1 卫星物联网,通俗地讲就是通过卫星通信来做物联网项目。一般的物联网的都是通过2G/3G/4G网络来做物联网项目的,但是对于一些特殊的项目,因为2G/3G/4G网络信号不好或者用不了,必须借助卫星通信将物联网终端采集的数据传回后台,比如在沙漠地区、海洋上或一些偏僻的无人区。
2 商业化问题
国内已经有商业化应用了,我可以分享一个我们做过的项目。
项目背景
在戈壁滩地区对运输车队进行监控,主要采集车辆的定位信息,遇到紧急情况可以实现一键报警。基于位置信息在平台端开发一些设备管理、地理围栏等功能。整体上客户要求不复杂,主要难点是地面网络信号不太好,大片地区根本没有信号,所以需要考虑通过卫星通信来确保信息的传输。
卫星通信资费
我们考察了好几个卫星系统:北斗(短报文)、铱星的模块、海事卫星,但都不是很满意。通过北斗短报文传输位置信息,卫星通讯费用最便宜,目前是入网费600元,流量费850元包年(一年内不限制随便发信息),但是据说硬件稳定性不太好,另外就是国外的信号还不稳定;铱星的卫星通讯费用有些偏高,10元/1000bytes;最后在朋友推荐下找到了ORBCOMM在国内的代理商,因为据说ORBCOMM主要做低轨卫星,通讯费比较便宜。其实,也没有便宜多少,他们给的卫星通讯费是9元/1000bytes。但是他们提出了另外一个思路:2G网络和卫星网络双链路通信,有地面信号的时候,用2G网络发送数据,物联网卡就可以实现,没有地面网的时候,通过卫星传输数据,这样整体的资费就比较便宜了。我们测算了一下,通过ORBCOMM卫星发一条位置信息大概是10个字节,也就是1条信息折算下来是1毛钱,这个价格基本上可以接受了。
电源问题
因为我们的设备是用在车上,所以就直接在车辆点烟器上取电了,但是考虑到紧急情况下车辆会熄火,为了方便救援设备还需要持续工作,所以又内置了电池。电池容量先不透漏了,正常情况单电池供电可以用5-8天,紧急情况用3-4天没有问题(紧急情况下,设备发信息的频率提高了)。
回答上面的问题:如果要高频次通过卫星发送数据,肯定要有稳定的电源供应。但是在具体的项目里情况就不一样了,比如我们的设备通过卫星发送信息默认是20分钟发一次,每发一次大概是50mAh。据我所知一些安装在集装箱上的卫星定位设备(在海上跑的集装箱)是一天发一条信息,这样外加一小块太阳能电板就可以保证供电了。
信号问题
目前所有的卫星通讯一个基本的条件是,终端天线需要和卫星建立直连接线,就是中间不能有任何遮挡,一旦有遮挡就连不上了。这样的话,市内肯定是用不了了,城市里也不太好用,偏僻的戈壁滩、海上这些地方用卫星就没有问题。
硬件设备尺寸
你们可能会好奇?这么微弱的信号要接收到,设备要有多大啊?我放几张吧。
先看我们的终端设备:
深圳市新时空智能系统有限公司尺寸图
天线才是关键:
安装在车顶的卫星天线
在卫星主机里集成了GPS和卫星通讯模块,为了使用地面网络传输信息,又搭了一个2G的车辆定位器(这个便宜些)。2G的定位设备做为主设备,通过232协议与卫星模块连接,当搜不到地面网络,就通过卫星终端发数据。关于天基物联网的项目,欢迎讨论!
