【摘要】我國航天事業(yè)起始于1956年，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，目前已經(jīng)成為世界航天強國，在通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、載人航天、空間站建設(shè)等方面都處在世界前列。本文概述目前我國通、導(dǎo)、遙衛(wèi)星的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，并介紹了近年來我國商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。

　　【關(guān)鍵詞】通信衛(wèi)星;導(dǎo)航衛(wèi)星;遙感衛(wèi)星;商業(yè)衛(wèi)星

　　1. 概述

　　1956年國防部第五研究院的成立標(biāo)志著我國航天事業(yè)的開端，1958年我國著手建設(shè)了第一個衛(wèi)星發(fā)射中心——酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，到1970年，長征一號運載火箭首次發(fā)射，成功將我國第一顆人造衛(wèi)星——東方紅一號準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道。我國成為世界上第五個能獨立研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。在隨后的50年中，我國成功發(fā)射了東方紅二號、亞洲一號、中星10號、中星16號等通信衛(wèi)星，北斗一、二、三號導(dǎo)航衛(wèi)星，高分系列、遙感系列、資源系列、天繪系列等遙感衛(wèi)星，截止到2021年6月，我國在軌衛(wèi)星數(shù)607顆，其中運行衛(wèi)星數(shù)460顆，是世界上衛(wèi)星擁有量第二大的國家。

　　本文主要介紹我國衛(wèi)星事業(yè)中通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星的發(fā)展情況和未來發(fā)現(xiàn)規(guī)劃，并介紹近年來我國商業(yè)航天的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。

　　2. 通信衛(wèi)星

　　衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)或反射空間電磁波來實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。在赤道上空等間隔分布的3顆同步軌道通信衛(wèi)星可以實現(xiàn)除兩極部分地區(qū)外的全球通信。在現(xiàn)有衛(wèi)星通信市場上，地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)仍占主導(dǎo)地位。通信衛(wèi)星是世界上應(yīng)用最早、最廣的衛(wèi)星之一。

　　通過通信衛(wèi)星進行通信相較于傳統(tǒng)通信具有覆蓋范圍廣、通信容量大、鏈路穩(wěn)定性好等優(yōu)點。衛(wèi)星通信一跳的通信距離最遠為18000公里，覆蓋區(qū)內(nèi)的用戶都可通過通信衛(wèi)星實現(xiàn)多址連接，進行及時通訊。此外無線通信的頻率越高可利用的頻帶寬度就越寬，信道容量就越大，可避免頻道間的干擾。而衛(wèi)星通信一般使用1-10GHz的微波波段，有很寬頻率范圍，可在兩點間提供多條話路，因此通信容量大。衛(wèi)星鏈路大部分在大氣層以上的宇宙空間，屬于恒參信道，傳輸損耗小，電波傳輸穩(wěn)定，因此鏈路穩(wěn)定性好，

　　早在1975年我國發(fā)射東方紅系列通信衛(wèi)星的工程就全面展開，從1984年開始，我國陸續(xù)發(fā)射了東方紅二號、三號、四號衛(wèi)星，鑫諾衛(wèi)星2號、6號，委內(nèi)瑞拉1號、巴基斯坦1R號，中星10號、16號等通信衛(wèi)星。隨著應(yīng)用需求的擴大，通信衛(wèi)星向著寬帶化、多媒體化方向發(fā)展，對高通量衛(wèi)星(HTS)的需求日益凸顯。我國目前高通量衛(wèi)星中星16號已經(jīng)實現(xiàn)了我國除西北、東北的大部分陸地和近海近300km海域的覆蓋，支持百萬終端和多類型終端，衛(wèi)星總?cè)萘繛?0Gbps。計劃未來通過發(fā)射中星系列衛(wèi)星逐步實現(xiàn)全國國土和近海的基本覆蓋，2025年實現(xiàn)全球覆蓋。

　　3. 導(dǎo)航衛(wèi)星

　　在現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)中，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供位置、速度、時間(PVT)信息，是定位、導(dǎo)航、授時(PNT)服務(wù)能力形成的基石。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次將全球空間和時間信息的能力集于一體，同時解決了高精度、高動態(tài)、實時性、全球性、全天候等一系列難題，真正實現(xiàn)了空間和時間信息的有機統(tǒng)一，具有重大意義。

