“武汉号”卫星本月发射 欲建星座让互联网信号无处不在

“武汉号”属于一个基于卫星通信的天基物联网 星座 ，整个 星座 计划由80颗卫星构成。

这个名为“行云工程”的项目，计划为全球提供基于卫星的通信服务。未来，无论汪洋大海、深山还是沙漠，卫星 星座 能覆盖的地方就有信号，为海洋、船舶、电力等领域提供无处不在的物联网服务。

行云02号卫星。中国航天科工

供图

为何命名为“武汉号”？

根据公开信息，快舟与行云卫星出自中国航天科工集团有限公司下属中国航天三江集团有限公司。中国航天科工是我国两家航天央企之一，航天三江为其下属企业，总部位于武汉。

2018年3月15日，航天行云 科技 有限公司（简称行云公司）在武汉揭牌，对外发布天基物联网组建计划，首个“湖北造”天基物联网组建工作启动。中国航天三江集团有限公司副总经理、行云公司董事长张镝当时介绍，该公司致力于研制和发射在低轨道运行的小卫星并组网形成 星座 ，建设天基物联网，实现全球范围内物联网信息的无缝获取、传输与共享。

实施发射任务的快舟一号甲火箭，是一款成熟的小型固体运载火箭，此前已完成8次商业发射，次次成功。

值得一提的是，火箭团队身处武汉，为表对医护人员的致敬与感激，火箭箭身涂刷了“致敬医护工作者群像”。

此次火箭箭身涂刷的“致敬医护工作者群像”。中国航天科工供图

“武汉号”上天所为何事？

3月29日，“行云工程”卫星团队已经全部抵达酒泉卫星发射中心。根据计划，4月中下旬将以一箭双星的方式，将行云工程项目两颗首发星送入太空。

此次发射的是行云二号01、02号卫星。其中，“武汉号”就是行云二号01星。

根据官方信息，两颗卫星由航天三江下属航天行云 科技 有限公司研发，将在低轨道上承担覆盖全球的“天基物联网”的通信传输服务功能，并在集装箱、海洋、船舶、电力、地灾、环境、林业、工程机械等行业开展应用测试。

行云公司天基物联网计划发射80颗行云小卫星，分α、β、γ三个阶段。2017年1月，首颗技术验证星行云试验一号乘快舟一号甲火箭已成功发射入轨。

具体而言，α阶段为试运营、示范工程建设，计划建设由行云二号01星与02星组成的系统。β阶段实现小规模组网，完成小 星座 系统构建，并开展第一阶段系统运营和市场开拓工作。γ阶段完成全系统构建，进行国内以及“一带一路”等国外市场的开拓。

本月的这次发射，行云二号01、02号两星入轨运行后，就将启动项目α阶段。

据项目方介绍，与传统物联网相比，天基物联网具有许多优势。系统覆盖区域地域广，能够实现全球无盲区通信。现阶段，全球超过80%的陆地及95%以上的海洋，移动蜂窝网络都无法覆盖，在海洋、岛屿、沙漠等偏远地区，天基物联网可以发挥至关重要的作用。

行云工程建成后的服务领域示意图。

中国航天科工供图

“武汉号”市场环境如何？

近年来，小卫星 星座 成为商业航天市场热门领域，众多航天企业先后公布雄心勃勃的 星座 计划，规模从数百颗卫星到上万颗不等。

其中，竞争最热门的领域为低轨通信卫星 星座 ，也就是为用户提供卫星互联网的 星座 。例如同属于中国航天科工的行云 星座 “兄弟 星座 ”——虹云 星座 ，计划构建156颗卫星组成的卫星宽带互联网，让沙漠、海洋、飞机上的用户也能享受优质互联网服务。

国内类似计划还有中国航天 科技 集团的“鸿雁”通信卫星 星座 。2018年12月29日，“鸿雁” 星座 首颗试验星已经在酒泉发射成功。

据官方发布的消息，“鸿雁” 星座 计划到2022年完成系统一期60颗卫星的组网运营，成为中国首个满足基本卫星数据通信需求的系统。二期预计2025年完成建设，“鸿雁” 星座 系统由数百颗宽带通信卫星组成，可实现全球任意地点的互联网接入。

在全球，SpaceX公司的星链计划（starlink）走在了前面。

2019年-2020年，SpaceX用6枚猎鹰火箭，以每次60颗卫星的速度，将360颗标准化的星链卫星送入太空。星链计划规模庞大，第一步就准备用1600颗卫星完成初步覆盖，轨道高度1150公里左右。第二步，用2825颗卫星完成全球组网。第三步，一共12万颗卫星组成低轨 星座 ，为全球提供5G级别的高速互联网服务。

此外，还有亚马逊创始人杰夫·贝索斯的Project Kuiper项目，以及Inmarsat、Intelsat SA和Eutelsat Communications SA等公司提出的相关 星座 。

