美军卫星通信系统
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Ka频段卫星在军事上的应用Ka频段军事卫星通信应用《国际太空》朱贵伟自20世纪70年代军用Ka频段卫星通信频率划分以来,其大带宽、高吞吐量的优势就一直吸引着军方。
20世纪90年代中期,美国率先在其“全球广播系统”中采用Ka频段,并搭载在“特高频后继星”上,于1998年开始服役。
然而,GBS系统仅使用了一小部分Ka频段频率资源,而Ka频段在军事通信卫星上的广泛应用则是在21世纪以后,典型的卫星系统共包括美国的“宽带全球卫星通信”卫星、欧洲的“雅典娜-费多思”卫星和阿联酋的“阿联酋卫星”,等等。
以军事通信卫星系统为对象,分析Ka频段的应用情况。
一、概述Ka频段是指K频段以上的部分,即K-above,是指~40GHz 的微波频段。
根据国际电联的划分,供军事卫星和民用卫星使用的频谱资源分别为1GHz和,具体见表1。
表1 ITU对Ka频段频谱资源的分配*指代一区的频率分配。
战场广播、高清图像和视频传输、无人机等空基情侦监平台等新应用的出现,对传统X频段提出了更高的要求,同时也为Ka频段的应用带来了契机。
然而,新频段的应用总是伴随着机遇与挑战,而Ka频段的优势和劣势也相对较为明显,具体如下所述。
优势一:可用频谱更宽,支持跟高吞吐量。
Ku频段的频谱资源大约为上行链路2GHz、下行链路,实际单颗卫星可用的连续频谱不足。
反观Ka频段,上行链路和下行链路各有资源可用。
在相同的带宽效率前提下,显然Ka 频段可以支持更高的传输速率,在支持动态视频方面更加具有优势。
优势二:成本效益更高。
Ka频段卫星大多采用点波束,因而可以采用频率复用技术。
空间复用使得可用频率资源更多,使得整星吞吐量提升1~2个数量级,从而使单位带宽的成本降低。
优势三:支持更小口径终端。
基本物理学原理可知,频率越高、波长越短,因而可以使用更小口径、更轻质量的终端,进而支持肩负式、移动平台应用。
另一方面,窄波束的EIRP和G/T相对更高,也能够支持小口经终端高速传输。
军事卫星通信论文(2)军事卫星通信论文篇二《基于信息栅格技术的军事卫星通信问题研究》摘要:栅格技术具有资源范围广、分布性强、异构性复杂的特点,已成为各军事强国军事网络建设的发展方向。
该文介绍了信息栅格技术的基本概念,以及美军GIG的特点,针对我军信息栅格与卫星通信一体化发展提出一些建议。
关键词:信息栅格;卫星通信;GIG1 信息栅格技术的介绍在1999年出版的《栅格:未来计算结构的蓝图》一书中,美国科学家伊恩・福斯特首次提出信息栅格的概念。
该书对信息栅格的定义是:信息栅格是构筑在internet上的一组新技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,为用户提供更多资源、功能和交互。
人们设想把自己的计算机插入信息栅格,像从电力栅格中获得电力资源一样获得所需各种信息资源,于是产生了栅格技术在信息领域的广泛应用。
信息栅格的特点是使可利用的资源范围广泛,且具有很强的分布性、更复杂的异构性;使体系对资源的共享更具有目的性;引入虚拟组织的概念,且组织的构建具有动态性和可伸缩性;强调协同解决问题(协同工作)的能力及服务的有序性和可控性。
2 信息栅格技术的军事应用美军的C4ISR系统在指挥控制、预警探测、情报侦察、信息对抗与信息传输、保障等方面有着极大的优越性,但在最近的几场局部战争实战中,暴露出很多问题,如:无法实现全球网络联网,对现代战场上产生的大量信息的加工能力不足,在联合作战中无法实现诸作战力量、作战系统、作战单元之间的互连、互通、互操作。
1999年,美军发布《国防信息基础设施主计划8.0版――实现GIG》,提出建设全球信息栅格(GIG,GLOBAL INFORMATION GRID),这是全球首个军事信息栅格的实例。
为了保证美军能够在未来战争中始终保持信息优势、决策优势和全球作战优势,美军全力打造GIG。
经过多年发展完善,GIG已经成为美军的军事信息系统基础平台,可实现美军在全球任意地点、不同需求用户之间应用程序的互联、互操作。
要指出的是,为降低成本、分化风险,近年来美军越来越多地借助民间力量充实太空战队伍:一是向商业公司定制太空服务,二是将军用卫星的日常操控业务外包给商业卫星公司。
美军太空作战力量体系编成现代信息化局部战争军事行动高交太空司令部司令。
太空司令部司令据此向战区司令提供太空能力,必要时向战区司令移交太空部队的作战指挥权。
战区司令通常指定一位职能部队指挥官负责太空作战事务,该指挥官通过设立太空协调机构查明联合部队的太空需求,制订联合太空作战计划,协调联合部队军种组成部队的太空作战行动。
例如,2003年伊拉克战争中,美军中央司令部司令指定联合部队空军部队指挥官负责太空作战,领导战区太空协调机构开展工作。
中央司令部战区陆军和空军向太空协调机构派驻代表,共同拟制联合太空作战计划。
由于海军未向太空协调机构派驻代表,战区司令授权海军航母打击群指挥官与太空协调机构直接联络,以便于后者向战术级海上部队提供太空支援。
在利比亚战争和打击“伊斯兰国”行动中,不论是打击固定目标还是打击时敏目标,美军空对地精确打击行动的全过程都是在“航天-空中-地面”一体化的网络环境中展开,联合部队航天指挥机构利用太空力量体系提供全局性动态战场态势信息,与航空侦察信息融合;作战平台和单元依据综合态势信息,围绕作战任务和功能快速展开信息交互,压缩了传感器与射手之间的链路,提高了太空力量的综合效益。
目前,美军的太空系统已经由以大型复杂单星为主,转变为以组网分布式小卫星为主。
这种模式下,空间系统由多颗空间飞行器及相应的基础设施和应用系统构成一个闭环系统,以实现数据获取、信息处理、应用分析,并向不同用户分发,完成特定功能。
分布式系统不仅具备快速、灵活、高效、低成本的优势,还大幅度提高了太空力量体系的冗余度、可靠性和生存能力,成为向作战行动提供实时、连续信息服务的主要手段。
美军太空作战条令不断更新伴随国家太空政策指导,美军太空作战条令和太空作战理论也在不断更新。