　　全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目前在網(wǎng)使用的，經(jīng)過聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會認定供應(yīng)商有：中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)，美國的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)和歐洲的伽利略(GALILEO)。

　　GPS全球定位系統(tǒng)是目前使用最廣泛最成熟的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)是由美國在19世紀(jì)七十年代開始研制的定位系統(tǒng)，于1994年建成使用。該系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，包括21顆工作衛(wèi)星和3顆備份衛(wèi)星。GPS在軍用領(lǐng)域可提供達到厘米甚至是毫米級別的導(dǎo)航/定位精度，是美國GPS制導(dǎo)類炸彈和導(dǎo)彈的精度保證。在民用方面，GPS則提供10m級的定位和導(dǎo)航精度。

　　伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)由歐洲委員會和歐空局共同負責(zé)，于1999年首次公布伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計劃，共發(fā)射了三十顆衛(wèi)星，在2016年投入使用。伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最大優(yōu)點是精度高，其免費定位精確度可達到一米以內(nèi)，付費服務(wù)精確度更高，達到厘米以內(nèi)。

　　俄羅斯從前蘇聯(lián)時期的1976年就開始推進和美國GPS相抗衡的“格洛納斯”系統(tǒng)，但隨著20世紀(jì)90年代初期陷入經(jīng)濟危機，計劃被迫中斷。從1993年開始獨立建立。從2003年起，GLONASS系統(tǒng)進入全面升級階段，2007年實現(xiàn)俄羅斯境內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)，2009年實現(xiàn)全球服務(wù)。

　　北斗定位系統(tǒng)是我國自主研制的全球定位系統(tǒng)。2003年建成了基于北斗一號系統(tǒng)三顆導(dǎo)航衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)，并開始投入使用。經(jīng)過17年的發(fā)展，今年已經(jīng)隨著北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)的第30顆衛(wèi)星成功發(fā)射，完成了北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座部署。北斗衛(wèi)星一共發(fā)射了59顆衛(wèi)星，包含4顆北斗一號衛(wèi)星，20顆北斗二號衛(wèi)星，5顆北斗三號試驗衛(wèi)星和30顆北斗三號衛(wèi)星，除去試驗、失效、退役的衛(wèi)星，目前在網(wǎng)的衛(wèi)星數(shù)量一共是45顆。

　　4. 遙感衛(wèi)星

　　遙感衛(wèi)星是一種利用衛(wèi)星上所裝載的遙感器對地球表面和低層大氣進行光學(xué)或電子探測，以獲取有關(guān)信息的應(yīng)用衛(wèi)星。遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內(nèi)覆蓋整個地球或指定的任何區(qū)域，能連續(xù)地對地球表面某指定地域進行遙感，主要有氣象衛(wèi)星、陸地衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星三種類型。

　　在氣象衛(wèi)星方面主要為風(fēng)云系列，目前在軌9顆(FY-2C/D/E/F、FY-3B/C/D、FY-4A)，主要提供全球連續(xù)觀測，具備全球、定量、多光譜、高光譜的大氣、陸表、海洋三類特性參數(shù)獲取能力，技術(shù)水平國際領(lǐng)先，也在開展國際數(shù)據(jù)共享合作。中國是世界上在軌氣象衛(wèi)星數(shù)量最多、種類最全的國家，形成全天時、全天候、分鐘級的氣象預(yù)報、大氣環(huán)境監(jiān)測、氣象災(zāi)害監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、海域使用管理以及全球氣候觀測、全球氣候變化應(yīng)對能力。在海洋系列衛(wèi)星方面，我國已成功發(fā)射3顆海洋衛(wèi)星(HY-1A/B、HY-2A)，為海洋環(huán)境預(yù)報和全球氣候變化研究提供衛(wèi)星遙感信息，提供全球海洋高精度、多要素同步測量能力。在陸地觀測衛(wèi)星方面，主要有高分衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、環(huán)境衛(wèi)星系列和商業(yè)遙感系列。