朱貴偉（北京空間科技信息研究所）

2014年國(guó)外軍用通信衛(wèi)星現(xiàn)狀分析

朱貴偉（北京空間科技信息研究所）

2014年國(guó)外軍用通信中繼衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)概覽

1　概述

2014年，國(guó)外軍用通信中繼衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展平穩(wěn)，各國(guó)軍用通信衛(wèi)星計(jì)劃都在有條不紊地推進(jìn)。盡管表面上看來(lái)發(fā)展較為平靜，但是暗地里也蘊(yùn)含著未來(lái)發(fā)展變化，各國(guó)在推進(jìn)軍用衛(wèi)星通信能力建設(shè)的過(guò)程中，不斷顯示出軍用通信中繼衛(wèi)星領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

2014年底，國(guó)外共計(jì)執(zhí)行7次軍用通信衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)，成功將9顆軍用通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。這些發(fā)射活動(dòng)仍集中在美國(guó)、俄羅斯和歐洲，分別發(fā)射了2顆、6顆和1顆，其中運(yùn)行在地球靜止軌道（GEO）5顆、高地球軌道（HEO）1顆、低地球軌道（LEO）1顆；軍用通信衛(wèi)星6顆，軍用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星3顆。

2014年底，國(guó)外共計(jì)各類在軌軍用通信中繼衛(wèi)星113顆。國(guó)外軍用通信中繼衛(wèi)星發(fā)展已相當(dāng)廣泛，共計(jì)16個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有軍用專用或軍民兩用通信中繼衛(wèi)星，其中美國(guó)、俄羅斯和歐洲分列前三位。

從應(yīng)用來(lái)看，絕大部分為一般軍用通信衛(wèi)星，軍用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星僅有10顆，且集中在美國(guó)和俄羅斯。歐洲有2顆、日本有1顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星在軌運(yùn)行，但均為民用航天機(jī)構(gòu)發(fā)展，主要面向“國(guó)際空間站”及低軌氣象等對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，提供有限的測(cè)控和數(shù)據(jù)中繼服務(wù)。

從軌道上來(lái)看，GEO軌道仍是通信衛(wèi)星應(yīng)用最為廣泛的軌道，除美國(guó)和俄羅斯以外，其他所有國(guó)家均選擇GEO軌道來(lái)發(fā)展軍用通信衛(wèi)星。HEO軌道主要為美國(guó)軍用數(shù)據(jù)中繼與俄羅斯軍民兩用通信衛(wèi)星，LEO軌道則均為俄羅斯衛(wèi)星，主要面向軍用移動(dòng)通信。

從整體來(lái)看，國(guó)外軍用通信中繼衛(wèi)星領(lǐng)域的“一超、兩強(qiáng)、多點(diǎn)分散”發(fā)展格局依舊比較清晰。美國(guó)處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位，不論是在軌衛(wèi)星規(guī)模、衛(wèi)星技術(shù)水平，還是軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用情況，都是其他國(guó)家難以企及的，目前正在積極推進(jìn)新一代通信衛(wèi)星的更新?lián)Q代；俄羅斯和歐洲穩(wěn)定處于第二集團(tuán)，俄羅斯衛(wèi)星數(shù)量較多，但衛(wèi)星性能水平相對(duì)較低，近年來(lái)穩(wěn)定發(fā)射多顆衛(wèi)星，補(bǔ)充在軌衛(wèi)星數(shù)量，恢復(fù)在軌衛(wèi)星整體能力；歐洲則是仍然堅(jiān)持各國(guó)獨(dú)立發(fā)展的態(tài)勢(shì)，在軌衛(wèi)星大多部署不久，未來(lái)發(fā)展也相對(duì)穩(wěn)定；其他國(guó)家基本上處于分散獨(dú)立發(fā)展的態(tài)勢(shì)，以色列、日本、巴西、墨西哥、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)均采用軍民兩用的形式發(fā)展軍用衛(wèi)星通信能力，在軌衛(wèi)星數(shù)量和能力水平都非常有限；印度則采取了發(fā)展軍用專用衛(wèi)星的途徑。此外，近年來(lái)，墨西哥和巴西也在加緊新一代軍民兩用通信衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)，未來(lái)發(fā)展值得關(guān)注。

截至2014年底國(guó)外軍用通信中繼衛(wèi)星在軌分布情況

2014年美國(guó)國(guó)防部具有的軍用通信衛(wèi)星體系與能力

2　美國(guó)

2014年，美國(guó)僅有2次軍用通信中繼衛(wèi)星發(fā)射，且均為國(guó)家偵察局負(fù)責(zé)的衛(wèi)星。美國(guó)國(guó)防部的星座基本上沒(méi)有變化，但是美國(guó)更加注重未來(lái)彈性體系的轉(zhuǎn)型，相關(guān)論證和研究工作仍在積極推進(jìn)之中。

現(xiàn)有能力穩(wěn)居世界一流，系統(tǒng)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)

目前，美國(guó)建成了體系完備的軍用通信衛(wèi)星體系，以寬帶、窄帶、防護(hù)、中繼等專用衛(wèi)星系統(tǒng)為核心，確保關(guān)鍵的軍用衛(wèi)星通信服務(wù)的連續(xù)性和可獲得性；同時(shí)以其他手段為補(bǔ)充，借助快速響應(yīng)小衛(wèi)星來(lái)滿足戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用需求，通過(guò)民商用通信衛(wèi)星來(lái)彌補(bǔ)軍用容量的不足。整體而言，美國(guó)的軍用通信衛(wèi)星覆蓋特高頻（UHF）、超高頻（SHF）和極高頻（EHF）等各頻段，具備全球范圍常態(tài)化覆蓋和關(guān)鍵地區(qū)多重覆蓋能力。

