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“把基站搬到卫星上?#20445;?#22825;地一体化信息网络试验卫星“天象”1、2星三大看点

时间:2019-06-11 09:27 作者: 点击:
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 看着壮阔无边的大洋,想到网络世界冲浪?身处万?#23383;?#39640;的航班,想让手机时刻在线?这样的想法,正逐渐变为现实。


  日前,长征十一号海射运载火箭顺利升空,成功将七颗国产卫星送入预定轨道。其中顶着“天地一体化信息网络试验卫星”名头的“天象”1、2星,将为帮助实现“实时互联”出一份力。新华社记者走进“兄弟俩”的诞生地——中国电子科技集团有限公司,一探它们的神奇本领。


  名叫“天象?#20445;?#26377;故事


  “天象”一语,彰显出这两颗卫星的雄心。作为由中国电科牵?#36153;兄?#30340;卫星,它们是国内首个实现传输组网、星间测量、导航增强、对地遥感等功能的综合性低轨卫星。双星并峙,则是未来低轨道星座系统建设的最简网络模型。


  “随着人类活动空间的不断拓展、全球空间信息网络技术的快速发展,建设高轨、低轨和地面建设相互联结‘天地一体化信息网’已是大势所趋。”“天象”卫星项目总设计师、中国电科首席专家孙晨华透露,这张网的低轨接入网规划有60颗综合卫星与60颗宽带卫星。利用星间链路与星间路由技术,在极少数地面关口站的支持下,就能实现全球无缝窄带与宽带机动服务。


  低轨接入网,也叫作低轨星座系?#22330;?#35980;?#32856;?#20919;的技术名词,却已在我们生活中有所应用。譬如为人所熟知的铱星、全球星、OBCOMM星等三大系统,就是在轨运营的低轨接入网。然而,这一领域对中国来?#31561;?#26159;空白。


  “空间频?#39318;试?#26159;有限的,并?#19994;?#36712;接入网技术十?#25351;?#26434;、建设?#35759;?#22823;。”孙晨华说,尤其是高动态多轨道多星条件下的星地、星间传输组网协议体系,“看不见、摸不着,却是系统的神经网络和灵魂,是系统能否正常运行的关键”。


  卫星专家表示,“天象”1、2星虽是两颗低轨试验小卫星,意义却并不小。“兄弟俩”希望通过微小型平台、微小型载荷、小代价的软件定义、软件重构等方式,为今后我国低轨接入网建设提供技术验证和支撑。


  卫星虽小,本领强


  “天象”1、2星,每颗卫星仅重65公斤,刨去燃料、太阳能板、外结构等部件,留给地面科研人员的有效载荷不足15公斤。然而,就是在如此有限的条件下,两颗卫星实现了“浓缩的都是精华”。


  据中国电科介绍,卫星上搭载有国内首个基于“软件定义网络”功能的天基路由器。两颗卫星已实现基于低轨星间链路的组网传输,并构建起基于软件重构功能的开放式验证平台。这些功能的实现,在国内均属首次。


  孙晨华表示,在卫星上,科研人员构建了一个地面指令、地面上载、卫星软件重加载的开放试验平台。由于卫星一旦上天,就不可能通过硬件集成的方式增加新的功能。开放平台意味着一旦有需要,就可以通过软件来定义新的功能,实?#20013;?#21355;星功能的拓展,或者实现新的功能组合。


  “天象”卫星搭载有国内首个适应高动态条件的天基路由器。孙晨华说,这是卫星搭载的一项关键核心技术。天基路由器包含路由计算和数据转发两项技术。路由计算非常复杂,?#35797;?#28040;耗量大,对中央处理器的要求比较高。“天象”卫星,实现了路由计算和数据转发的分离。路由计算由地面负责,减轻了卫星的算力负担。


  星间链路,是卫星装载的另一项关键核心技术。据介绍,天象卫星的星间链路采用了高动态的传输体制,通过较高速率的可靠的组网传输,实?#25351;?#31181;数据、?#35745;?#35821;音、视频信息在星间、星地传输。通俗地说,两颗天象小卫星通过星间链路实现“信息共享”。


  正是通过天基路由器、星间链路、天基网络控制三者分工协同、紧密合作,星间组网传输才得以实施。它们就如同地面网络的网关硬件、传输协议与光纤,让原本孤单的小卫星通联为一个网络系?#22330;?/p>


  未来服务,前景广


  受访的卫星专家表示,“天象”卫星利用先进的技术,不仅能实现双星组网传输,包括各种信息数据、语音、视频、?#35745;?#30340;高质量实时传输,还兼具星间测量、导航增强、对地遥感等多项功能。


  天象卫星项目副总设计师蔚保国说,本次两颗组网的多功能综合低轨小卫星,构建了低轨导航增强运控原型系统和地面监测评估系统,可为后续低轨接入网实?#26412;?#23494;定轨、星座构型保持、通导协同增强的科学试验提供关键技术支撑,未来对提升北斗导航增强以及广域高精度无人驾驶导航定位能力具?#20804;?#35201;意义。


  对公众而言,两颗肩负探路意义的小卫星,或为满足实时在线的需要掀开新篇章。技术专家表示,今后卫星通信将更加普及,可以为用户提供成本更加低廉、信号更加优质、速率更高的数据传输服务,实现个人在移动通信困难的特殊场景中的“通信自由”。同时,它也为物联网进入寻常百姓家提供更大的技术便利。


  孙晨华说,低轨接入网建成后,将填补我国低轨星座的空白。这将为国内、国际用户,为我国以及“一带一路”沿线国家乃至全球用户,提供天基物联网、天基航空航海监视、移动宽带接入的无死角信息服务。

来源:国家国防科技工业局

网址:http://www.sastind.gov.cn/

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