我国卫星互联网高轨卫星03发射升空啥是网络？和低轨啥区别？

  最近有许多观众关注到了卫星的名字，提出了一些疑问，“高轨卫星和低轨卫星有啥不一样的区别”“这是提供互联网的卫星吗”？

  目前，我国在高轨和低轨都部署了许多的互联网卫星，在这两种轨道上运行的互联网卫星都能够为地面上的用户更好的提供互联网服务。

  随着中星16号、中星19号和中星26号高通量卫星近年来相继成功发射，中国航天科技集团所属中国卫通集团已初步建成我国首张高轨卫星互联网，能够完整覆盖我国国土全境及“一带一路”共建国家沿线重点区域。

  未来中国卫通将推动更大单星容量卫星建设，预计到“十四五”末期，高通量通信卫星总容量将超过500Gbps，届时，将为我国及“一带一路”共建国家沿线航空、航海、应急、能源、林草等行业及普遍服务用户更好的提供高速的专网通信和卫星互联网接入服务。

  国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光介绍，低轨通常指一两千公里以下的高度，但对于中高轨目前还没明确的界限。比如大家所熟悉的导航卫星，运行高度大约在20000公里，这个高度并没有明确定义为中轨或高轨。但对于中高轨卫星而言，都有共同的特点，常规的运载火箭难以直接送入轨道，因此发射过程较为复杂。

  高轨卫星互联网所在的轨道是地球同步轨道，高度约为36000公里。卫星轨道越高，工作速度越慢。比如中国空间站的高度为400公里，速度约7.8公里/秒，一天可绕地球16圈。而在36000公里的地球同步轨道，卫星运行一周与地球自转时间一致。

  在通信过程中，要想获得较强的信号，需要大口径的卫星地面天线将能量传给卫星。为了使卫星地面天线能基本固定指向空间的方向，获得通畅的数据传输链路，从而获得更高的数据传输带宽，就需要卫星与地球某特定区域保持相对静止。这在某种程度上预示着仅仅是地球同步轨道还不够，还需要保证卫星轨道面与地球赤道面的夹角（轨道倾角）为0。这样的轨道被称为静止轨道，最早由英国科幻作家亚瑟·查尔斯·克拉克提出，因此也称为“克拉克轨道”。

  大多数的高轨通信卫星就位于地球同步轨道，但也有例外。对于两极地区，尤其是人口更多的北极，赤道上空36000公里的轨道已经在地平线以下，因此通信也就受一定的影响。航天技术人员为此发明了“冻结轨道”，轨道倾角约63.4°，远地点约为4万多公里，保证远地点始终在北极能看到的区域，从而为北极地区提供较好的通信。

  杨宇光介绍，虽然国内地面基站等设施已经覆盖很广，但对于一些较为荒凉的区域以及航空器，地面的基站无能为力。为解决这样一些问题，基于高轨的通信卫星就是一个很好的选择。

  比如，在飞机上携带一个终端并不困难，借助终端可以接收同步轨道卫星的信号，进而接入互联网，为飞机乘客提供机内WiFi服务。再比如，要解决偏远地区互联网通信需求，比起铺设光缆，高轨卫星互联网是个相对经济的方式。此外，如果某个地区出现重大灾害，当地通信的基础设施很可能遭到破坏，如果有卫星通信的手段，对于救援当地受灾群众也是个极大的支持。因此无论从商业角度、国计民生角度还是救援减灾角度，建立高轨卫星的互联网接入手段都有重大意义。

  目前，我国的高通量通信卫星已达到百Gbps水平，在全球居于前列，但对于数以亿计的地面用户而言依然较低，因此未来的高轨通信还有非常长的路要走。

  高轨卫星互联网也并非没有缺陷。首先，静止轨道只有一条，而通信卫星之间有干扰，原则上两颗通信卫星之间应间隔0.5°，因此理论上这圈轨道只能放置720颗卫星。为充分解决紧张的轨位和频率资源，需要国际电联精确协调，甚至发展了共轨运行的技术。但即便如此，由于36000公里高度的长距离通信信号本就非常弱，在巨量的互联网接入需求下，要想看个视频或接入更高带宽就较为困难了。

