美国“宽带全球卫星通信系统” .docxVIP

s堕一型一黑i薹兀n6 a 全球卫星通信系林飞祝彬陈萱国联合投资。wgs系统的首颗卫星于2007年10 月发射升空，当前已有6颗wgs卫星升空，第10 颗卫星也已经采购。美军还希望再采购2颗，形 成由12颗卫星组成的星座，全面入轨要ni2018年 左右。20l 398月，美国空军“宽带全球卫星通 wgs系统是美军贯彻渐进式、螺旋式、性 信系统” (wgs)的第6n卫星在卡纳维拉尔 能逐步提高采办原则进行发展的典型计划。该 角发射场由德尔它4火箭发射升空，并送入预定 星座前3颗为基本型第一批次(block i)，已 轨道。wgs-6是美国与澳大利亚合作研制的卫 交付美国空军使用；从第4颗卫星起为第二批次 星。澳大利亚政府为wgs一6出资7亿美元，从而 (block)，增加了无线电旁路设备，带宽将成 获得了wgs整个星座的使用权。倍增加；从第8颗起，系统还将进一步升级，增加新的数字信道选择器，继续提高卫星容量。一、“宽带全球卫星通信系统”发展历程二、“宽带全球卫星通信系统”构成“宽带全球卫星通信系统” (wgs)计划wgs系统由空间段、地面控制段和用户终 由美国国防部于1997年8月提出，旨在发展新一端段组成。空间段由1012颗同步轨道卫星构 代宽带卫星通信系统，替代现役第三代宽带卫星 成。在当前在轨的6颗wgs卫星中，前5颗轨道 通信系统“国防卫星通信系统”(dscs)3。该 位置已公布。wgs-l5轨道位置依次是东经 计划于2001年1月选择波音公司为主承包商进行 1748度、东经605度、西经12度、东经885度 研制，并计划建造5颗业务卫星和1颗备份卫星， 与西经525度，分别覆盖太平洋、印度洋、大西 但由于2009年美军取消了下一代宽带卫星通信 洋、印度洋与美国大陆。 系统“转型卫星通信系统”(tsat)的研制计 1空间段 划，使wgs计划得到了大幅度扩张，卫星数量wgs卫星(见图1)均采用波音公司的bss- 增加到10颗。除第6颗外，第9颗也是国际合作卫 702hp大功率卫星平台、氙离子推进系统、三 星，由加拿大、丹麦、卢森堡、荷兰与新西兰等 联接砷化镓太阳能帆板和带有软热管的展开式14卞目航天2013年第121罄1万方数据散热器。卫星设计寿命14年，功率13千瓦，重信终端，且与现役dscs-3终端是相互兼容的。约6吨。wgs终端用户主要有美国国防通信系统、陆军 单颗wgs卫星安装了13副天线，具有x和地面机动部队、空军机载终端、海军舰艇、白宫 ka两种频段。其中包括3副x频段天线(2副为通信局、国务院、核力量指挥所以及澳大利亚 相控阵天线(收发各一副)，可形成8个可控陆军和其他盟军。此外，wgs还拥有移动战术成形波束；1副为喇叭形收发天线，可形成一个 终端，如高容量4频段的“地面多频段终端”、 地球区域覆盖波束)和10#1ka频段天线(8副 “多频段多模式一体化卫星终端”以及新型ka 双工万向架抛物面天线以及2副双工抛物面窄波频段地面终端kasat等。束天线，可形成104ka频段可控窄波束)。1 3三、“宽带全球卫星通信系统”副天线形成的194波束可覆盖南北纬65度之间技术特点与能力水平19个独立地区。w g s卫星采用数字信道选择器，可将wgs系统是美军有史以来功率最大、容量 ka频段1吉赫上下行链路带宽(303 1吉赫最大的宽带军事通信卫星系统。一颗单星相当于202212吉赫)以及x频段soo，l赫上下行链现役dscs-3的10倍。wgs卫星采用了诸多先进 路带宽(7984吉赫725775吉赫)在每副技术，能力水平有了显著提高，一些新技术在军 天线覆盖区分割成39条主信道(ka频段22条，x频用通信卫星领域尚为首次使用。 段17条)，平均每条信道的带宽可达到125，l赫。1w6s是美军容量最大的宽带卫星通信系统 每条主信道又可划分为48个独立路由子信道，共wgs卫星采用带宽较大的超高频(shf) 计1872个子信道，每个子信道带宽269if赫。波段的x频段与极高频(ehf)波段的ka频段，2地面控制段通信容量为1236吉ll秒，瞬时最高容量 地面控制段主要通过空间地面链路系统与 可达4875吉el秒，使其具备了语音、数据、遥测跟踪控制系统对wgs卫星进行控制；科罗 图像等多媒体信息高速率传输能力。该卫星将 拉多州施里弗空军基地的空军卫星测控中心是 dscs-3与3颗“特高频后继卫星”(ufo)载 wgs系统的主要控制中心，卫星平台由空军第荷“全球广播服务”(gbs)的功能合二为一， 三空间作战中队控制；卫星载荷由该空军基地陆其中x频段替代dscs-3功能，为美国政府与 军第53信号营控制。卫星其它地面控制设施还包 军队首脑机关提供固定宽带通信；ka频段替代 括位于马里兰州米德堡和迪特里克堡的宽带卫星ufo的gbs功能，为美军提供视频以及音频广播 控制中心、加利福尼亚州罗伯茨兵营宽带卫星控 服务。 