+ 方志英

移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)
——來自太空的智能手機(jī)網(wǎng)絡(luò)

+ 方志英

美海軍移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)（MUOS）衛(wèi)星星座共由5顆衛(wèi)星組成。2015年9月2日，該系列中的第4顆衛(wèi)星從佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角發(fā)射升空，約3小時后捕獲到衛(wèi)星信號。8月28日，海軍通信衛(wèi)星項目辦公室移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)項目主管喬·坎上校在接受電話采訪時，向記者介紹了MUOS-4衛(wèi)星在該星座中的重要性。他說：“在我們準(zhǔn)備發(fā)射第四顆衛(wèi)星的過程中，我就強(qiáng)調(diào)了要通過這顆衛(wèi)星的添加，來實現(xiàn)移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)的完全作戰(zhàn)能力?！蓖ㄟ^目前在軌運行的各顆衛(wèi)星，MUOS星座已經(jīng)能夠通過傳統(tǒng)載荷實現(xiàn)作戰(zhàn)能力。

通過移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)的專業(yè)設(shè)計和開發(fā)，美海軍可在先進(jìn)的軍用衛(wèi)星通信能力方面繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。該系統(tǒng)設(shè)計著眼于美軍移動部隊，是下一代窄帶戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可供那些需要更高數(shù)據(jù)率、全球保密話音和視頻及任務(wù)數(shù)據(jù)的用戶使用。更具體地說，移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)星座的作用就像是太空中的一個智能手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過利用商用蜂窩電話技術(shù)，其為用戶提供的通信能力可比現(xiàn)有系統(tǒng)高出10倍。

同時接受媒體采訪的洛克希德·馬丁公司主管窄帶通信的副總裁艾里斯·鮑姆貝林說：“對于我們的移動部隊來說，這意味著他們將第一次能夠與MUOS終端所連接的全球任意用戶，實現(xiàn)安全高保真的話音對話、小組聯(lián)網(wǎng)呼叫和數(shù)據(jù)交換，其中還包括視頻?！?/p>

移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)項目的主管單位，是位于圣迭戈的太空與海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部（SPAWAR）的太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室。該辦公室稱，這些衛(wèi)星能夠直接在用戶之間路由呼叫，也可將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給其他MUOS衛(wèi)星，以連接分散更廣的用戶，其運行方式很像連接地面電話呼叫的蜂窩電話塔。不過，這種增強(qiáng)型能力的受益者，并非只有地面上的移動用戶。通過為國防部和其他政府機(jī)構(gòu)提供窄帶衛(wèi)星通信，海軍可在國家太空領(lǐng)域的工作中發(fā)揮重要作用。太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室稱，移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)服務(wù)也可供艦船、飛機(jī)和車輛使用。

2016年6月24日上午10∶30，在卡納維拉爾角空軍基地，美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟通過“宇宙神-5”號火箭成功發(fā)射，此次發(fā)射將美國海軍移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)（MUOS）第五顆也是最后一顆衛(wèi)星送入軌道，實現(xiàn)了美國新一代窄帶衛(wèi)星通信星座。

一、MUOS系統(tǒng)簡史

作為特高頻后續(xù)（UFO）衛(wèi)星系統(tǒng)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，MUOS衛(wèi)星的最終目標(biāo)旨在改進(jìn)作戰(zhàn)人員的通信能力。

特高頻被太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室稱作“軍方的通信役馬”，是唯一能夠穿透叢林植被、惡劣天氣和城區(qū)地形的無線電頻率。此外，據(jù)該辦公室稱，在MUOS-1發(fā)射之前，60%以上的軍用衛(wèi)星通信用戶都是通過UHF頻段予以支持的。

組成美海軍移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)的5顆衛(wèi)星之一。

不過，隨著特高頻后續(xù)衛(wèi)星星座壽命終點的臨近，MUOS項目開始登上舞臺。MUOS衛(wèi)星設(shè)計有兩種有效載荷，以保證傳統(tǒng)UHF窄帶通信能力的可訪問性以及即將到來的增強(qiáng)型新能力?？步忉屨f：“MUOS衛(wèi)星有兩個載荷，一個傳統(tǒng)載荷，為當(dāng)前的全球20萬用戶及終端提供支持，還有一個類似現(xiàn)代蜂窩電話業(yè)務(wù)的未來載荷。這能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前能力與近期未來能力之間的平滑過渡?！?/p>

自項目啟動起，海軍就認(rèn)識到了對于充足帶寬的需求，以容納MUOS衛(wèi)星巨大的雙載荷。來自太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室的消息稱，2008年，向終端開發(fā)人員提供了第一版的MUOS寬帶碼分多址（WCDMA）波形。此后，開始了全系統(tǒng)運行。