  其次，正如前面所提到，地球同步轨道卫星位于两极地区的地平面以下，无法用来通信，即便有了冻结轨道，但用这样的轨道卫星提供通信依然不是很方便。尤其是随着网络应用的发展，出现了低延迟互联网接入的需求，而在36000公里高的地方，光走个来回都要接近0.3秒的时间。

  正是这样一些问题，各国也在发展低轨卫星互联网，这很好地弥补了高轨卫星互联网的缺陷。但低轨卫星互联网也有自己的缺点。由于轨道更低，且卫星工作速度更快，要想覆盖全球就需要巨量的卫星，且需要保持均匀。

  目前，我国已有多个公司发射了低轨互联网通信试验卫星，也已经向国际电联申请了数量众多的轨位和频率资源用于低轨互联网星座建设。杨宇光表示，通信、导航、遥感这三类卫星与国民经济关系最为密切，随着巨型星座的发展，未来多方面的融合可能催生出新应用、新特点，更大程度便利人们的生活。

  2024年2月29日21时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

  京时间2024年8月1日21时14分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

  2024年10月10日21时50分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

  目前，我国在轨商业卫星数量超越300颗，未来五年，将超过1200颗，随着卫星技术的发展，应用场景也将越来越丰富，卫星数据如何走进“大众消费”场景也渐渐成为大家关注的焦点。

  “我国超低轨通遥一体卫星星座计划”昨天在中国商业航天高峰论坛上揭开神秘面纱，计划在2030年完成300颗星组网运行，形成全球15分钟响应能力。这个星座有哪些特别之处？它又将为卫星的应用开启怎样的大门？

  7月13日上午九点半，在我国首个国家级航天产业基地内，我国首个超低轨道通遥一体卫星星座计划正式发布。

  超低轨道，是指轨道高度低于300公里的卫星轨道，这个数值将卫星从传统的近地轨道降低到300公里以下，从对地“遥感”变为“近端”，相较于传统轨道，超低轨道可实现同等分辨率下光学载荷重量、成本降低50%。

  中国航天科工集团空间工程总体部副总经理李艳彬：我们传统的这种航天器的飞行轨道往往都在500公里到3万公里范围内，通过超低轨星座的实施和部署，它卫星离地面的距离，它就会近，最直接的特征就是它的成像分辨率或者是拍同样清晰的照片，对相机的要求就会大幅度降低，这也是大幅度降低的成本。

  当前，我国卫星遥感存在“成本高、效率低、应用少”等问题，无法全面保障抢险救灾、应急调度等重大行动对关键信息时效性的需求。通过在超低轨道发展规模化的即时智能遥感服务系统，空间分辨率达到0.5米，空间信息15分钟内可直达用户，卫星看得更清楚、更快速，能够为政府、企业甚至个人提供空间信息，激发商业遥感市场的巨大潜能。

  航天科工空间工程总体部空间信息应用与安全中心主任马杨表示，单颗卫星的成本降低，意味着卫星数据走入千家万户的可能性增高。

  马杨：只有成本降到某些特定的程度上，很多行业就能用起来，比如说我们的导航，可能很多时候就是个实景导航，我们正真看到的这个图已不再是模拟的场景，甚至我们的未来的一些或者一些自媒体，让卫星遥感走到很多生活上的这一些行业当中去。

  既然在超低轨道建立星座有如此多的好处，为什么超低轨通遥一体化星座的建设直到今天才正式公开宣布呢？中国航天科工集团空间工程总体部副总经理李艳彬表示，不同于传统轨道，超低轨道动力学环境复杂，轨道降低，意味着稀薄大气阻力、原子氧通量增长，维持卫星长期稳定可靠运行面临诸多技术挑战。