2020年,中国航天全年共执行39次发射任务,发射载荷质量10306吨,发射次数和发射载荷质量均位居世界第二。其中,长征系列运载火箭完成34次发射。
长征五号B运载火箭首飞成功,拉开载人航天工程空间站阶段任务序幕。长征五号运载火箭全面投入应用发射,成功发射火星探测器和嫦娥五号探测器,实现了我国地球同步转移轨道运载能力由55吨级到14吨级的跨越。
长征八号运载火箭首飞成功,有效增强我国高密度发射任务执行能力。太阳同步轨道运载能力达到45吨,突破了快速集成设计生产、电气一体化、节流减载等关键技术,实现了发动机推力调节技术的首次工程应用,为可重复使用打下坚实基础,能满足卫星组网工程和商业发射服务需求。
大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关取得重要进展。我国最大推力分段式固体火箭发动机试车成功,为后续运载能力发展奠定了基础。
在航天器科技活动方面,全年共研制发射航天器77个,航天器总质量10261吨,数量和质量均位居世界第二。中国航天重大工程和专项任务稳步推进,大幅提升航天技术与应用能力。商业卫星研制机构数量持续增长,研制能力稳步提升,研制卫星类型从技术试验逐步向应用卫星转变。
新一代载人飞船试验船高速再入飞行试验圆满成功。此次试验完成了高速再入返回控制、热防护、群伞+气囊着陆方式、重复使用等技术飞行验证,飞船具备高安全、高可靠、模块化、适应多任务、可重复使用等特点,为中国载人登月飞船“启航”奠定了坚实基础。
嫦娥五号完成世界首次月球轨道无人交会对接。连续实现中国首次地外天体采样、地外天体起飞、地外天体轨道交会对接、第二宇宙速度高速再入返回等多项重大技术突破,完成了探月工程“绕、落、回”三步走发展规划,成为中国航天强国建设的重要里程碑。
“天问一号”火星探测任务迈出中国行星探测第一步。计划在国际上首次通过一次发射实现“环绕、着陆、巡视探测”三大任务,设定了五大科学目标,涉及空间环境、形貌特征、表层结构等研究,将推动中国在行星探测和基础科学研究方面的全面发展。目前,已成功实施环绕火星探测,并计划在2021年5月至6月择机着陆火星,开展巡视探测。
北斗三号全球卫星导航系统提前半年建成并开通。该系统是中国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统,采用了中国首创的混合星座构型,卫星核心器部件100%国产化。它可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,性能指标达到国际一流水平。“北斗”,已迈进全球服务新时代。
通量宽带卫星系统启动建设。亚太6D通信卫星成功发射,是中国当前通信容量最大、波束最多、输出功率最高、设计程度最复杂的民商用通信卫星。卫星主要为亚太区域用户提供全地域、全天候的卫星宽带通信服务,满足海事通信、机载通信、车载通信以及固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求。
高分辨率对地观测系统重大专项收官。这为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障。中国高分系列卫星已基本形成涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分辨率对地观测体系,天基对地观测水平大幅提升,中国卫星数据自主化率进一步加大。高分辨率多模综合成像卫星、资源三号03卫星成功发射,增强了中国综合对地观测能力,其中高分辨率多模综合成像卫星支持多种敏捷成像模式,首次实现“动中成像、多角度成像”,图像获取效率大幅提升。
中国首个海洋水色卫星星座建成。海洋动力环境观测网建设有序推进,海洋一号D卫星成功发射,与在轨的海洋一号C卫星组成中国首个海洋水色卫星星座。海洋二号C星成功发射,与在轨工作的海洋二号B星组网,计划于2021年发射海洋二号D星。届时,海洋二号B/C/D星组网,将组成全球首个海洋动力环境监测网。
“张衡一号”卫星数据参与构建新一代全球地磁场参考模型。该卫星获取了中国首批拥有完全自主知识产权的全球地磁场观测数据,构建了15阶全球地磁场参考模型。“天琴一号”卫星实现国内最高水平的无拖曳控制技术在轨验证,为后续研制空间引力波探测航天器、构建高精度空间惯性基准,奠定了坚实技术基础。
实践二十卫星在轨验证通信、导航、遥感等多领域16项关键技术。卫星搭载的Q/V频段高通量通信载荷总体技术水平达到国际先进水平,为后续1太比特/秒高通量通信卫星和全球低轨互联网卫星研制奠定了基础,激光通信载荷实现10吉比特/秒地球同步轨道星地通信能力,创全球最高速率;量子通信载荷完成全球首次地球同步轨道星地偏振编码稳定传输,为牵引和推动相关领域的发展奠定了良好基础。
世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印完成在轨演示。新一代载人飞船试验船返回舱搭载的“复合材料空间3D打印系统”,在轨期间自主完成了连续纤维增强复合材料样件打印。此次实验,是中国首次太空3D打印,也是世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印实验,对于未来空间站长期在轨运行、超大型结构在轨制造具有重要意义。
