□ 靳 穎 韓燕俠 高 菲 曉 春

應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用的發(fā)展水平是衡量一個國家科學技術、國防建設和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化水平的重要標志之一。目前，在軌衛(wèi)星數(shù)量已突破1000顆，這些衛(wèi)星分屬于60多個國家或組織，為幾乎所有的國家提供衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導航等應用服務。

美國依然在衛(wèi)星技術領域保持領先地位，并努力推進航天系統(tǒng)的升級換代，預警、通信、導航等新型軍事衛(wèi)星相繼投入使用，航天優(yōu)勢進一步擴大。而俄、歐等則根據(jù)自身航天戰(zhàn)略需求，選擇重點領域提升航天競爭能力。

美國NPP衛(wèi)星拍攝的第一幅地球全景照

一、偵察監(jiān)視與遙感衛(wèi)星

目前，主要國家均已構建分辨率達到亞米級的成像衛(wèi)星系統(tǒng)，并不斷進行衛(wèi)星補充發(fā)射與更新，以提升時空分辨率，并呈現(xiàn)星座化的發(fā)展趨勢。2011年，美國、歐洲、日本等先后發(fā)射了多顆新型軍用成像偵察衛(wèi)星。

美國

發(fā)射“天基紅外系統(tǒng)”首顆GEO衛(wèi)星，提升戰(zhàn)略與戰(zhàn)術導彈預警能力

2011年5月7日，美國首顆“天基紅外系統(tǒng)”地球同步軌道預警衛(wèi)星進入預定軌道。作為美國新一代導彈預警衛(wèi)星，它將替代現(xiàn)役的“國防支援計劃”第三代導彈預警衛(wèi)星，承擔監(jiān)視導彈發(fā)射、導彈防御和戰(zhàn)術情報搜集等任務。不僅能提供戰(zhàn)略彈道導彈的預警，還能實現(xiàn)對近程彈道導彈的預警。該系統(tǒng)由4顆地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星和2個大橢圓軌道（HEO）衛(wèi)星載荷組成。地球同步軌道衛(wèi)星用于探測導彈的發(fā)射，大橢圓軌道衛(wèi)星載荷用于跟蹤飛越北極上空的導彈。

密集發(fā)射偵察衛(wèi)星，

增強全球態(tài)勢感知能力

由于美軍在軌衛(wèi)星日益老化，新研偵察衛(wèi)星遲遲不能發(fā)射，造成天基偵察能力出現(xiàn)空檔。為改善這一不利局面，2011年1月至4月，美國國家偵察局（NRO）連續(xù)進行4次秘密衛(wèi)星發(fā)射，將“鎖眼-12”光學成像偵察衛(wèi)星、“快速探路者”偵察衛(wèi)星、“衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)”（SDS）中繼衛(wèi)星、兩顆 “白云”海洋監(jiān)視衛(wèi)星發(fā)射升空。這5顆衛(wèi)星的發(fā)射，進一步增強了美軍的全球態(tài)勢感知能力。

繼續(xù)開展新型導彈預警衛(wèi)星在軌演示驗證，首次完成近程彈道導彈飛行全程跟蹤

2011年3月16日，美軍在軌的兩顆新型導彈預警“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）衛(wèi)星，首次對近程彈道導彈靶彈從發(fā)射到墜毀的全過程進行了跟蹤。試驗中，STSS-1衛(wèi)星首先利用星載捕獲傳感器，探測到了從美軍太平洋導彈靶場發(fā)射的“‘宙斯盾’戰(zhàn)備評估彈”（ARAV-B）的熱紅外信號，而后導引星載跟蹤傳感器鎖定目標，STSS-1衛(wèi)星隨之將跟蹤數(shù)據(jù)中繼給STSS-2衛(wèi)星，由STSS-2衛(wèi)星繼續(xù)對ARAV-B近程導彈的空間飛行段和再入飛行段進行跟蹤，直至其墜入太平洋。