美國(guó)的軍用通信衛(wèi)星主要由國(guó)防部和國(guó)家偵察局2個(gè)部門分別發(fā)展，各軍種也有零散的技術(shù)試驗(yàn)計(jì)劃。國(guó)防部主要負(fù)責(zé)發(fā)展寬帶、窄帶和防護(hù)系列衛(wèi)星系統(tǒng)，目前33顆在軌衛(wèi)星均為GEO軌道，是美軍軍用衛(wèi)星通信的骨干力量。國(guó)家偵察局主要負(fù)責(zé)發(fā)展數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，目前共有4顆衛(wèi)星在軌，采用HEO和GEO混合星座；此外，另有3顆秘密衛(wèi)星和2顆軍民兩用衛(wèi)星。

美國(guó)新一代軍用通信衛(wèi)星在性能上有大幅提升，遠(yuǎn)超上一代衛(wèi)星。新一代寬帶衛(wèi)星—“寬帶全球衛(wèi)星通信”計(jì)劃部署10顆，目前已有6顆在軌運(yùn)行，可提供X和Ka頻段雙向?qū)拵ㄐ?、Ka頻段單向廣播，以及Ka頻段空基情報(bào)、偵察和監(jiān)視平臺(tái)數(shù)據(jù)回傳三大業(yè)務(wù)。采用點(diǎn)波束、相控陣和數(shù)字信道化技術(shù)，極大提升了衛(wèi)星容量，單星容量可達(dá)3.6Gbit/s，超過(guò)現(xiàn)役國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)－3衛(wèi)星容量的總和。自寬帶全球衛(wèi)星通信－4起，后續(xù)衛(wèi)星均配備射頻旁路載荷，增強(qiáng)對(duì)空基情報(bào)、偵察和監(jiān)視平臺(tái)高速數(shù)據(jù)上傳的支持能力，最低數(shù)傳速率可達(dá)274Mbit/s。

新一代窄帶衛(wèi)星—“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”計(jì)劃部署5顆，目前已有2顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行（2015年1月發(fā)射了第3顆），采用透明轉(zhuǎn)發(fā)體制和寬帶碼分多址（WCDMA）空中接口，數(shù)據(jù)處理和交換均在地面完成。美軍計(jì)劃在美國(guó)本土、夏威夷、意大利和澳大利亞等地建設(shè)多個(gè)地面站，地面站之間通過(guò)光纖連接，配合空間段衛(wèi)星形成覆蓋全球的窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)?！耙苿?dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”采用空間大型可展開(kāi)天線和寬帶碼分多址體制，提升鏈路通信速率和系統(tǒng)容量，單星支持4189個(gè)標(biāo)準(zhǔn)速率終端同時(shí)接入，超過(guò)現(xiàn)役“特高頻后繼星”的總和。2014年，第3顆“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”已經(jīng)交付，第4顆衛(wèi)星也已完成環(huán)境試驗(yàn)。預(yù)計(jì)2015年整個(gè)系統(tǒng)將具備全面作戰(zhàn)能力。

新一代防護(hù)型衛(wèi)星—“先進(jìn)極高頻”計(jì)劃部署6顆，目前已有3顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，采用全數(shù)字化處理機(jī)進(jìn)行星上基帶處理，借助擴(kuò)跳頻技術(shù)、可移動(dòng)點(diǎn)波束和調(diào)零天線技術(shù)，大大提升了抗干擾能力和靈活性。同時(shí)，星上還配備具有路由和抗干擾功能的星間鏈路，提升系統(tǒng)的抗毀能力。衛(wèi)星攜帶低數(shù)據(jù)率、中數(shù)據(jù)率和擴(kuò)展數(shù)據(jù)率3種載荷，單條鏈路戰(zhàn)略通信速率可達(dá)19.2kbit/s，戰(zhàn)術(shù)通信速率可達(dá)8.2Mbit/s。“先進(jìn)極高頻”單星支持2000部用戶終端，容量430Mbit/s，較“軍事星”提升10倍以上。此外，“先進(jìn)極高頻”可創(chuàng)建4000多個(gè)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)，具備網(wǎng)絡(luò)快速重構(gòu)能力。

測(cè)試中的移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)-2衛(wèi)星

持續(xù)開(kāi)展彈性體系研究，未來(lái)體系初露端倪

2014年，美國(guó)繼續(xù)維持軍用通信衛(wèi)星領(lǐng)域全球領(lǐng)先地位。雖然美國(guó)國(guó)防部并未發(fā)射軍用通信衛(wèi)星，但其軍用通信衛(wèi)星體系轉(zhuǎn)型仍在繼續(xù)推進(jìn)。2012年發(fā)布的“軍用衛(wèi)星通信防護(hù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)減低”研究合同已接近尾聲，波音、衛(wèi)訊、L－3通信等公司已先后完成防護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形演示；2013年的“商業(yè)通信衛(wèi)星探路者”研究目前已成功發(fā)布第一份合同，第二份合同正在公開(kāi)招標(biāo)過(guò)程中。此外，美國(guó)空軍也在考慮將衛(wèi)星運(yùn)管業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)外包。