  李艳彬：超低轨道并不是一个传统的航天器的轨道，在这个轨道它有它的特殊的情况，它对卫星的姿态的控制，控制的平台的控制的稳定度要求都是很高的，如果控制不好这颗卫星很快的话，就会坠毁，会掉下来。但是现在技术的进步可以让相应部件的可靠性大幅度的提高，价格大幅的下降，让这颗卫星可以在很复杂的环境上飞得更稳。

  由于在超低轨道部署卫星投资价值巨大，美日欧等均已启动相关商业或科学探空活动。此次发布的超低轨道通遥一体星座将在2030年完成300颗星的组网运行，提供可见光、合成孔径雷达、高光谱、红外多类型全时相遥感服务体系。

  中国航天科工空间工程总体部超低轨通遥一体星座总设计师张楠：现在是规划是三个阶段，在21年到25年是技术和业务的验证阶段，计划是在今年底发射的第一颗技术实验卫星，然后在明年底的时候，计划发射9颗业务验证卫星，然后从26年开始步入到规模组网阶段，到30年，是规划是要建设一个300颗星组成的星座，达到15分钟级的空间响应能力。

  据介绍，卫星将通过星间链路实现多星协同，如第一颗卫星接收客户的真实需求，第二颗卫星拍摄所需信息，第三颗卫星完成智能处理。同时，卫星还将变得更“智能”，可以在一定程度上完成图像数据在轨实时处理与智能识别，并将结果通过星间链路和卫星与用户端直传链路快速分发，可为应急救援、火情监测、防灾减灾领域提供有效的数据和能力支撑。

  航天科工空间工程总体部空间信息应用与安全中心主任马杨表示，在不远的未来，普通老百姓也可能在关键时刻得到来自卫星的支援。

  马杨：比如说我们的一些驴友，需要一个便携式的终端，去探险也好，或者我要去爬山也好，他就能够很快速地就能知道外面的环境是怎样的，然后规划的路线是怎样的，我哪些地方很危险我不能走，哪些地方我可以走。比如说我们有一些应急救援的或者一些救灾抢险救灾的，这些我们在灾区可能没通信的情况下，那么我们通过卫星的紧急拍摄以及下传，能快速得到我们卫星的支援。

  搭载全球首套5G及6G天地一体网络设备的两颗低轨试验卫星2月3日成功发射入轨。

  据了解，“中国移动01星”是全球首颗可验证5G天地一体演进技术的试验卫星，它搭载的基站可通过卫星的广覆盖优势把5G信号传送到地面网络无法覆盖到的地方；另外一颗“‘星核’验证星”则搭载首个采用6G理念设计的星载核心网系统。

  本次双星试验系统将用于试验低轨卫星与地面移动通信网络融合的天地一体化通信技术。这两颗试验卫星轨道高度约500公里，跟36000公里的高轨卫星相比，具有时延低、数据传输速率大等优势，发展大规模低轨卫星网络通信有助于弥补地面移动网络覆盖不足，在偏远区域提供更高带宽的卫星互联网服务。

  北京时间2024年5月21日12时15分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟十一号遥四运载火箭，成功将武汉一号卫星、超低轨技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。此次任务还搭载发射了天雁22星、灵鹊三号01星。

  我国低轨宽带卫星互联网在泰国实现通信网络试验验证，并实地进行了演示应用，这标志着我国低轨宽带互联网首次走出了国门，并落地海外。

  此次验证由银河航天与泰国马汉科理工大学共同完成，双方通过此前在泰国完成建设的地面试验站等设施，与我国低轨宽带互联网试验星座完成了互联，并进行了实时卫星互联网视频通话演示，全程连接顺畅，通话质量稳定，展示了卫星互联网在相关场景中可发挥的重要保障作用。