美國導彈防御局（MDA）還計劃進行更為復雜的STSS衛(wèi)星演示驗證試驗。一是高軌與低軌導彈預警衛(wèi)星的協(xié)同跟蹤能力。二是驗證STSS衛(wèi)星在目標跟蹤過程中能否產(chǎn)生支持攔截彈“遠程發(fā)射”作戰(zhàn)概念的“火控方案”。

美國天基紅外系統(tǒng)

美國空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)（STSS）示意圖

發(fā)射試驗型NPP氣象衛(wèi)星，開啟對地觀測新時代

2011年10月28日，美國航宇局和國家海洋大氣管理局（NOAA）成功發(fā)射“國家極軌運行環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)先期計劃”（NPP）衛(wèi)星。NPP氣象衛(wèi)星是“國家極軌運行環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”（NPOESS）項目的探路者。價值15億美元的NPP衛(wèi)星，基于鮑爾宇航公司的BCP 2000衛(wèi)星平臺建造，設計壽命7年，軌道高度為824千米。其上搭載5臺科研儀器，其中4臺新型傳感器可提供關鍵數(shù)據(jù)，協(xié)助科學家研究長期氣候模式動力學，并幫助氣象學家提高短期氣象預報質(zhì)量；1臺臭氧映射與剖面測量儀套件由鮑爾宇航公司建造，將充實臭氧層測量、土地覆蓋測量以及冰層覆蓋測量等30余個長期數(shù)據(jù)庫。

俄羅斯“琥珀/鈷”-M衛(wèi)星

俄羅斯

例行發(fā)射膠卷回收型偵察衛(wèi)星，全天時傳輸型天基偵察能力有待加強

2011年6月27日，俄羅斯 發(fā)射編號為“宇宙-2472”的“琥珀/鈷-M”（Kobalt-M）光學偵察衛(wèi)星?！扮?鈷-M”偵察衛(wèi)星為膠卷回收型，設計壽命120天，分辨率0.25米。俄羅斯從2008年起，每年發(fā)射1顆“琥珀/鈷-M”光學偵察衛(wèi)星。由于新研制的光電傳輸型的“角色”光學偵察衛(wèi)星推遲服役，致使俄羅斯不能保持全天時的天基偵察能力，這無疑與俄羅斯傳統(tǒng)航天大國的地位不相匹配。

歐洲

法國發(fā)射“昂宿星”光學成像衛(wèi)星，為構建歐洲聯(lián)合偵察衛(wèi)星系統(tǒng)奠定基礎

2011年12月16日，法國將首顆“昂宿星”光學成像偵察衛(wèi)星發(fā)射入軌?！鞍核扌恰笔恰肮鈱W雷達聯(lián)合地球觀測”（ORFEO）項目的組成部分，是法國航天局與意大利航天局的合作項目，用于滿足歐洲用戶的軍民兩用需求。法國計劃發(fā)射兩顆“昂宿星”衛(wèi)星，將與德國、意大利的雷達成像衛(wèi)星星座，共同成為歐洲下一代成像偵察衛(wèi)星系統(tǒng)的核心。

目前，法國、德國和意大利等歐洲國家已簽署合作研制“多國天基成像系統(tǒng)”（MUSISI）的協(xié)議。MUSISI是由10顆以上的軍用和軍民兩用衛(wèi)星組成的星座網(wǎng)，衛(wèi)星將攜帶光學、紅外、雷達和超光譜成像傳感器。MUSIS最終將取代歐洲國家現(xiàn)役的光學成像和雷達成像偵察衛(wèi)星，首顆MUSIS衛(wèi)星將于2015年發(fā)射。

日本

更新“情報搜集衛(wèi)星”系統(tǒng)，提升東北亞地區(qū)監(jiān)視能力

日本在2011年成功將“光學4”號偵察衛(wèi)星和一顆雷達偵察衛(wèi)星發(fā)射入軌，補充并完善了“情報搜集衛(wèi)星”（IGS）系統(tǒng)。目前，IGS系統(tǒng)有3顆成像衛(wèi)星和1顆雷達衛(wèi)星在軌。日本計劃在2012年再發(fā)射一顆雷達成像衛(wèi)星，以保證在任何條件下對地球上任何地點每天至少偵察1次。