美軍向未來(lái)航天體系轉(zhuǎn)變的主要思路是分散式發(fā)展途徑，目標(biāo)是發(fā)展經(jīng)濟(jì)可承受的、具有彈性能力的體系。美軍主要的轉(zhuǎn)型思路是將原有的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略防護(hù)載荷分離，寬帶載荷多樣化發(fā)展。

對(duì)于防護(hù)通信，預(yù)計(jì)未來(lái)將有較大的能力差距，現(xiàn)有系統(tǒng)防護(hù)通信能力增長(zhǎng)10倍以上才能滿足未來(lái)的通信需求。由于未來(lái)將使用高級(jí)的密碼設(shè)備，戰(zhàn)術(shù)人員和遠(yuǎn)程遙控飛機(jī)（RPA）可能都無(wú)法使用防護(hù)戰(zhàn)術(shù)通信服務(wù)。此外，按照現(xiàn)行體系發(fā)展，未來(lái)雖然有可能滿足作戰(zhàn)的需求，但是花費(fèi)的成本較高，而且體系彈性很差。因此，分散式體系非常適合在核戰(zhàn)爭(zhēng)與對(duì)抗環(huán)境下使用。

對(duì)于寬帶通信，現(xiàn)行體系在基礎(chǔ)容量和長(zhǎng)距離空基情報(bào)、監(jiān)視和偵查（AISR）平臺(tái)的支持能力方面也存在顯著差距。目前，雖然寬帶系列的“寬帶全球衛(wèi)星通信”能力很強(qiáng)，而且隨著星載數(shù)字信道化器的升級(jí)，單星吞吐量將有大幅提升，但衛(wèi)星數(shù)量仍有限，且無(wú)法支持大量的空基情報(bào)、監(jiān)視和偵查通信需求。目前，許多無(wú)人機(jī)的需求都是通過(guò)商業(yè)衛(wèi)星來(lái)支持的。在寬帶通信方面，美軍繼續(xù)尋求多樣化的能力發(fā)展途徑，包括降低軍用寬帶系統(tǒng)的成本、探索有效載荷搭載與國(guó)際合作、探索新穎的利用商業(yè)衛(wèi)星能力的方式，等等。

但是，美軍的彈性體系轉(zhuǎn)型并不是一蹴而就或包治百病的，仍然存在很多問(wèn)題。2014年10月，美國(guó)政府問(wèn)責(zé)辦公室（GAO）從經(jīng)濟(jì)可承受性、系統(tǒng)彈性、系統(tǒng)性能3個(gè)角度對(duì)分散式空間體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。從經(jīng)濟(jì)可承受性角度看，由多顆小衛(wèi)星取代單顆大衛(wèi)星，需要衛(wèi)星數(shù)量更多，系統(tǒng)整體費(fèi)用并不會(huì)減少，在當(dāng)前預(yù)算緊縮環(huán)境下，美國(guó)國(guó)防部很難提供既維持原有體系又建設(shè)新體系的經(jīng)費(fèi)。從系統(tǒng)彈性角度看，將重要衛(wèi)星的戰(zhàn)略載荷和戰(zhàn)術(shù)載荷分散到不同衛(wèi)星上，會(huì)使敵手認(rèn)為沖突中攻擊戰(zhàn)術(shù)載荷衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)較低，而且衛(wèi)星數(shù)量的增多還會(huì)增加相互碰撞的概率。從系統(tǒng)性能角度看，對(duì)大型衛(wèi)星而言，分散將帶來(lái)系統(tǒng)性能的降低，而且在軌衛(wèi)星頻繁升級(jí)，會(huì)使同步開(kāi)發(fā)地面控制系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備的難度增加，并對(duì)航天發(fā)射工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)生影響。美國(guó)政府問(wèn)責(zé)辦公室最終建議，國(guó)防部需對(duì)分散式空間體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為深入的利弊分析，在經(jīng)費(fèi)、彈性和性能等影響因素之間找到最佳平衡點(diǎn)，同時(shí)開(kāi)展更多的演示驗(yàn)證和實(shí)踐活動(dòng)，以加深對(duì)實(shí)施這一概念的認(rèn)識(shí)和理解。

美軍衛(wèi)星通信長(zhǎng)期演進(jìn)體系

積極探索商為軍用途徑，軍商比例仍在探討

美軍一直以來(lái)都是商業(yè)衛(wèi)星容量的大客戶，在軍用衛(wèi)星通信體系向彈性體系轉(zhuǎn)型的大背景下，充分、有效地利用民商用衛(wèi)星資源也是有效的途徑之一。從傳統(tǒng)上來(lái)看，美軍主要通過(guò)租用商業(yè)衛(wèi)星容量和服務(wù)的方式，但是近期美國(guó)國(guó)防部的調(diào)研結(jié)果表明，短期（如1年期）的容量租用合同導(dǎo)致租用成本高漲，其單位帶寬成本與軍用專用的“寬帶全球衛(wèi)星通信”相比，甚至可能會(huì)高出4倍以上。因此，這也促使美軍開(kāi)始研究新的利用商業(yè)資源的模式，其中有效載荷搭載和新型容量租用協(xié)議就是比較有前景的方式。