  据介绍，此次验证迈出了我国低轨宽带卫星网络技术海外推广与应用第一步，为当地企业和高校提供了研究低轨卫星通信系统的平台，未来将会对泰国卫星制造、卫星网络建设运营等上下游产业起到牵引作用。

  马汉科理工大学卫星研究实验室主任 苏蓬萨·凯克利：银河航天带来了先进的卫星网络技术，富有开创性、令人激动。我们通过合作建立了试验系统，并在此基础上开展了多项技术试验和测试，为泰国探索卫星互联网的应用提供了有力的技术上的支持，更重要的是，它将进一步助力泰国在航天技术和应用领域的能力建设。

  8月6日14时42分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将千帆极轨01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。此次任务是长征系列运载火箭的第530次飞行。

  此次发射的千帆极轨01组卫星是我国低轨互联网“千帆星座”的首批组网星，标志着我国向全球卫星互联网领域迈出了重要一步。什么是“千帆星座”？它有哪些特点呢？

  千帆星座也称“G60星链”，该项目由上海松江区牵头，联合多家资本共同打造，项目的实施主体是上海垣信卫星，此前，他们已完成了5颗试验星的发射，今天发射的18颗卫星是“千帆星座”的首批组网星。

  上海垣信卫星科技有限公司高级副总裁 陆犇：今年我们目标是要发108颗星，在这个基础上，形成上万星座建设的一个规模。

  低轨卫星是指在距离地球表面约160公里到2000公里之间轨道上运行的卫星。这些卫星因其较低的轨道高度，具有传输时延小、链路损耗低等特点，很适合发展卫星互联网业务。千帆星座将采用多层多轨道，分阶段实施的星座设计。

  上海垣信卫星科技有限公司高级副总裁 陆犇：现在规划了两个阶段，第一个阶段是1296颗星，它可以具备一个全球互联的能力，能够实现全球的一个完整的覆盖，能够给大家提供全方位、多样化的商业服务。再往后，我们会把卫星建设的高度从现在第一阶段的1000多公里降到300、500公里，那么离地球表面更近，具备了提供手机直连、宽窄带物联网更高级的应用，我们在不同的轨道高度会发展更丰富的一些低轨卫星互联网的业务。

  按照规划，到2030年底，“千帆星座”最终将打造超过1万颗的低轨宽频多媒体卫星组网。那么为何需要在低轨上打造如此大规模的卫星星座呢？

  据介绍，“千帆星座”作为低轨宽带卫星互联网星座是面向普通大众通信需求建设的星座。将平板式高通量宽带通信卫星布局在低轨，具有离地较近、成本低、功耗低、覆盖广、时延低等优势，可提供大带宽、低时延、高质量、高安全性、全球覆盖的卫星互联网服务。

  “千帆星座”副总指挥 朱晓铖：通信的速率、卫星的功耗跟距离之间有一个平方关系，距离越远对应的速率就越低。如果我们在更高的轨道上，比如说在地球同步轨道36000公里的轨道高度上，虽能通过三颗卫星就实现全球覆盖的能力，但是这个条件下它的通信速率就会非常低。大数据的传输一定要有一个低轨的宽带通信网络系统。根据轨道的覆盖设计需求，我们分析下来，1.4万颗卫星差不多能够覆盖我们大部分人类生活区域所需的情况。

  据了解，目前传统的陆地移动通信服务仅覆盖了不足6%的地表面积，受固有特性限制，要实现陆地基站全面铺设成本过高，短期范围内基本只能保障城市覆盖，而低轨卫星星座可全球覆盖，实现对偏远区域、海洋等的网络补充。

  “千帆星座”副总指挥 朱晓铖：它其实是地面互联网的一个拓展和延伸，在未来，我们也可以去到更远的地方，也能够在比如地质灾害、紧急危险的时候，及时连到互联网。我们将来通信系统的速率慢慢的升高，通信覆盖的用户数会慢慢的多，将来可能实现万物互联这样一个新的时代。

