衛星通信在軍民融合領域的應用概述

王海龍 劉麗峰 黃海明

摘?要：介紹了通信衛星的特點，論述了國內外通信衛星的發展現狀，分析了國內通信衛星技術的發展趨勢。針對復雜環境下急迫的應急通信需求，出了天（衛星）、空（無人機）、地（移動通信）三種手段構成的空天地一體化應急通信系統建設思路，探索了國內后續應急通信技術和體系發展的思路。

關鍵詞：衛星通信;應用展望;經濟發展;軍民融合

一、緒論

隨著經濟高速發展和應用衛星天基設施的投入增加，我國衛星通信、衛星導航等衛星應用產業將迎來高速發展的提速期[1]。據國家航天局數據顯示，衛星應用年產值超過2000億元，因此如何把握通信衛星發展的方向，為經濟建設、緊急救援和國防安全提供快速、精準而有力的服務具有重要的現實意義。

衛星通信具有不受地理環境、距離約束、覆蓋面廣和靈活的可移動性等優點，適合于我國地廣人稀且不適宜建造地面通信基站的地方，因此本文通過研究國外通信衛星應用發展的經驗，為我國通信衛星技術與國民經濟、國防安全等相結合的應用發展提供指導。

二、國內、外通信衛星及軍民融合應用發展現狀

美國衛星通信具有數量多、型號全、技術先進、新舊更替和發展迅猛的特點[2]（見圖1）。在商業衛星方面OneWeb公司擬部署900顆衛星，為全球10億多用戶提供寬帶服務[35]。歐盟SaT5G等產業聯盟組織促進發展精細化、個性化的衛星通信服務及5G聯合應用。俄羅斯大力發展高性能、多用途系列軍用和軍民兩用通信衛星;日本1983年起利用CS3衛星進行大規模災害應急救援。

《“十三五”國家信息化規劃》中明確了我國將突破低軌衛星通信、空間互聯網等前沿關鍵技術，目前低軌通信衛星也進入試驗階段[5]。2017年我國首顆高通量通信衛星將對衛星通信產業發展起極大的促進作用。衛星通信無論在傳統通應用方面還是在軍事通信、國家應急救援和救災通信等政府、軍用業務領域中的重要作用在不斷加強[6]。

在軍民融合方面，美國采用系統外包、所有權轉移公私合營和與項目合作方式;德國采用系統外包和所有權不轉移的公私合營模式[7]。英國采用商業資本的深度介入的公私合營的模式，將軍事通信衛星系統的采辦運管和經營全部交給私營公司負責。日本除所有權國有的公私合營的模式和單星雙載（軍用、民用的雙荷載）的軍民融合新模式[8]。

目前我國將低軌小衛星群及天地一體化信息網絡作為民融合新模式，且該模式已在緊急救援等領域發揮著重要作用：通過實時掌握海上搜救現場情況，為搜救指揮工作提供強有力的保障[9];在軍事方面北斗衛星定位導航系統也應用于海上救援工作[1012]。

綜上可知，國外通信衛星技術發展具有縱向加強聯系：高、中、低軌相互結合，衛星不斷提高通信容量，搶占低軌衛星資源;橫向加強低軌衛星直接組網，形成多層次，密覆蓋的特點。歐盟也加強內部項目合作，集中力量發展先進技術，深入探索軍民融合的多種模式，實現資源優化配置，提高利用率。國內通信衛星發展也緊跟國外步伐，不斷開發新技術，創新軍民合作模式，擴大北斗應用范圍，發展高通量衛星和低軌衛星組網應用。

三、構建應急救援天地一體化動態組合通信遙感導航網絡建議

如何合理地利用已有的衛星通信設施高、低軌道衛星、飛機與地面通信車等，為軍民兩方面提供高效、低耗費、靈活的通信網絡已經成為軍民融合的新趨勢，即采用低軌道星座構建的應急救援天地一體化動態組合通信遙感導航的網絡方案——軍民融合的“互聯網+動態選網”天基信息實時服務系統。該系統由80～100顆同時具有鄰近遙感、導航與通信功能的低軌衛星軍民局域網絡組成的天基網，與現有地面互聯網、移動網及物聯網組成一個動態自由組合的天地一體化信息網絡（見圖2）。

該系統主要功能——復雜環境下實時增強導航服務（Positioning?&?Navigation）：為北斗導航系統軍民救援等各類用戶提供受災動態變化環境下米級高精度實時導航定位信息。按系統能夠提供的功能分，本系統包括以下服務：

（1）精密授時服務（Timing）：提供受災區域群眾及救援人員精密的時間信息和時間同步信息。精準的時間系統作為現代戰爭的關鍵，對于指揮系統的調度，武器系統的精確打擊有著不可替代的作用;

（2）應急救援服務（Helping）：“最后一公里”問題是制約應急指揮通信網絡建設的瓶頸，軍地聯合救援中通信裝備的不一致嚴重阻礙了救援的腳步，該系統則能為緊急事故救援提供動態災情信息和災情發展預測信息;

（3）快速遙感（視頻）增值服務（Remote?Sensing）：我國的應急救援信息系統仍未達到快速準確的要求，且衛星遙感還沒有應用到人民群眾真正在手機，這是急需解決的一個問題。該系統及時快速實時災情數據、遙感數據和視頻數據獲取、處理和傳遞，并將感興趣的信息及時推送給軍民用戶的手機和各類移動終端;

（4）天地一體移動寬帶通信服務（Communication）：在應急通信中移動通信網絡的覆蓋難以滿足需要時，克服地面通信網絡受損的局限，為災區用戶提供安全、可靠、高速的群眾臨時信息傳遞和指揮救援信息同步傳遞服務。

綜上所述，該系統可實現軍民融合在應急救援領域內星座動態組合、插件式補充災區內衛星遙感、衛星導航、衛星通信與地面互聯網的集成服務的漏洞：全方位支持我軍民結合在全國范圍內“能營救”“快營救”;支持災區用戶在任何地方、任何時候的救援信息獲取及求救傳遞、高精度定位與多媒體通信服務。同時，該網絡集成系統可構成我國北斗衛星的低軌移動增強系統，建立我國全新的北斗導航衛星的全球增強系統，從而破解我國災區救援中建立動態軍民融合衛星網絡的難題。