提供貸款支持越南采購兩顆雷達衛(wèi)星，試圖強化與越南的關系

2011年10月31日，越南與日本政府達成協(xié)議：日本將向越南提供海外開發(fā)援助（ODA）貸款購買2顆日本設計制造的對地觀測衛(wèi)星，此舉是日本首次利用ODA貸款用于援助國外航天技術開發(fā)，也標志著日本出口遙感衛(wèi)星取得零的突破。預計在不久的將來日本將向更多的亞洲國家提供這種援助模式的衛(wèi)星出口。該衛(wèi)星將采用NEC公司最新研制的商用遙感衛(wèi)星平臺，可安裝分辨率0.5米的光學遙感器或分辨率較低的雷達，重約500千克，既可用于監(jiān)測洪水、森林火災等自然災害，也用于監(jiān)測、預報和評估氣候變化的影響。

二、導航衛(wèi)星

近年來，美、俄、歐、中等航天大國正在加快各自導航衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設步伐，搶占技術制高點和全球市場份額是各國間競爭的重點。美國在鞏固其全球市場壟斷地位的同時，時刻不忘搶占導航技術的制高點。為了減緩GPS的脆弱性，美國正在采取各種措施增強GPS抗干擾能力，尋求GPS備用手段，探索開發(fā)新的導航技術。俄羅斯吸取以往的教訓，將重建重點放在與美歐系統(tǒng)的兼容與互操作上，加強“格洛納斯”衛(wèi)星在俄羅斯的應用開發(fā)。俄羅斯要求從2012年起，所有新車，尤其是公務用車和公交用車都將裝備并使用“格洛納斯”導航設備，并打算對使用GPS的進口產(chǎn)品征收關稅，額度可達25%。目前，在俄羅斯公共交通工具中，配備衛(wèi)星導航裝置的不到20%，“格洛納斯”系統(tǒng)在俄羅斯市場的份額僅為5%。

日本“光學”4號衛(wèi)星發(fā)射升空

美國

穩(wěn)步推進GPS現(xiàn)代化，力圖確保其技術和市場的世界領先地位

據(jù)最新發(fā)布的美國國會預算辦公室研究報告透露，美國到2030年前總共需要發(fā)射50顆GPS衛(wèi)星，其中包括第三代的40顆，而在2012年～2030年期間總共需投入220億美元繼續(xù)完成尚未實現(xiàn)的GPS現(xiàn)代化計劃。GPS現(xiàn)代化進程包括空間、地面和用戶段的現(xiàn)代化升級改造，目標是極大地緩解當前GPS存在的脆弱性，為全球10億軍民用戶提供更抗干擾、更高定位精度和更安全可靠的服務。

按照GPS現(xiàn)代化計劃，2011年美國繼續(xù)推進GPS更新?lián)Q代進程。2011年7月16日，美國成功發(fā)射第二顆GPS II F衛(wèi)星。與現(xiàn)役GPS系列衛(wèi)星相比，GPS II F主要具有以下特點:①導航精度提高，軍用定位精度達3米，并具備更好的抗干擾能力。②在以往GPS衛(wèi)星L1和L2頻段的基礎上，新增一個中心頻率為1176兆赫的L5頻段，主要用于民用航空導航。③采用新型太陽電池板，能提供可變功率，以滿足增加導航信號和增強信號功率的要求。④星鐘系統(tǒng)采用美海軍研究實驗室開發(fā)的數(shù)字化星鐘技術，進一步提高了星鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每日誤差僅為8納秒。⑤設計壽命延長至15年，確保了衛(wèi)星長期在軌服務，提高了衛(wèi)星利用率。⑥采用可編程的處理系統(tǒng)，可直接在軌升級軟件，改善系統(tǒng)的運行。