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。
2月27日11时06分,长征八号遥二运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞,成功将22颗卫星分别送入预定轨道,创造了我国一箭多星发射的最高纪录。中国电科精心编织通信测控“天罗地网”,全程接收发布指令,采集传输数据,为长八飞行任务提供精准的测控科技保障和数据传输服务,并为火箭和搭载的巢湖一号、泰景四号01等卫星,提供了核心载荷、太阳电池阵、核心组件等关键设备,保障任务圆满完成。
此次发射共搭载了海南一号01星和02星、大运号卫星、文昌一号01星和02星、泰景三号01星、巢湖一号等22颗商业卫星,这些卫星主要用于对地观测、低轨物联网通信和空间科学实验。国家航天局总工程师潘爱华:这次的22颗星是7家商业航天公司的,覆盖了各种的遥感在轨试验,包括对海南和周边船只信息处理等多种功能。一箭多星可以降低成本,可以大幅度提高研制效率、发射效率,满足高密度发射的任务需求。
长征八号遥二运载火箭在构型上从原先的两级半构型变成了两级串联构型,一级火箭发射后将二级火箭和搭载载荷推入太空,之后二级载荷负责搭载载荷的入轨,22颗卫星分12次释放,均成功进入预定轨道,成功实现一箭多星新纪录。一箭多星科技可以大大新增火箭的经济性和实用性,相比之下可节省燃料、减少发动机和箭体的浪费,大大减少发射成本。将22颗卫星安装到一发火箭的整流罩内,发射升空后,将它们分12次送入各自的轨道,这在科技 *** 作上是有一定难度的。
卫星数量多,卫星在分离出去后进入轨道飞行时也存在碰撞的风险,因此远场分离的安全性也是设计人员需要考虑的重点。长征八号火箭轨道设计师李静琳告诉记者,22颗卫星加上一个火箭末级就是23个分离体,为了保证彼此之间分离的安全性,设计团队计算分析每一颗卫星运行的轨道参数,对23个分离体两两之间的相对距离进行长周期的模拟、观察和考核,并根据卫星布局,设计分离方案,最终采取12次分离动作,依次将22颗卫星逐步分离出去,并通过不断调整末级箭体的姿态,实现不同卫星的分离方向调整,确保各个卫星近远场安全,让22颗卫星安心“下车”。
,嫦娥四号探测器却在“出差途中加班”。12月30日凌晨4时55分,科技人员在北京航天飞行控制中心向嫦娥四号探测器注入调姿和变轨参数。8时54分,嫦娥四号探测器发动机成功点火,开始实施变轨控制。8时56分,地面测控站实时遥测数据监视判断,嫦娥四号探测器已由距月面平均高度约100公里的环月轨道,成功实施降轨控制,进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的环月轨道。它这一趟的目的之一,就是计划要在月球背面艾肯盆地实现软着陆,国家空间科学中心副主任邹永廖说,在过去的半个多世纪里,人类已经发射了100多个月球探测器,但还没有一个能够实现在月球背面着陆:“月球正面和背面无论从物质成分上、形貌构造上还是岩石年龄,都有很大差异。艾肯盆地是在整个太阳系固体天体中存在的最大、最深的盆地,我们可以获取月球深部物质的信息。由于磁环境的原因,在月球正面开展低频射电天文观测效果不好。恰恰由于月球背面的磁环境非常干净。在月球背面开展低频射电天文探测这一目标应该说是天文学家梦寐以求的,可以填补射电天文领域上在低频观测段的空白。”
为了这趟旅程,科技人员还架起了“一座鹊桥”,不是为了牛郎和织女,而是给“嫦娥”准备的。今年5月21日,西昌卫星发射中心成功将探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空。正如“鹊桥”之名,嫦娥四号总设计师孙泽州说,中继星为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。“鹊桥”中继星成功发射,在L2点稳定运行,为月球背面软着陆应该说做好了准备。
嫦娥四号12月8日就出发了,12月12日成功实施近月制动进入环月轨道以来,嫦娥四号探测器进行了2次环月轨道修正,与“鹊桥”中继星进行了4次中继链路测试,开展了激光测距、三维成像、微波测距测速等导航敏感器在轨测试,为探测器进入预定着陆区、择机实施月球背面软着陆做好准备。
孙泽州表示,这次探索也将为今后探月工程不断实现更深层次的全月科学勘探提供可能。他说:“这一次我们是从月球的正面扩展到背面,下一步我们要从月球的相当于中高纬地区向月球的两级去拓展,实现对全月球的可到达能力。”
虽然,新年没有赏月的传统,也没有“嫦娥奔月”的传说,但今晚(12月31日)的跨年夜,不妨抬头看看月亮。一个实实在在的嫦娥四号探测器正在“奔月”。按照计划,2019年的1月,它将择机在月球背面软着陆。
虽然,我们普通人举头望天并看不真切,但天上却有设备能把地球上的我们“看得”清清楚楚。