隨后的MUOS-2于2013年7月19日發(fā)射升空，并進(jìn)入美國大陸本土上空軌道。這兩顆衛(wèi)星共同為全球多個地點的作戰(zhàn)人員提供傳統(tǒng)通信能力。鮑姆貝林說，此外，這兩顆在軌MUOS衛(wèi)星也已經(jīng)在演示新的能力，特別是在之前UHF衛(wèi)星無法覆蓋的北極地區(qū)。

北極地處偏遠(yuǎn)，對MUOS形成了挑戰(zhàn)，但洛克希德·馬丁公司認(rèn)為，MUOS是有可能實現(xiàn)對北極地區(qū)的覆蓋能力的。鮑姆貝林說，這“對政府來說是有利的”。該公司在3萬英尺的高度上進(jìn)行了測試，交付了清晰的話音、話音識別、文本發(fā)送和類似智能手機(jī)的能力。

2014年，在洛克希德·馬丁公司與業(yè)界伙伴通用動力公司、羅克韋爾·柯林斯公司和哈里斯公司共同舉行的獨立測試期間，MUOS成功實現(xiàn)了北極附近用戶的連接。他們使用3部不同的電臺，在遠(yuǎn)至北緯89.5°和峰值軌道條件下，演示了寬帶碼分多址能力。據(jù)洛克希德·馬丁公司網(wǎng)站的消息稱，這種內(nèi)在的話音和數(shù)據(jù)訪問能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了北緯65°的系統(tǒng)要求。他們還參加了美國海軍2014年度的“冰雪演習(xí)”，以及美國海岸警衛(wèi)隊的“2014北極盾牌”演習(xí)。

2015年1月30日，MUOS-3從位于佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的美空軍站發(fā)射升空。與MUOS-1和MUOS-2一樣，這顆衛(wèi)星也是搭載Atlas V運載火箭發(fā)射進(jìn)入太空的。太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室稱，在MUOS-3進(jìn)入大西洋上空的指定位置之后，合同商們進(jìn)行了在軌測試，以驗證衛(wèi)星需求和運行情況。海軍于2015年6月5日接收了MUOS-3，正計劃向美軍戰(zhàn)略司令部進(jìn)行作戰(zhàn)移交。

二、MUOS-4基本情況

MUOS-4在2015年9月2日搭載Atlas V運載火箭從卡納維拉爾角空軍站發(fā)射之后，成功進(jìn)入了轉(zhuǎn)移軌道。

在發(fā)射之后的10天期間，MUOS-4執(zhí)行了一系列共7次的液體遠(yuǎn)地點引擎燃燒，從轉(zhuǎn)移軌道過渡到了太平洋上空的一個地球同步軌道。燃燒時間從18分鐘到48分鐘不等，將該衛(wèi)星最終定位在地球上方約2.2萬英里的測試位置。

為了適用于Atlas V運載火箭頂部的整流裝置，MUOS-4的發(fā)射采用了一種“儲藏式”配置。在到達(dá)測試位置后的36個小時內(nèi)，該衛(wèi)星執(zhí)行了所有的展開，包括天線和太陽能陣列，展開后為94英尺。目前，在軌測試合同商正在驗證MUOS-4是否達(dá)到了設(shè)計性能規(guī)范。

三、MUOS的未來

到2015年年底，多軍種作戰(zhàn)測試與評估階段2基本結(jié)束。太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室稱，該測試與評估的范圍已經(jīng)從最初的端到端測試進(jìn)行了大幅擴(kuò)展，并將使用兩顆衛(wèi)星，通過至少兩個地面站而不是一個地點來路由呼叫，而且將涉及數(shù)量更多的電臺和國防信息系統(tǒng)局（DISA）遠(yuǎn)程端口。

MUOS-5于2016年發(fā)射，目前已經(jīng)入軌并成功展開其太陽能電池板和天線，正在進(jìn)行預(yù)運行和在軌測試。第五顆衛(wèi)星將作為一顆在軌備份衛(wèi)星，并帶有附加的傳統(tǒng)能力?？舱f，目前對第六顆衛(wèi)星的開發(fā)尚未作出最終決策。據(jù)太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室稱，從長遠(yuǎn)來看，MUOS衛(wèi)星星座及其相關(guān)網(wǎng)絡(luò)將可把窄帶通信的可用能力大大延伸到2025年以后。

目前，MUOS已做好準(zhǔn)備，以最有價值的方式來提升作戰(zhàn)人員的生命保障。首要助理項目主管皮特·希伊中校稱：“有了MUOS之后，劣勢用戶的數(shù)量將可大幅縮減，而那些擁有超視距通信能力的新增用戶，將能夠更加高效安全地完成自己的工作任務(wù)。它應(yīng)該會非常簡單，以至于某個可能無法通過其他手段擁有超視距通信能力的作戰(zhàn)人員可以說，‘我現(xiàn)在在什么位置，我是某某某，我需要幫助，’而且該作戰(zhàn)人員知道，位于另一端的某個人能夠提供這種支持?！?/p>