2014年7月，美國(guó)空軍發(fā)布了首份不定交付期、不定交貨量（IDIQ）的有效載荷搭載合同包，共計(jì)涵蓋14家產(chǎn)業(yè)公司。這14家公司涵蓋衛(wèi)星制造商和衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商，美軍可根據(jù)任務(wù)需求從中選出合適的搭載服務(wù)提供商，從而以較低成本快速提供進(jìn)入空間的機(jī)會(huì)。

這份合同為期5年，預(yù)計(jì)合同總價(jià)將達(dá)到5億美元。其商業(yè)模式與國(guó)際信息系統(tǒng)局（DISA）的商業(yè)衛(wèi)星容量采購(gòu)相似：首先與多家產(chǎn)業(yè)公司簽訂不定交付期、不定交貨量，維持有效載荷搭載候選服務(wù)提供商資源庫(kù)；然后根據(jù)任務(wù)需求，從資源庫(kù)中競(jìng)標(biāo)，以固定價(jià)合同的方式來(lái)選擇性價(jià)比最高的方案。除搭載在商業(yè)衛(wèi)星上的空間段有效載荷以外，產(chǎn)業(yè)公司還應(yīng)提供綜合地面系統(tǒng)設(shè)備，以及與用戶之間的接口，構(gòu)成天地一體化的綜合解決方案。

這份有效載荷搭載合同不僅面向軍用通信載荷，也適用于導(dǎo)彈預(yù)警載荷和軍用氣象載荷。利用有效載荷搭載，不僅可以節(jié)省成本，而且可以實(shí)現(xiàn)空間能力的分散，增強(qiáng)系統(tǒng)的彈性。對(duì)美軍而言，需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題就是軍用采辦與商業(yè)采購(gòu)之間的時(shí)間進(jìn)度不統(tǒng)一，需要以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、接口和運(yùn)行概念等具體的形式來(lái)確定解決方案。

在商業(yè)容量租用方面，美軍試圖改變商業(yè)衛(wèi)星容量采購(gòu)模式的意愿由來(lái)已久，美國(guó)空軍計(jì)劃利用至少4個(gè)“探路者”（Pathfinder）計(jì)劃來(lái)嘗試未來(lái)高效采購(gòu)容量的手段。第一個(gè)方案是減少美軍帶寬租用的重復(fù)性，稱為“聚合”計(jì)劃，委派一家公司或機(jī)構(gòu)，全權(quán)管理所有在用的租用容量，確保不會(huì)出現(xiàn)冗余和浪費(fèi)；第二個(gè)方案是長(zhǎng)期租用轉(zhuǎn)發(fā)器，目前國(guó)際信息系統(tǒng)局租用的容量均為現(xiàn)貨市場(chǎng)采購(gòu)，且是短期的（1～2年），成本較高，而長(zhǎng)期租用轉(zhuǎn)發(fā)器則可以降低平均每年的租用成本；第三個(gè)方案是租用一顆接近壽命末期的GEO衛(wèi)星，這樣的衛(wèi)星一般會(huì)處于GEO傾斜軌道，以此來(lái)節(jié)省燃料，而這對(duì)許多商業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不合適，但對(duì)軍用的AISR平臺(tái)非常有用，可顯著降低租用的成本，而且美軍已經(jīng)在2013年底初開(kāi)展了多次試驗(yàn)；第四個(gè)方案目前尚未對(duì)外公布。無(wú)論如何，這些探索性的租用計(jì)劃都將以某種形式融入到未來(lái)美軍衛(wèi)星通信體系中。

首個(gè)“探路者”計(jì)劃于2014年4月正式招標(biāo)，6月與歐洲衛(wèi)星公司（SES）簽訂了固定價(jià)合同，合同總價(jià)值820萬(wàn)美元，基礎(chǔ)周期為1年，另有4個(gè)延長(zhǎng)1年的可選項(xiàng)。2014年6月，美軍又發(fā)布了第二項(xiàng)“探路者”計(jì)劃的信息征求書(shū)，研究在衛(wèi)星發(fā)射前采購(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)器的可行性。第二項(xiàng)“探路者”計(jì)劃預(yù)計(jì)2015年底開(kāi)始招標(biāo)，2016年初發(fā)布合同，支持AISR平臺(tái)的Ku頻段通信。

此外，美軍也在積極探索傳統(tǒng)微波通信途徑之外的通信手段。2014年6月10日，國(guó)際信息系統(tǒng)局與美國(guó)激光通信公司簽署了“合作研究與發(fā)展協(xié)議”，聯(lián)合研發(fā)衛(wèi)星-地面全球混合全光學(xué)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。根據(jù)國(guó)際信息系統(tǒng)局與該公司簽署的協(xié)議，雙方將致力于開(kāi)發(fā)MEO軌道通信衛(wèi)星基于激光的全光學(xué)通信解決方案。國(guó)際信息系統(tǒng)局將評(píng)估相關(guān)技術(shù)的可行性以及全光學(xué)系統(tǒng)的未來(lái)應(yīng)用前景，以確定激光通信衛(wèi)星系統(tǒng)如何能夠?yàn)閲?guó)防部提供信息服務(wù)。激光公司（Laser Light）成立于2012年，計(jì)劃從2017年第一季度開(kāi)始部署12顆MEO軌道全光學(xué)通信衛(wèi)星星座。屆時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)4.8Tbit/s的吞吐量，單星上下行通信速率均可達(dá)到200Gbit/s。此外，該系統(tǒng)還將實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前地面和海底光纖通信網(wǎng)絡(luò)的集成。