“天上的星星参北斗”,而北斗卫星导航系统能告诉你要不要顺着大河向东走。
北斗是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。今年一年内北斗完成了10箭19星发射,创下世界卫星导航系统建设和我国同一型号航天发射的新纪录。12月27日,北斗三号开始提供全球服务,全球定位精度10米;在亚太地区定位精度也由原来的6米提升至5米。北斗三号系统卫星总设计师林宝军介绍,精度提升的原因就在于她有了一个更厉害的“心脏”。
林宝军说:“我们突破了新型氢原子钟以及原子钟的无缝切换技术,可以说原子钟是导航卫星的‘心脏’,这项技术也决定整个导航精度的一个核心技术。这项突破使导航系统的时频精度提高了一个量级。另外,使我们的原子钟可以连续无缝、不间断地工作,这使北斗系统运行的时候,大家会感觉到更稳定、连续、不间断,性能会更好。”
“北斗”定位不迷路,“鸿雁”传信不失联。12月29日,鸿雁星座首发星发射成功并进入预定轨道,我国全球低轨互联网卫星系统正式启动建设。此次搭载发射的首颗试验卫星在轨期间将陆续开展卫星各项功能的试验验证。按照规划,鸿雁星座一期将由60颗卫星组成,主要实现全球移动通信、物联网、导航增强、航空监视等功能;二期则将再发射数百颗卫星,形成全球覆盖的能力。
航天科技集团五院总工程师、中国工程院院士周志成介绍:“通讯是要连续覆盖的,有的地方还要多重覆盖,所以这样的一个体系就造成了必须接续不断地这个星过来覆盖,所以星座的设计,包括接力的方式、切换的方式是这个的难点。”
现在我们所用的网络都需要建立基站,但是沙漠、山区、海上等地方很难架设基站,手机就会出现不在服务区的情况。有了“鸿雁”系统后,这将成为历史。
回顾2018年的中国航天,中国航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光表示,成果丰硕:“今年的发射次数,算上私人公司发射的,(发射次数)首次独居世界第一位。中国在空间基础设施建设方面,一些对地的遥感星座越来越成熟地走向应用。空间科学方面,‘张衡一号’发射成功,我们在国际合作方面进一步加强和国外的沟通,实现更多的合作项目。商业航天方面,私人航天公司已经开始进军轨道发射的服务领域。今年,
不知道你说的是哪一次卫星发射,这些年来,中国成功的发射卫星可太多了,就以中国最近发射的最重要的卫星来说,有天问一号、北斗组网、墨子号以及环境减灾二号01组卫星、高分十三号卫星是高轨光学遥感卫星等,可以说中国的卫星发射技术肯定可以排在世界前列了,而且可以达到了世界领先水平,目前全球能发射空间站的国家没有几个,拥有卫星定位系统的也没几个,拥有大推力运载火箭的国家更没几个,能发射火星探测器的国家也没几个,而中国在这些方面都做到了。
因为不清楚你说的再次成功是哪一次,所以在下面科普一下仅在2020年,中国成功发射卫星都有哪些:2020年1月7日,在西昌卫星发射中心,用长征三号乙运载火箭将通信技术试验卫星五号送入预定轨道,卫星发射成功。此卫星主要用于卫星通信、广播电视、数据传输等业务,并开展高通量技术实验验证。
2020年1月15日,在太原卫星发射中心,用长征二号丁运载火箭将“吉林一号”宽幅01星发射成功。(又称“红旗一号-H9”),这是第16颗吉林一号卫星。此次任务还搭载了NewSat7/8卫星、天启星座05低轨物联网卫星(人民一号)等3颗小卫星。2020年2月20日,在西昌卫星发射中心,用长征二号丁运载火箭,采取一箭四星方式,成功将新技术试验卫星C星、D星、E星、F星发射升空。卫星顺利进入轨道,主要用于在轨开展新型对地观测技术试验。
2020年3月9日,在西昌卫星发射中心,用长征三号乙运载火箭成功托举北斗三号GEO-2卫星直冲云霄。这是北斗系统的第54颗导航卫星,卫星顺利进入预定轨道。2020年3月24日,在西昌卫星发射中心,长征二号丙运载火箭成功将遥感三十号06组卫星送入预定轨道。长二丙火箭由航天科技集团一院抓总研制,本次任务搭载验证一子级剩余推进剂再入排放技术,持续提升落区安全性。此次是今年长二丙执行的第一次宇航发射任务,也是长征系列运载火箭的第329次航天飞行。
2020年4月24日,第五个中国航天日到来之际,国家航天局宣布,将我国行星探测任务正式命名为“天问”,将我国首次火星探测任务命名为“天问一号”,同时公布了首次火星探测任务标识“揽星九天”。2020年5月5日,在海南文昌卫星发射中心,用长征五号乙运载火箭将我国新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱发射升空。新一代载人飞船已经成功入轨,长征五号乙运载火箭已经圆满完成任务。这次发射是长征五号乙运载火箭和新一代载人飞船的首飞发射。新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱将在太空飞行一段时间(5月6日、5月8日)之后返回地球。
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