制中心、夏威夷州瓦西阿瓦宽带卫星控制中心、2可控波束成型天线与数字信道选择器提 驻日美军冲绳基地宽带卫星控制中心、德国兰德 供灵活的联通性 斯图的美军国防网络中心、澳大利亚东西部卫 wgs卫星携带可形成点波束的相控阵与抛 星地面站。此外，还有连接德国兰德斯图、澳大 物面天线。wgs的13n天线中有1290可形成可 利亚以及夏威夷的陆地光缆。控点波束，共形成19个可控点波束，具备向不同3用户终端段覆盖区提供广播和群播能力。数字信道选择器是 wgs用户终端由一系列工作在x和ka频段卫星上最关键的器件，其作用是将模拟信号转化 的地面卫星终端组成。这些终端主要是战略通为数字信号，并将卫星通信容量划分成26兆赫aerospace china 201312 1 5万方数据s 堕一型一墅舢 堕一一 |蓉wgs与dscs一3通信能力比较球卫星通信系统后，就等于从拨号上网进入了用户wgsdscs一3宽带上网时代”。空中分派任务命令o4秒57秒1在常规作战中提供大容量高速率实时视频图像(20厘米25厘米24兆ll秒)99f,2分通信雷达图像(全球鹰，1200e el秒)459d,20分wgs系统为美军提供双向xka频段宽(卫星雷达图像，1吉el秒)64分83分带通信、单向ka频段广播业务。wgs首颗卫同时以137jl比秒星刚发射半年就用于军事行动，这是史无前例无人机没有服务与8架无人饥通信的。wgs曾为驻阿富汗、伊拉克和西南亚地区的美军提供作战通信支持。如为“全球鹰” 的1872个子信道，然后对子信道进行信号交换和侦察无人机、“捕食者”侦察一打击一体化无 路由分配处理，使信号可从一个频段交互联通到 人机提供安全、实时链接。3颗wgs卫星就能另一个频段，即x频段上行链路可以链接ka频段够支持8架无人机进行通信。wgs系统第一批下行链路，ka频段上行链路可以链接x频段下行次的399卫星可以1 37兆比秒速率同时传输数 链路，为多频段地面终端提供了极大的信息联通据，第二批次的前3颗卫星可将“全球鹰”无 灵活性，可连接位于任意区域且处于不同工作频人侦察机的图像传输速度由1 37兆tl秒提高到 率的用户，也可为星座测控提供非常有效灵活的274兆tt秒。wgs还支持“战术级作战人员 上行链路频谱监控能力。信息网”(wint)联通。wint除了利用 3卫星平台使用氙离子推进系统，有利于dscs-3，还租用商用卫星ku频段进行网络联 卫星轨道机动通。wgs运行后，使win-t不再依赖商用通 wgs卫星采用了氙离子推进的波音bss-信卫星。wgs不仅为wint提供保密的网络 702hp卫星平台，是首个采用氙离子推进系统 联通，而且提供ka频段高带宽“动中通”战 的军用通信卫星系统。氙离子推进系统的效率 术通信能力，使win-t网络真正实现为野战 比常规的双组元推进剂系统高10倍，4个25厘人员提供移动战术通信。图2为wgs系统的基米的推进系统就可以在转移轨道运行期间消除本架构。 轨道离心率，有利于轨道机动与轨道维护。此2形成全球反恐作战网，支持反恐统一军 外，wgs卫星的展开式散热器可为有效载荷 事行动 提供凉爽稳定的热环境，从而提高部件的可靠性与稳定性。四、“宽带全球卫星通信系统”的军事应用-汰7ika童强一rwgs系统目前已投入作战使用，初步显示，慵i高分辨率成像等多媒体信息提供高速率通信。霞其为美军视频流、远程会议、实时数据传输和带宽发生质的飞跃，就如同美国空军宽带卫星；|譬全系统运行后，将使美国和澳大利亚军队通信蒸一通信指挥官唐纳德罗宾斯指出的“使用宽带全图2 “宽带全球卫星通信系统”的基本架构16中固航天2013年第12期万方数据“全球反恐作战网”由东经1748度的 wgs-1、东经605度的wgs-2和东经215 度的“欧洲通信卫星”w6商用通信卫星组 成。覆盖西起德国兰德斯图驻德美军国防网 络中心、东至韩国和夏威夷瓦西阿瓦的广大 地区。该网络为美军无人作战终端提供了安 全数据链路。3将使澳大利亚等盟国通信能力获得大 幅提升为解决澳大利亚军队在全球军事行动和 应急行动中卫星通信能力严重不足的问题， 2007年11月澳大利亚与美国达成协议：美国 允许澳大利亚在全球范围使用wgs，而澳大 利亚为美国第6颗wgs卫星出资。据报道， wgs已为澳大利亚军队提供了重要的通信服 务。第9颗卫星升空后，将使加拿大、丹麦、 卢森堡、荷兰与新西兰等国的军事通信能力获得大幅度提升。在2010年就已具备了吉比秒量级传输容量的卫星通信能力，zi2020年将具备10吉ll秒传输容五、结束语量的卫星通信能力。wgs是美军实现通信卫星按照美军发射wgs卫星的时间节点，美军由战略通信向战术通信转型的第一个宽带卫星通信系统。美军不仅要求窄带战 术通