  除了空间轨道资源，还有一个不可再生的重要资源，就是无线电频率资源。按照国际电信联盟的规定，频率归全人类所有，不属于任何一个组织或者个人，所有的卫星运营商想要在空间中使用某段频率，都需要向国际电信联盟提出申请。本着“先到先得”的原则，谁先提出申请，谁就享有这段频率的优先使用权。申请了频率和轨位以后，7年内必须发射第一颗星、9年内必须发射总数达到10%、12年内发射总数要达到50%、14年内整个星座一定得完成发射，所以这对整个星座部署的要求非常高。

  目前，全球对于低轨卫星的资源竞争很激烈，美国、英国、加拿大、俄罗斯、德国、韩国等相继规划了宏大的低轨互联网卫星组网计划。我国的千帆星座、星网也都在加速推进。

  千帆极轨01组卫星首次实现了我国平板式卫星一箭18星的堆叠发射。按照规划，2025年，“千帆星座”将完成一期648颗卫星的部署，初步构建全球覆盖的卫星互联网系统。要在短时间研发出数量如此庞大的卫星，是怎么样才能做到呢？上海微小卫星工程中自主研发建成了智能化的生产线，实现了卫星“批量化”生产。

  据介绍，“千帆星座”一期将发射648颗卫星，上海微小卫星工程中心承担了其中324颗卫星的研制任务。此次首批发射的18颗卫星也全部是由上海微小卫星工程中心研制的。

  “千帆星座”总设计师 曹彩霞：相较于传统卫星，它的研制周期、发射周期都非常快。

  一般情况下，一颗卫星在发射前，从元器件采购、单机研制到整星生产大概需要3至5年的周期，而“千帆星座”卫星数量庞大，为加快研制效率，上海微小卫星工程中心自主研发打造了卫星智能制造平台，建立起模块化、标准化的卫星生产线。

  “千帆星座”总设计师 曹彩霞：我们就考虑目前这种快速研制，包括现在平板卫星这种堆叠发射，从结构设计到单机的设计，采用了全数字化的方法；在生产环节，我们也采用数字化自动化测试的方法，单机过来以后，整星进入一个脉动产线，相当于是数字化方法控制的，这样研制效率就提高非常多。

  据介绍，目前该生产线颗以上卫星的能力，未来将可支持1箭36星发射，满足更大规模星座快速组网密集发射的需求。

  目前，我国在高轨和低轨都部署了许多的互联网卫星，在这两种轨道上运行的互联网卫星都能够为地面上的用户更好的提供互联网服务。

  高轨卫星和低轨卫星的区别主要是轨道高度差别。所谓高轨就是距离地球36000公里左右的轨道，这条轨道也称为地球同步轨道或者地球静止轨道。这是因为在这条轨道上，卫星绕地球一圈的时间为24小时，而地球自转一圈的时间也是24小时，所以说卫星和地球的自转周期相同，加上它们的运行方向相同，所以在地球上看卫星就好像不动。所以我们称它为地球静止轨道。它可以在某一个地区上空定点，使卫星的天线指向另一个固定的地区，这样就能实现两地的通信。

  高轨卫星站得高、看得远，理论上1颗卫星可覆盖接近1/3个地球表面，3颗卫星即可覆盖全球除两极以外的地区，但由于距离太远，信号损耗太大，一般来说，需要地面设备有较大的天线和用较高的功率发射信号。

  低轨卫星一般距离地表在几百公里到两千公里左右距离。近年来，低轨互联网卫星开始流行，并大规模组网。低轨上运行的互联网卫星信号损耗小，但低轨卫星工作速度相对地面工作速度高，超过7公里每秒，所以要大量卫星组成星座来进行连续覆盖。

  未来，随着更多互联网卫星的发射，我们将会享受到更方便快捷、快速、稳定的通信服务，在飞机、高铁、游轮上顺畅看视频直播也有望成为现实。