此外，2011年10月，雷聲公司完成“全球定位系統(tǒng)下一代運行控制系統(tǒng)”（GPS OCX）的初步設計評審工作，這是一個重要的里程碑，影響著GPS計劃的發(fā)展路線、成本估算以及計劃進度安排等。GPS OCX是一種先進的GPS運行網(wǎng)關服務系統(tǒng)，旨在提供安全、精確、可靠的導航和授時信息，有效支持軍用、商業(yè)和民用用戶。

俄羅斯

歷經(jīng)10年磨難重新恢復“格洛納斯”全球?qū)Ш叫l(wèi)星星座

由于2010年俄羅斯一箭三星發(fā)射失敗導致“格洛納斯”全球?qū)Ш叫l(wèi)星星座恢復重建時間推遲一年。2011年俄羅斯采取非常措施連續(xù)四次發(fā)射共6顆“格洛納斯”衛(wèi)星，終于完成了重建工作。使“格洛納斯”導航星座歷經(jīng)10年癱瘓之后終于在2011年底恢復24星全系統(tǒng)運行。目前“格洛納斯”導航系統(tǒng)的在軌衛(wèi)星已達30顆，其中23顆衛(wèi)星正常運行，3顆即將進入運行階段，2顆衛(wèi)星處于臨時技術維護狀態(tài)，另有2顆分別處于在軌測試和備用狀態(tài)。

歐洲

發(fā)射“伽利略”在軌驗證衛(wèi)星，批準軍事“公共特許服務”管理規(guī)定

2011年10月21日，歐洲“伽利略”衛(wèi)星導航星座的首批兩顆衛(wèi)星成功進入軌道。目前，歐洲已經(jīng)授出14顆“伽利略”衛(wèi)星的制造合同，但是由于生產(chǎn)成本提高，原計劃部署30顆衛(wèi)星的經(jīng)費，只能支持18顆“伽利略”衛(wèi)星。歐洲計劃正計劃削減其他航天項目的經(jīng)費，以確?！百だ浴睂Ш叫亲ㄔO。

2011年9月13日，歐洲議會批準通過了“伽利略”衛(wèi)星導航系統(tǒng)未來準軍事“公共特許服務”（PRS）的詳細管理規(guī)定，表明歐盟內(nèi)部爭論多年有關伽利略系統(tǒng)能否軍事應用的問題取得重大進展。

三、通信衛(wèi)星

新型軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)具有大容量、高速率通信能力的特點，不僅數(shù)倍于現(xiàn)役的軍事通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)吞吐量，還具備星上處理、互聯(lián)網(wǎng)接入等能力，可減少傳輸時延，并使用戶終端更小型化。2011年，美國首顆“先進極高頻”衛(wèi)星到達預定軌道，使美國第三代受保護軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設“有驚無險”。

美國

“先進極高頻”-1故障衛(wèi)星歷經(jīng)14個月后轉(zhuǎn)危為安抵達運行軌道

歷經(jīng)14個月的軌道提升后，美空軍首顆“先進極高頻”（AEHF-1）軍用通信衛(wèi)星，終于轉(zhuǎn)危為安，進入預定軌道，并確保衛(wèi)星仍有14年的壽命。目前衛(wèi)星狀態(tài)良好，美軍已開始對衛(wèi)星各系統(tǒng)進行為期近四個月的詳細試驗和校驗，預計將在2012年初交付作戰(zhàn)使用。

俄羅斯格羅納斯導航系統(tǒng)

美國GPS系統(tǒng)