3　俄羅斯

俄羅斯2014年共進(jìn)行4次發(fā)射，成功發(fā)射6顆軍用通信中繼衛(wèi)星，其中2顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、1顆戰(zhàn)略通信衛(wèi)星和3顆移動(dòng)通信衛(wèi)星。俄羅斯近年來(lái)一直維持穩(wěn)定的發(fā)射活動(dòng)，雖然沒(méi)有公開(kāi)的體系規(guī)劃，但發(fā)展軍用衛(wèi)星通信能力的決心和意志可見(jiàn)一斑。

在軌衛(wèi)星數(shù)量雖多，現(xiàn)有體系能力相對(duì)有限

目前，俄羅斯軍用通信衛(wèi)星體系涵蓋了戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和數(shù)據(jù)中繼等多種類型，但由于其地處高緯度地區(qū)，在體系建設(shè)思路上與歐美有一定的區(qū)別。從整體上來(lái)看，俄軍按高軌、大橢圓軌道和低軌的方式來(lái)構(gòu)建軍用衛(wèi)星通信體系，在保障高緯度地區(qū)衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)上，利用LEO衛(wèi)星星座來(lái)實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。軍用通信衛(wèi)星都混編在“宇宙”（Cosmos）衛(wèi)星系列中，主要分LEO、大橢圓軌道和GEO三個(gè)方面進(jìn)行發(fā)展。

俄羅斯L E O軍用通信衛(wèi)星主要采用甚高頻（VHF）、UHF頻段，用于戰(zhàn)術(shù)通信，包括“箭”（Strela）和“泉”2套系統(tǒng)?！凹毙l(wèi)星是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)型戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星，目前已發(fā)展了3代，用于軍用和情報(bào)信息的中繼通信，第3代稱為箭－3。“泉”衛(wèi)星也是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)型戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星，是箭－3的升級(jí)版，自2005年起開(kāi)始發(fā)射。但是，這2個(gè)系列的衛(wèi)星均為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)體制，設(shè)計(jì)壽命較短，且數(shù)傳速率有限，例如箭－3系列衛(wèi)星的速率僅在2.4kbit/s量級(jí)，星上存儲(chǔ)空間僅12Mbyte。

俄羅斯大橢圓軌道軍用通信衛(wèi)星主要采用C頻段，用于戰(zhàn)略通信，包括“閃電”（Molniya）和“子午線”軍民兩用衛(wèi)星?！伴W電”是戰(zhàn)略通信衛(wèi)星，8顆衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，目前均已退役；“子午線”衛(wèi)星同樣用于戰(zhàn)略通信，用于替代“閃電”衛(wèi)星，容量較之大幅提升。

俄羅斯GEO軍用通信衛(wèi)星主要用于戰(zhàn)略通信和數(shù)據(jù)中繼，包括“虹”（Raduga）和“魚(yú)叉”（Garpun）2個(gè)系列?！昂纭毙l(wèi)星用于戰(zhàn)略通信，覆蓋俄羅斯本土，目前在軌3顆；“魚(yú)叉”是數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，替代原有的“急流”（Potok）衛(wèi)星，用于LEO軍用偵察衛(wèi)星的數(shù)據(jù)回傳，目前在軌1顆。此外，另有多顆“射線”衛(wèi)星，為軍民兩用。但整體來(lái)看，其與美國(guó)、甚至歐洲的差距依然很大。例如，俄羅斯目前在用的GEO通信衛(wèi)星“虹”，其星上僅攜帶6臺(tái)C頻段和1臺(tái)X頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，載荷數(shù)量和處理能力均有限。

俄羅斯信使-M衛(wèi)星測(cè)試中

維持穩(wěn)定年均發(fā)射數(shù)量，加快在軌能力恢復(fù)

近3年來(lái)，俄羅斯每年都維持3～5次的軍用通信衛(wèi)星發(fā)射，主要面向LEO移動(dòng)通信衛(wèi)星星座和大橢圓軌道衛(wèi)星的補(bǔ)充。目前，俄羅斯軍民兩用的“射線”系列衛(wèi)星可以基本實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，其他領(lǐng)域的衛(wèi)星體系能力也在不斷加強(qiáng)。

2014年8月，俄羅斯軍方內(nèi)部人士稱，俄羅斯正在計(jì)劃研制新型的保密軍用通信衛(wèi)星星座，主要面向國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和軍方。據(jù)悉，該星座有可能以現(xiàn)有的民用“信使”（Gonets）衛(wèi)星為藍(lán)本，整個(gè)星座計(jì)劃可能耗資18億美元。俄羅斯希望該系統(tǒng)在2020年前具備初始運(yùn)行能力，星座吞吐量達(dá)到80Gbit/s，到2025年，星座吞吐量達(dá)到120Gbit/s，并且可以同時(shí)支持全球100萬(wàn)部終端。