早在上世纪90年代，摩托罗拉公司就建设过66颗卫星组成的铱星 星座 ，但遇上海底电缆和光纤技术突飞猛进，加之铱星用费高昂，导致用户不多，运营15个月后破产。

航天专家、小火箭公众号创始人邢强认为，星链与铱星相比，发射成本更低、用户面更广、通信技术更为先进，因而比铱星前景更为乐观。

编辑 张畅 校对 卢茜

伴随着“新基建”的风口，卫星互联网以及低轨卫星的话题热度慢慢火了起来。特别是最近马斯克的SpaceX多次发射星链计划成功后，低轨卫星的热度更上了一个层次。5G不用说，一直都是通信技术发展的重头戏。接下来，我们可以先来谈一谈低轨卫星。

01 什么是低轨卫星呢？

低轨卫星主要是指，运行在低轨道平台的卫星系统。根据平台高度可以把卫星分为高轨、中轨和低轨。低轨卫星，也称近地轨道卫星，特指轨道飞行高度为200~2000km的卫星集合。按照轨道高度不同对卫星进行分类，除低轨卫星之外，还有中轨卫星（2000km~20000km）以及高轨卫星（20000km以上）。

02 低轨卫星可以做什么？

最常见的是低轨卫星在通信领域的功能，还有低轨遥感 星座 等等的功能。其中，最重要的当属低轨卫星的通信功能。

我们常说卫星导航与低轨卫星联系密切，即便我们有了卫星导航定位系统，但也仍然需要低轨卫星的帮助。

以北斗卫星导航系统为例，如果说北斗系统可以帮忙解决室外用户90%以上的导航定位需求，那么剩下的10％便需要低轨卫星的信号增强去补充帮忙。

这是因为，北斗系统的大多数卫星距离我们地面，有着大概2万多公里到3万多公里的距离，所以北斗卫星导航系统信号到达地面的时候，信号会非常弱，这叫做GNSS的天然脆弱性。

所以我们常常会发现，在使用导航时：

这个时候，便需要导航增强系统，即能够增强导航性能的系统，主要是信息增强和信号增强这两类。

信息增强是通过修正卫星导航定位系统的误差来提高导航定位的精度和可靠性等的方式。信息增强信息并不提供观测量，只提供消除卫星导航定位系统的误差，提高导航定位性能的方法。信息增强通常需要的是传输信道，能够把增强信息发送给用户。

此外，基于低轨卫星的导航与通信的深度融合也是当前低轨卫星 星座 建设的重点发展方向。

03 低轨卫星通信将取代5G？

众所周知，马斯克的星链项目，其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，希望打造高速互联网，以覆盖到人迹罕至的地区，使得地球上几乎所有地区都可以使用廉价且稳定的高速宽带。这与5G听起来非常的相似。

可能有人会说，星链项目或者低轨卫星通信会使得直接跳过5G进入到6G时代。

其实不然，低轨卫星通信与5G更多是兼容并茂。

5G的优点是“大带宽、低时延、广联接”，但极度依赖基站的建设。目前5G基站的覆盖范围小，只有300米且耗电高。

目前地面移动通信仅覆盖约20%的陆地面积，小于地球表面积的6%。而在行业应用需求中，特别是空中、海洋、森林、沙漠地区及其他地广人稀的区域，对于空中飞机及无人机、海上油井和船舶、森林防火及野生动物的视频监控、电力线路和铁路沿线的巡检、边境线的防控等应用场景，很难实现建立基站，实现5G的使用。而且前期的收入规模与基站建站成本、运营及维护成本也不相匹配。

而星链计划与5G相反，覆盖面广，不依赖光纤基建但尚无法在通信设备高密度地区无法提供优质稳定通信服务。而且卫星能够在地震、海啸等自然灾害发生时，卫星通信可以提供很好的作用。

但想要接收到星链的信号，可能需要使用一个披萨盒大小的接收器。同时由于卫星与地面终端的通信距离、功率密度、多天线部署等受到较多限制，卫星通信的频谱效率远低于同期的蜂窝移动通信系统。

也就是说，5G适用于高密度环境，但不适用于农村及任何地广人稀的环境。星链却能适用于无法承担光纤基站建设成本的人口低密度区 ，像山区、海岛等5G没有优势的地方。

04 低轨卫星与5G的未来

比起SpaceX的发展，我国的低轨卫星建设还在逐步发展。

基于5G的低轨卫星通信策略，我们需要先争取到更多的频段资源。现阶段，Ku、Ka等高频段资源逐渐枯竭，将难以满足未来巨大的频谱需求。而频率更高的Q频段、V频段和太赫兹频段将成为下一代通信卫星布局和争夺的焦点。