首顆衛(wèi)訊-1 Ka寬帶衛(wèi)星發(fā)射，四大亮點引發(fā)業(yè)界關注

2011年10月20日，美國勞拉公司制造的衛(wèi)訊-1的Ka衛(wèi)星發(fā)射升空。這是衛(wèi)訊公司購買的首顆寬帶衛(wèi)星，將為北美地區(qū)提供最高速度的寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務。它的發(fā)射成功引起全球衛(wèi)星通信業(yè)界的高度關注。其一是迄今發(fā)射的最重(6740千克)商用Ka寬帶通信衛(wèi)星；其二是全球在軌通信吞吐容量最高的寬帶衛(wèi)星，其總吞吐容量超過140Gbps，比之前北美上空所有在軌衛(wèi)星上C、Ku和Ka頻段的容量之和還多；其三是采用72個點波束覆蓋美國和加拿大提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務；其四是采用最新研發(fā)的創(chuàng)新“沖浪波束-2”(SurfBeam)地面網(wǎng)絡技術，大大增強了與地面寬帶網(wǎng)的競爭能力。

衛(wèi)訊公司的服務一旦進入市場，則能夠提供比目前ADSL和有線電纜速率更快的互聯(lián)網(wǎng)接入服務，而且其價格和目前的衛(wèi)星寬帶服務價格基本持平。

借助商業(yè)通信衛(wèi)星搭載軍事載荷，探索軍民融合發(fā)展模式

2011年9月21日，Arabsat-5C通信衛(wèi)星和SES-2商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射升空。此次商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射尤為引人關注的是，SES-2通信衛(wèi)星上搭載了美空軍導彈預警衛(wèi)星的試驗型有效載荷——商業(yè)搭載紅外有效載荷（CHIRP）。主要用于收集寬視場紅外數(shù)據(jù)，探測運載火箭或者導彈在發(fā)射期間的尾焰羽流，旨在為改進“天基紅外系統(tǒng)”（SBIRS）導彈預警衛(wèi)星寬視場紅外傳感器提供技術參考。其任務取得的效果，還將用于評估商業(yè)衛(wèi)星搭載軍用有效載荷的模式。

美國“先進極高頻”（AEHF-1）軍用通信衛(wèi)星

俄羅斯

接連發(fā)射“子午線”通信衛(wèi)星，加速軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)升級

2011年5月4日，俄羅斯接連發(fā)射“子午線”-4軍事通信衛(wèi)星，但12月23日發(fā)射的另一顆子午線衛(wèi)星卻遭到失敗?！白游缇€”系列衛(wèi)星旨在替換老化的“閃電”（Molniya）大橢圓軌道軍事通信衛(wèi)星系統(tǒng)?！白游缇€”-1衛(wèi)星于2006年12月發(fā)射，據(jù)稱已于2009年5月衛(wèi)星出現(xiàn)故障；“子午線”-2衛(wèi)星于2009年5月發(fā)射，由于運載火箭故障而未能進入預定軌道；“子午線”-3衛(wèi)星于2010年11月發(fā)射，該衛(wèi)星已成功進入軌道并投入運行。此外，俄羅斯還在9月20日發(fā)射一顆編號為“宇宙-2473”的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，該衛(wèi)星將用于替代現(xiàn)役的“急流”系列中繼衛(wèi)星。

歐洲

衛(wèi)星廣播平臺將為全歐提供免費音頻廣播服務

2011年9月9日，Eutelsat公司和SES Astra公司共同成立的索拉里斯移動公司（Solaris Mobile）宣布推出“歐洲廣播”（EUR Radio）數(shù)字衛(wèi)星音頻廣播演示平臺，將向整個歐洲地區(qū)提供免費的衛(wèi)星音頻廣播服務。

Solaris公司表示盡管EUR Radio平臺最初將用于推廣和驗證目的，但有可能催生相應的商業(yè)服務，向歐盟范圍內(nèi)的收聽者提供涵蓋大眾娛樂、新聞和音樂等多種語言的多媒體和互動娛樂節(jié)目。該演示平臺還具有通過車載數(shù)據(jù)設備提供豐富娛樂信息服務的能力，并將成為傳統(tǒng)調(diào)頻廣播、數(shù)字音頻廣播或S頻段衛(wèi)星移動多媒體服務的有效補充。