2014年10月，俄羅斯武裝力量通信管理總局局長(zhǎng)哈利爾·阿爾斯拉諾夫表示，俄羅斯軍用衛(wèi)星軌道集群將在2020年前新增9顆新型現(xiàn)代通信衛(wèi)星，其帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速度均有所提高。2014年10月20日，俄羅斯武裝力量通信部隊(duì)成立95周年。阿爾斯拉諾夫說(shuō)：“到2020年前，軍用通信衛(wèi)星軌道集群將新增9顆現(xiàn)代衛(wèi)星?！痹趪?guó)家采購(gòu)框架下，俄部隊(duì)將編入衛(wèi)星通信站，它在新型軟硬件基礎(chǔ)上建立，質(zhì)量和外形尺寸顯著降低，但同時(shí)具有經(jīng)過(guò)改進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。與此同時(shí)，正在對(duì)現(xiàn)有通信衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。

法國(guó)“希拉庫(kù)斯”衛(wèi)星在軌飛行示意圖

4　歐洲

歐洲在2014年僅發(fā)射了1顆軍民兩用通信衛(wèi)星“雅典娜-費(fèi)多思”，且為法國(guó)和意大利合作研制。此外，歐洲進(jìn)一步明確了各國(guó)獨(dú)立發(fā)展的格局，僅有小規(guī)模的國(guó)際合作。

雖然技術(shù)水平較高，但整體在軌能力有限

目前，歐洲發(fā)展通信衛(wèi)星的國(guó)家有英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利和西班牙，主要采用UHF和SHF頻段，少量衛(wèi)星擁有EHF頻段載荷，整體抗干擾和防護(hù)性能相對(duì)較弱。

歐洲在軌服役的軍用通信衛(wèi)星包括：法國(guó)2顆“希拉庫(kù)斯”（Syracuse）衛(wèi)星、德國(guó)2顆“聯(lián)邦國(guó)防軍通信衛(wèi)星”（C O M S A T B w）、意大利2顆“錫克拉”（Sicral）衛(wèi)星、英國(guó)7顆“天網(wǎng)”（Skynet）衛(wèi)星、西班牙1顆“西班牙衛(wèi)星”（Spainsat），以及法意聯(lián)合研制的“雅典娜-費(fèi)多思”衛(wèi)星。

在衛(wèi)星通信技術(shù)方面，由于擁有2個(gè)大型的衛(wèi)星制造商[歐洲空客防務(wù)與航天公司和泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）]，其中泰雷茲-阿萊尼亞航天公司還是全球最大的有效載荷提供商。歐洲的衛(wèi)星研制工業(yè)基礎(chǔ)非常雄厚，而且在歐洲航天局（ESA）的支持下，歐洲衛(wèi)星通信研制水平也在不斷提升。例如，其在空間激光通信領(lǐng)域就一直走在世界的前列，2013年發(fā)射的“阿爾法衛(wèi)星”（Alphasat）在2014年成功完成了GEO到LEO的星間鏈路激光通信演示驗(yàn)證試驗(yàn)，服務(wù)對(duì)象為“哨兵”系列LEO對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。初始試驗(yàn)數(shù)傳速率為0.6Gbit/s，后續(xù)可擴(kuò)展至1.8Gbit/s。

從技術(shù)角度來(lái)看，歐洲在軍用通信衛(wèi)星上已廣泛應(yīng)用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)在多顆衛(wèi)星上采用了EHF頻段，且進(jìn)行了抗核加固。例如，天網(wǎng)－5系列衛(wèi)星采用可移動(dòng)點(diǎn)波束和有源相控陣接收天線，法國(guó)希拉庫(kù)斯－3衛(wèi)星采用可移動(dòng)區(qū)域波束和點(diǎn)波束，均具備較強(qiáng)的抗干擾能力。該衛(wèi)星還采用了星上處理技術(shù)，支持EHF與SHF頻段的交聯(lián)。

但整體來(lái)看，歐洲在軌軍用通信衛(wèi)星一方面數(shù)量相對(duì)較少，另一方面覆蓋也比較有限，主要以歐洲為中心，分別向中東和大西洋方向擴(kuò)展。而且在軌軍用衛(wèi)星的整體能力較美國(guó)差距巨大，以UHF頻段移動(dòng)通信為例，美國(guó)目前在軌UHF頻段容量可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，且可同時(shí)支持9000多路5kHz基本信道同時(shí)接入；反觀歐洲，雖然有多達(dá)11顆衛(wèi)星攜帶了UHF頻段載荷，但主要分布在34°（W）～63°（E），合計(jì)可提供345路5kHz基本信道同時(shí)接入，遠(yuǎn)低于美國(guó)的容量水平。

國(guó)際合作相對(duì)有限，整體上為各國(guó)獨(dú)立發(fā)展

在軍用通信衛(wèi)星方面，歐洲繼續(xù)采取各國(guó)獨(dú)立發(fā)展的方式，僅存在小范圍內(nèi)的國(guó)際合作。目前，歐洲軍用通信衛(wèi)星集中在英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、西班牙5個(gè)國(guó)家，在軌軍用通信衛(wèi)星數(shù)量分別為7顆、2.5顆、2顆、2.5顆和1顆（國(guó)際合作的衛(wèi)星按0.5顆計(jì)算）。

2014年2月，法意合作研制的“雅典娜-費(fèi)多思”軍民兩用通信衛(wèi)星成功發(fā)射，為法國(guó)和意大利國(guó)防部以及這些國(guó)家的安全機(jī)構(gòu)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。該衛(wèi)星的主承包商是泰雷茲-阿萊尼亞航天公司，衛(wèi)星質(zhì)量約3080kg，采用空間客車－4000B2 （Spacebus－4000B2）平臺(tái)建造，攜帶EHF、Ka頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，設(shè)計(jì)壽命15年。