同时，如果可以形成基于5G的统一低轨卫星通信技术体制，对于商业规模，以及我国的通信卫星走向国际都大有裨益。与之类似的，是可以推动商业航天与移动通信、集成电路等产业的跨界合作，共同研发推进卫星发射的技术进步，实现商业模式的创新。

卫星通信与导航技术学习内容如下：

专业基础课程：现代通信概论、卫星导航原理与应用、移动通信技术、电子技术基础、射频与微波电子线路、数据网组建与维护。

专业核心课程：电波传播与天线、卫星地面通信系统运行与维护、卫星定位与测量、遥感数据采集与处理、Python语言与数据处理分析、卫星物联网应用开发、导航电子地图制作与维护。

实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行数据网组建与维护、卫星通信系统、卫星导航、电子地图制作、遥感数据测试分析等实训。在电信、卫星通信传输服务、数字内容服务等单位进行岗位实习。

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2020年4月20日，国家发改委将卫星互联网作为通信网络基础设施的代表之一，纳入新型基础设施—信息基础设施的范畴，随着我国商业航天市场的逐步开放，及一带一路沿线国家庞大市场，卫星国有大型企业和许多民营企业纷纷布局卫星互联网星座产业，将带动卫星通信系统终端设备与软件应用市场爆发式发展。

北斗与移动通信、移动互联网、物联网、大数据等技术将加速实现融合创新，以北斗提供的时空信息为核心的导航定位授时服务产品，必将被越来越多地应用到电子商务、移动智能终端、智能网联汽车、互联网位置服务中，大规模进入到行业应用、大众消费、共享经济和民生服务等领域。

近5年来，据各大招聘平台的统计卫星通信类的岗位的招聘数量持续上涨，预计未来3-5年，随着中国北斗卫星系统的，建设和完善中国卫星通信的人才缺口将达到50万以上。

北京时间7月19日上午8时19分，中国在西南四川省西昌卫星发射中心成功发射新型遥感卫星群。这些卫星由长征二号丙运载火箭送入轨道。这是耀干30家族的第10组，将采用多星组网方式进行电磁环境勘测和相关技术验证。天齐15号上还有一颗属于天齐星座的卫星，它将服务于物联网数据收集。

中国运载火箭技术研究院研制的长征二号丙运载火箭全长43米，起飞质量242吨。该火箭能够向500公里高度的太阳同步轨道发射两吨有效载荷。7月19日的发射是长征系列火箭第380次发射，也标志着遥干30系列发射的圆满结束。自2017年9月以来，长征二号C已将遥干30号卫星10组全部高精度送入轨道，发射成功率100%。

这些卫星由长征二号丙运载火箭送入轨道。 这是耀干30家族的第10组，将采用多星组网方式进行电磁环境勘测和相关技术验证。天齐15号上还有一颗属于天齐星座的卫星，它将服务于物联网数据收集。中国运载火箭技术研究院研制的长征二号丙运载火箭全长43米，起飞质量242吨。

该火箭能够将两吨有效载荷发送到 500 公里高度的太阳同步轨道。周一的发射是长征系列火箭的第380次任务，也标志着遥干30系列发射的圆满结束。自2017年9月以来，长征二号C已将遥干30号卫星10组全部高精度送入轨道，发射成功率100%。

由于对地球观测计划和大量应用的投资不断增加，全球遥感技术市场将取得惊人的收益。 遥感技术在捕获与地球表面相关的数据以及分析地球的物理特性和参数方面发挥着至关重要的作用。 该技术使用来自卫星和飞机的发射和反射光，而无需与观察到的表面进行物理接触。 各国各航天机构宣布的雄心勃勃的地球观测计划数量不断增加，从而扩大了全球市场。 印度空间研究组织 (ISRO) 拥有 13 颗地球观测卫星，并计划在 2020-2021 年发射 10 颗新卫星。

12月23日中国成功发射试验12号卫星，01星02星，此次发射成功具有重大的意义。
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402次飞行。标志着中国航天工程取得又一重大进展。
中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征七号改遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，“一箭双星”成功发射，也为文昌航天发射场年度航天发射任务画上了圆满的句号。
随着我国航天技术的不断发展，高轨道卫星发射重量将达到6吨至7吨左右。今年3月刚加入长征火箭家族的长征七号改运载火箭，是我国新一代中型高轨液体运载火箭，地球同步转移轨道运载能力不低于7吨，填补了我国运载火箭高轨道55吨至7吨运载能力的空白。
此次发射成功，长七改火箭挑战我国首次两颗高轨道主卫星的“一箭双星”发射。为了在有限的整流罩空间内合理容纳两颗卫星，设计人员采用了串联布局，打造了外支撑整流罩，并且通过新研复合承力倒锥和高整体机加卫星支架，有效提升了整流罩内可用包络空间，使任务实施成为可能。
01星02星发射成功具有划时代的意义，也让我国在高空轨道领域，发射重量型卫星奠定了基础，向真正的航空航天强国迈进。

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