歐空局成功演示創(chuàng)新型網(wǎng)絡化衛(wèi)星數(shù)字影院系統(tǒng)，引發(fā)電影分發(fā)模式的新變革

隨著全球電影院的數(shù)字化和電子化程度不斷提高，對數(shù)字電影的訂購和分發(fā)方式提出了新的需求。歐空局（ESA）通過衛(wèi)星技術開發(fā)出了名為“創(chuàng)新衛(wèi)星互操作數(shù)字娛樂”（ISIDE）的安全、成本高效的網(wǎng)絡化影院系統(tǒng)，并已成功在意大利完成初步演示驗證。

借助ISIDE驗證平臺，影院用戶可以通過網(wǎng)絡直接訂購電影、直播節(jié)目和互動娛樂節(jié)目，并通過衛(wèi)星通信手段自動獲取數(shù)字化的節(jié)目內(nèi)容；而內(nèi)容提供商也可以通過電腦方便地進行節(jié)目分發(fā)和賬單管理等操作。

ISIDE系統(tǒng)不僅為數(shù)字影院產(chǎn)業(yè)價值鏈提供了便捷的衛(wèi)星解決方案，同時由于共同下載同一部電影的多家影院可以分擔使用衛(wèi)星的成本，從根本上解決了衛(wèi)星容量資源成本過高的問題。

四、小衛(wèi)星

2011年，美國積極探索與發(fā)展微小衛(wèi)星技術，特別是在“作戰(zhàn)快速響應空間”能力建設上取得重要進展。

美國

首顆“作戰(zhàn)快速響應空間”衛(wèi)星發(fā)射，孕育航天裝備采辦模式創(chuàng)新

2011年6月30日，首顆“作戰(zhàn)快速響應空間”（ORS-1）衛(wèi)星成功發(fā)射。ORS-1衛(wèi)星是一顆戰(zhàn)術成像偵察衛(wèi)星，是美國作戰(zhàn)快速響應空間辦公室的首顆業(yè)務衛(wèi)星，直接為美國中央司令部提供戰(zhàn)術情報保障。該衛(wèi)星之所以被稱為業(yè)務衛(wèi)星，是因為從一開始就被設計成服務于作戰(zhàn)司令部而不是美國情報分析部門。戰(zhàn)區(qū)指揮官利用該衛(wèi)星在幾分鐘內(nèi)就可以獲得所需的偵察圖像，而不像由情報系統(tǒng)管理的秘密偵察衛(wèi)星那樣，需要等待幾個小時甚至幾天的時間。

ORS-1衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著美國作戰(zhàn)快速響應空間能力建設已從試驗驗證階段轉(zhuǎn)向?qū)崙?zhàn)應用階段?？梢灶A見，在美國國防經(jīng)費日益緊縮的形勢下，這種成本相對低廉、具有快速響應能力的軍事空間系統(tǒng)將會成為美國防部重點支持的項目，并快速發(fā)展。

成功發(fā)射“戰(zhàn)術星-4”試驗衛(wèi)星，應急作戰(zhàn)通信能力從試驗走向戰(zhàn)場應用

2011年9月27日，美國將“戰(zhàn)術星-4”試驗通信衛(wèi)星成功發(fā)射升空。該衛(wèi)星是“作戰(zhàn)快速響應空間”（ORS）系列試驗衛(wèi)星中的第三顆，旨在驗證美國新的衛(wèi)星通信技術，支持海上前沿部署部隊和地面海軍陸戰(zhàn)隊作戰(zhàn)?！皯?zhàn)術星-4”“衛(wèi)星運行在遠地點為12050千米的大橢圓軌道上，能覆蓋更高緯度，有助于彌補當前地球靜止軌道衛(wèi)星通信能力的不足?？商峁?0個特高頻（UHF）信道，并允許部隊在偏遠地區(qū)利用目前的手持式無線電設備實現(xiàn)“動中通”。同時提供靈活的上、下信道配給，提高了在射頻繁忙環(huán)境下的運行能力，能覆蓋高緯度地區(qū)并適用于丘陵區(qū)域。

歐空局“創(chuàng)新衛(wèi)星互操作數(shù)字娛樂”（ISIDE）系統(tǒng)示意圖