2 0 1 4年3月，西班牙國(guó)防部副部長(zhǎng)P e d r o Argüelles與挪威國(guó)防部國(guó)務(wù)秘書(shū)Oystein Bo在馬德里舉行會(huì)見(jiàn)，討論在衛(wèi)星通信領(lǐng)域達(dá)成新的諒解備忘錄。作為兩國(guó)友好關(guān)系的結(jié)果，2010年9月7日，西班牙與挪威簽署了有關(guān)通信衛(wèi)星采辦、發(fā)射和運(yùn)行方面的合作諒解備忘錄。然而，由于市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，以及兩國(guó)在國(guó)防投資方面的其他優(yōu)先領(lǐng)域，2012年9月，兩國(guó)政府終止了對(duì)“西班牙-挪威衛(wèi)星”（Hisnorsat）項(xiàng)目的投資，但保留了合作協(xié)議，并承諾將進(jìn)一步重新考慮在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的合作。目前，兩國(guó)代表團(tuán)正在洽談新的合作關(guān)系，并將恢復(fù)適用于衛(wèi)星的新的諒解備忘錄，新的諒解備忘錄將擴(kuò)展至諸如地球觀測(cè)衛(wèi)星等其他裝備。

2014年10月，盧森堡政府確認(rèn)了與商業(yè)衛(wèi)星群運(yùn)營(yíng)商歐洲衛(wèi)星公司創(chuàng)建合資公司，以建造1顆專用軍用通信衛(wèi)星的計(jì)劃。該衛(wèi)星將為北約提供為期10年、價(jià)值1億歐元（約1.3億美元）的通信服務(wù)。該衛(wèi)星將使用由盧森堡政府注冊(cè)的位于歐洲上方的軌道位置，提供X頻段和軍用Ka頻段，以供盧森堡政府自用，同時(shí)也賦予北約自由訪問(wèn)權(quán)。

5　其他國(guó)家

2014年，其他國(guó)家和地區(qū)均未發(fā)射軍用通信衛(wèi)星?？傮w來(lái)看，其他國(guó)家和地區(qū)的軍用通信衛(wèi)星發(fā)展較為零散，且力量比較薄弱，甚至呈斷斷續(xù)續(xù)的態(tài)勢(shì)。但是，隨著擁有軍用通信衛(wèi)星國(guó)家的數(shù)量不斷增多，其建設(shè)途徑、建設(shè)方式值得思考與借鑒，特別是我國(guó)周邊的日本、印度、韓國(guó)等國(guó)軍用通信衛(wèi)星的發(fā)展，也非常值得關(guān)注。

整體發(fā)展較為分散，在軌衛(wèi)星能力有限

除美國(guó)、俄羅斯和歐洲以外，其他國(guó)家和地區(qū)的軍用通信衛(wèi)星發(fā)展主要集中在阿聯(lián)酋、澳大利亞、巴西、韓國(guó)、加拿大、墨西哥、日本、印度、以色列等國(guó)家，共計(jì)16顆，且均為GEO軌道，在軌能力相對(duì)十分有限。

從左表可以看出，其他國(guó)家和地區(qū)軍用通信衛(wèi)星發(fā)展相對(duì)偏弱。一方面，從衛(wèi)星數(shù)量上來(lái)看，各國(guó)衛(wèi)星數(shù)量均較少，最多的為以色列，軍民兩用衛(wèi)星達(dá)到4顆。另一方面，從在軌能力上來(lái)看，基本上不涉及先進(jìn)的星上處理技術(shù)，僅攜帶多臺(tái)軍用轉(zhuǎn)發(fā)器。

發(fā)展基本的在軌能力，途徑和方式各異

由于其他國(guó)家軍用衛(wèi)星通信需求相對(duì)有限，且集中在本國(guó)國(guó)土及周邊地區(qū)，因而往往解決的是有無(wú)問(wèn)題。此外，考慮到本國(guó)航天制造基礎(chǔ)工業(yè)能力的局限性，其他國(guó)家和地區(qū)往往采用多種不同的方式來(lái)發(fā)展本國(guó)衛(wèi)星。

進(jìn)行天線測(cè)試的加拿大阿尼克-G1衛(wèi)星

其他國(guó)家軍用通信衛(wèi)星體系與能力

除日本、印度和以色列具備GEO通信衛(wèi)星研制能力以外，墨西哥、巴西和澳大利亞等國(guó)家均為采購(gòu)其他國(guó)家的衛(wèi)星。而且，除印度為軍用專用衛(wèi)星以外，日本、以色列、韓國(guó)等其他國(guó)家均為軍民兩用形式。除此之外，在其他國(guó)家商業(yè)衛(wèi)星上搭載軍用通信載荷的情況也逐漸增多。在這方面，澳大利亞開(kāi)了先河，率先在美國(guó)國(guó)際通信衛(wèi)星－22（Intelsat－22）上搭載了軍用UHF頻段載荷。

