天通一號02星升空打破航空領域海事衛星壟斷更進一步

+謝鷹

11月12日，天通一號02星順利發射升空，將為中國及周邊等地區提供移動通信服務。那么，這顆衛星的成功發射跟航空行業有什么關系呢？

天通一號是什么？

天通一號是我國的衛星移動通信系統，也被稱為“中國版海事衛星”，它工作于S頻段，上行1980～2010MHz，下行2170～2200MHz，該頻率屬于衛星移動頻率，由中國電信負責運行維護，采用1740號段，可以為用戶提供基于衛星的移動通信業務。

天通一號能干什么？

無所不在的覆蓋一直是移動通信行業同仁致力追求的目標，考慮到基站建設和傳輸成本，我們很容易實現人員密集區域的移動通信網絡覆蓋，但廣大的山區、林地、草原、沙漠、海洋要想實現移動通信是非常困難的，沒有電力，地形原因導致難以或無法建設基站，無法鋪設傳輸管線……所以作為移動通信強國的中國，網絡的國土面積覆蓋率也不會超過40%，仍有60%的國土沒有被覆蓋。

天通一號衛星就是將類似基站的通信設施放置于地球同步軌道衛星上，然后通過多波束的頻分復用技術覆蓋大地，在地面上通過手持或者便攜天通終端就可以實現語音、短信、數據通信功能了，衛星與地面終端通信方式采用了S波段移動衛星通信頻率，由于僅有2*30MHz頻率，同時通信路徑長達3.6萬公里，所以一般的手持天通手機僅可以實現圖1中的功能：

雖然速率跟地面4G、5G沒有辦法相比，但它無所不在的室外覆蓋能力，絕對是目前陸地4G、5G移動通信網無法比擬的。

千萬別小看這個打電話和窄帶上網功能，這可是無所不在的通信，只要你能抬頭看天，就能搜到天通衛星信號，可以在任何能看到天的地方暢聊，這對于驢友、各種行業應用和應急救援來說，著實解了燃眉之急。而窄帶上網功能雖然速率低，但對于解決廣袤偏遠地區的互聯網和物聯網接入需求，天通衛星系統完全夠用。

天通一號規劃了幾顆衛星？

天通一號一共規劃了三顆衛星，2016年發射了天通一號01星，它國際編號為2016-048A，軌道高度35758～35815千米，軌道傾角3.7°，東經101.4°，主要覆蓋中國及周邊地區（參見圖2）；2020年11月12日發射天通一號02星，主要覆蓋印度洋、中東、非洲等一帶一路沿線區域；2021年下半年將發射天通一號03星，覆蓋太平洋等區域。屆時天通一號衛星可以實現除了南北極，其他區域全覆蓋。

天通一號為什么叫中國版“海事衛星”？

天通一號跟第四代海事衛星類似，也是采用地球同步軌道（GEO）衛星，用三顆衛星實現了全球覆蓋（不同的是海事衛星利用的是L頻段1525.0～1559.0MHz，1626.5MHz～1660.5MHz，而天通衛星利用的是S頻段1980～2010MHz，2170～2200MHz），二者都采用了多波束頻分復用，都屬于窄帶移動衛星系統，所以天通一號也被稱為中國版“海事衛星”。

圖1 一般的手持天通手機可實現功能

圖2 天通一號01星理論覆蓋范圍

窄帶衛星系統除了有海事衛星系統和天通一號之外，還有歐星系統，這三個系統都是地球同步軌道衛星系統，只需3～4顆即可實現全球覆蓋。此外，值得一提的還有美國的銥星系統，銥星系統是LEO中低軌道系統，銥星系統由66+6=72顆衛星實現全球覆蓋，由于銥星屬于LEO衛星，與GEO衛星均部署在赤道上空不同，因此銥星能對兩極地區也實現良好覆蓋。

天通一號數據傳輸功能跟北斗短報文有什么區別？

北斗衛星系統有短報文通信功能，并已經實現了全球覆蓋，為何還要發展天通一號系統呢？因為天通一號系統可以實現除了北斗短報文功能之外的語音通信、窄帶上網功能，而北斗衛星系統主要還是用于導航，其通信功能只有短報文，僅僅適合于一些應急救援。（參見圖3）

天通一號跟高通量衛星和LEO寬帶衛星星座區別？

天通一號既然這么厲害，為何還要建設衛星互聯網呢？天通一號定位于窄帶移動衛星通信系統，首先解決有沒有的問題，天通一號衛星上天，基本解決了語音、短信和窄帶上網需求，但要想實現寬帶上網功能，就不能用頻率資源較少的L頻段和S頻段了，必須使用如Ku頻段、Ka頻段這樣更高的頻段。

更高的頻段意味著更多的頻率資源，可以提供更大的上網帶寬，因此，高通量衛星都是容量動輒幾十G、上百G的Ku衛星和Ka衛星。當然還有中低軌道的LEO星座。但是由于衛星頻段上去了，衛星接收天線和功放設計很難小型化，寬帶衛星通信系統很難做成手持終端的樣子，基本都是采用便攜式或者固定站的形式。

圖3 北斗短報文功能示意圖

天通一號的手機都有哪些，值得購買嗎？

天通一號移動衛星系統是后起之秀，相對于海事衛星、歐星、銥星系統，其終端類型豐富，可選擇余地也比較大，同時也大大拉低了衛星移動通信的費用，一個月1000元左右，驢友就可以放心去野游，再也不用擔心失聯。

天通一號跟航空有什么關系？

作為中國版海事衛星的天通一號大規模商用，會給民用航空行業帶來哪些變化呢？一句話，所有海事衛星在航空的應用，天通衛星系統都有可能替代。

2013年民航局為徹底解決飛機與航空公司運行控制中心之間語音通信聯系和實時監控問題，專門制定了《航空公司運行控制衛星通信實施政策》，要求所有運輸類飛機實現使用衛星通信系統與運行控制中心在4分鐘內建立語音通信聯系的目標。在當時的實施政策中，明確提出采用海事衛星、銥星作為解決方案，但由于海事衛星系統使用資費昂貴，航空公司很少選用海事衛星方案，大多數航空公司選用了相對便宜的銥星系統，但銥星在國內使用合法性問題一直困擾著航空公司。

天通一號的橫空出世，特別是隨著天通一號01星、02星陸續投入運營，等到明年03星發射升空，全面建成后的天通衛星系統完全有機會替代海事衛星系統，為我國民用航空器AOC的4分鐘通話以及前艙數據業務應用助力。屆時，航空公司不但可以享受國產航電設備加改裝價格的大幅下降，更能享受到語音和流量價格大幅優惠。

總 結

隨著天通一號02星升空，天通一號已實現了國土和領海覆蓋向一帶一路沿線的拓展和延伸，03星也將在2021年下半年發射，屆時天通一號系統將全面建成，基于天通一號的航空應用也必將打破海事衛星的壟斷地位，大大促進民航智能化發展，為建設“民航強國”添磚加瓦！SATNET