：通過X、Y、Z相互垂直的三個軸，來保持衛星的空間定位。
2.4 使用的業務頻段
按照通信衛星使用的業務頻段，通信衛星可以分為：
1）單頻段衛星：通信衛星採用UHF、L、S、C、X、Ku、Ka等固定的頻段。
2）多頻段綜合衛星：採用兩種頻段或兩種以上頻段的通信衛星。
2.5 衛星的服務區
按照通信衛星的服務區，通信衛星分為：
1）國際通信衛星
2）區域通信衛星
3）國內通信衛星
2.6 衛星的服務對象
按照通信衛星的服務對象，通信衛星分為：
1）商用通信衛星
2）軍用通信衛星
3）科學試驗通信衛信
2.7 衛星的專業用途
按照通信衛星的專業用途，通信衛星分為：
1）直播衛星：直接向公眾轉播電視、廣播節目。
2）海事通信衛星：用於海上、空中和陸地間通信，兼顧救援和導航任務。
3）跟蹤和數據中繼衛星（TDRSS）：用於航天器與地球站之間的測控和中繼傳輸數據信息；能夠對高、中、低軌道的航天器進行測控。
4）導航定位衛星
5）遙感衛星。
趨勢
發展趨勢：通信衛星經過多年的發展各項技術都已經相對成熟，GPS導航、衛星電視等更是走進了千家萬戶。同步軌道上的衛星已經非常 「擁擠」。通信衛星的發展研究主要在如下幾個方面：
1、在通信衛星「擁擠」，易產生干擾的情況下，如何擴展新的頻段；
2、如何利用有限的衛星空間，發展衛星上的信息技術；
3、如何延長衛星在太空定點的時間，如何延長衛星工作壽命；
4、如何提升通信衛星天線指向的精度。