2 0 1 4年初，波音公司完成墨西哥“世紀(jì)”（C e n t e n a r i o）衛(wèi)星研制工作。衛(wèi)星研制完成后將交給墨西哥通信與交通部（S C T），在發(fā)射前都由后者負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和維護(hù)。在墨西哥衛(wèi)星公司（S A T M E X）被歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）并購(gòu)之后，墨西哥在通信與交通部的領(lǐng)導(dǎo)下建立了墨西哥衛(wèi)星公司，發(fā)展新的通信衛(wèi)星系統(tǒng)，其空間段包括2顆GEO移動(dòng)通信衛(wèi)星和1顆GEO固定通信衛(wèi)星。波音公司是整個(gè)系統(tǒng)的主承包商，利用波音衛(wèi)星系統(tǒng)－702HP （BSS－702HP）平臺(tái)研制2顆移動(dòng)通信衛(wèi)星。另外一顆固定通信衛(wèi)星“雙世紀(jì)”（Bicentenario）則交由軌道科學(xué)公司（OSC）研制，并于2012年底成功發(fā)射，由電信公司（Telecomm）運(yùn)管。系統(tǒng)空間段剩余的2顆衛(wèi)星—“世紀(jì)”和莫雷洛斯－3（Morelos－3）計(jì)劃2015年發(fā)射。

6　總體發(fā)展趨勢(shì)

軍用衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)將進(jìn)一步向更多國(guó)家擴(kuò)散

軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化軍用信息系統(tǒng)的重要組成部分，在保障海外作戰(zhàn)、特別是空中和海上行動(dòng)方面，具有不可替代的作用?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)的作用，并通過(guò)各種方式來(lái)獲得軍用衛(wèi)星通信能力。以印度和日本為代表的具備一定航天能力的國(guó)家，逐步開(kāi)始發(fā)展專門為軍隊(duì)服務(wù)的通信衛(wèi)星系統(tǒng)；以澳大利亞、加拿大和盧森堡等為代表的具有共同軍用利益的國(guó)家，則通過(guò)國(guó)際合作的方式獲得軍用衛(wèi)星通信能力；以阿聯(lián)酋、以色列、巴西和墨西哥等為代表的其他國(guó)家，則通過(guò)軍民兩用的形式獲得軍用衛(wèi)星通信能力?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)隨著航天技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用的深化，將會(huì)有越來(lái)越多的國(guó)家獲得并依賴軍用衛(wèi)星通信能力。

體系彈性與系統(tǒng)安全性將成為未來(lái)發(fā)展主題

隨著擁有軍用衛(wèi)星通信能力國(guó)家的增多，空間將變得更加擁擠且富有對(duì)抗性。軍用作戰(zhàn)對(duì)衛(wèi)星通信能力依賴性的增加，也將進(jìn)一步凸顯出軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)的脆弱性。未來(lái)，軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)將會(huì)面臨物理攻擊、電磁干擾和網(wǎng)絡(luò)攻擊等多種威脅。因此，系統(tǒng)魯棒性和安全性問(wèn)題將會(huì)日益突出。目前，美軍已經(jīng)提出體系彈性的概念，并開(kāi)展了初步的研究。從軍用通信衛(wèi)星領(lǐng)域來(lái)看，未來(lái)發(fā)展的詳細(xì)規(guī)劃尚不明確，但其轉(zhuǎn)型的思路已經(jīng)基本確定，未來(lái)發(fā)展還有待持續(xù)的研究。

“雙世紀(jì)”通信衛(wèi)星在軌飛行示意圖

軍商進(jìn)一步融合，產(chǎn)業(yè)公司將發(fā)揮更大作用

在軍用航天預(yù)算普遍削減的背景下，產(chǎn)業(yè)界的作用得到凸顯。近年來(lái)，商業(yè)運(yùn)營(yíng)商瞄準(zhǔn)政府和軍方用戶，拓展在軌容量，提供定制型服務(wù)。歐洲阿斯特留姆公司（現(xiàn)已改為空客防務(wù)與航天公司）在運(yùn)營(yíng)英國(guó)天網(wǎng)－5衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采購(gòu)了“亞塞特衛(wèi)星”、阿尼克－G1衛(wèi)星的軍用容量，實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋，可靈活滿足全球范圍內(nèi)軍用衛(wèi)星通信的需求。

此外，隨著通信衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步，商用衛(wèi)星與軍用衛(wèi)星的界線進(jìn)一步模糊。首先，在頻段分布上，從UHF頻段一直到Ka頻段，幾乎都同時(shí)部署有軍用和商用衛(wèi)星系統(tǒng)；其次，隨著有效載荷搭載方式的逐漸興起，商業(yè)運(yùn)營(yíng)商的商用通信衛(wèi)星開(kāi)始搭載UHF、X和Ka等軍用頻段載荷，使得軍用衛(wèi)星與商用衛(wèi)星越來(lái)越難以區(qū)分，同時(shí)也催生了諸多面向軍用用戶的定制化衛(wèi)星通信服務(wù)。繼美國(guó)和西班牙的X星公司（XTAR）之后，國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司（INMARSAT）在研制第5代衛(wèi)星之初就進(jìn)行了特殊的規(guī)劃，其選用的頻段使得系統(tǒng)可以與美國(guó)的“寬帶全球衛(wèi)星通信”和法意的“雅典娜-費(fèi)多思”衛(wèi)星系統(tǒng)互補(bǔ)。歐洲通信衛(wèi)星公司更是計(jì)劃在未來(lái)商用通信衛(wèi)星上采用抗干擾技術(shù)。未來(lái)，產(chǎn)業(yè)公司將在政府的扶持和引導(dǎo)下，在軍用衛(wèi)星通信領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

Analysis Of Foreign Military Communications Satellites In 2014