美國(guó)軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1、美國(guó)軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期情報(bào)活動(dòng)中分離出來(lái).免受采購(gòu)限制可使空間偵察辦公室能更快地使新衛(wèi)星偵察能力投入使用.空間政策分析家們對(duì)創(chuàng)建該組織反應(yīng)謹(jǐn)慎.喬治?華盛頓大學(xué)空間政策研究所主任JohnLogsdon稱,雖然建立新的辦公室可能會(huì)加強(qiáng)NRO的能力,但其缺乏公開性可能不會(huì)受到美國(guó)民眾的贊同.美科學(xué)家聯(lián)合會(huì)的國(guó)家安全分析家TimBrown稱,新辦公室的保密性和缺乏采購(gòu)限制會(huì)導(dǎo)致各項(xiàng)目上的過(guò)度的耗資增長(zhǎng).(王克編譯)美國(guó)軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀美國(guó)軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)主要采用特高頻(唧),超高頻(SHF)和極高頻(EHF)同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng).此外,美國(guó)還使

2、用大橢圓軌道的衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)(SDS)以及租用大量的商用通信衛(wèi)星線路.1.特高頻軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)采用特高頻(UI-IF)的軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)主要是海軍的艦隊(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)(FLTSATCOM),租用衛(wèi)星系統(tǒng)(LEASAT),特高頻后續(xù)衛(wèi)星系統(tǒng)(UFO)以及空軍的空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)(AIATCOM).(1)艦隊(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)艦隊(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的用途是保證美國(guó)海軍的作戰(zhàn)指揮,可以處理9o%的海軍通信業(yè)務(wù),它保障完成下列各項(xiàng)任務(wù):海岸各中心與海軍艦船和飛機(jī)之間的電話通信;與所有級(jí)別的潛艇和水面艦船的雙向通信;一傳送海軍發(fā)布的命令;與空軍飛機(jī)的通信;.一一美國(guó)快速反應(yīng)部隊(duì)指揮系統(tǒng)內(nèi)的通信.,此外,它還

3、能為戰(zhàn)略指揮部以-及陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的快速部署部隊(duì)提供雙向特高頻線路.艦隊(duì)通信衛(wèi)星通常定位于西經(jīng)110,23度,東經(jīng)72.5,172度,雖然它們也占用西經(jīng)100,23,15度和東經(jīng)171度的向步軌道位置.目前正在工作的4顆衛(wèi)星將被特高頻后續(xù)衛(wèi)星:(uFo)所取代分別于1997年至2000年退出現(xiàn)役.艦隊(duì)通信衛(wèi)星載有12臺(tái)轉(zhuǎn)其上行線路采用UHF/SHF頻段,下行線路采用UHF頻段.頻率范圍為244.4兆赫,上行線路中心頻率在3的兆赫左右,下行線路中心頻率在260兆赫左右.每顆衛(wèi)星的發(fā)射功率近5KW,有23個(gè)信道,3國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期1O個(gè)信道供海軍使用,12個(gè)信道供空軍使用還有1個(gè)寬帶

4、信道供國(guó)防部使用.在供海軍使用的帶寬各為25千兆赫的1O個(gè)信道中:標(biāo)號(hào)為No.I(上行SHF,下行tlrdlF)的信道用于艦隊(duì)廣播.岸站用SH擴(kuò)頻信號(hào)發(fā)往衛(wèi)星,衛(wèi)星接收后用UHF抗干擾信號(hào)向各艦只廣播,同時(shí)也用于岸站間,艦隊(duì)的彈道導(dǎo)彈潛水艇,航空母艦,巡洋艦等之間的指揮與控制鏈路的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換.標(biāo)號(hào)為No.2至1O4的9條信道(7個(gè)低功率,2個(gè)高功率)供海軍中繼通信用,皆為單信道轉(zhuǎn)發(fā)器.供空軍使用的標(biāo)號(hào)為No.11至22的12條信道是帶寬各為5千赫的窄帶信道,共用1臺(tái)發(fā)射機(jī),其中有7條可以跳頻.1條帶寬為500千赫,標(biāo)號(hào)為NO.23寬帶信道供國(guó)防部用,采用了擴(kuò)頻編碼技術(shù),可同時(shí)傳l4路75b

5、ps電傳,也可傳聲碼話.艦隊(duì)衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況見表1.表1艦隊(duì)衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況衛(wèi)星名稱發(fā)射日期定點(diǎn)位置和使用情況開始定位于西經(jīng)100度,后移到西經(jīng)177度,1992年1O月從西經(jīng)177度移到西經(jīng)150度的大西洋上FISACow78.O2.O9空,在那里逗留了25天.截至1997年4月,衛(wèi)星定位于東經(jīng)71度,目前仍在軌工作.定位于東經(jīng)71.5度的印度洋上空,衛(wèi)星發(fā)生快速F1SACoM-21979.O5.04漂移,顯然于1992年退出現(xiàn)役.開始定位于西經(jīng)23度,從1991年起衛(wèi)星已經(jīng)開F1SACoM-31980.O1.17始緩慢漂移.截至1997年4月,衛(wèi)星定位于東經(jīng)187度,衛(wèi)星仍以O(shè).1

6、2度,天的速度向西漂移,目前仍至1997年4月,衛(wèi)星.定位于西經(jīng)100度,自前仍在軌工作.載有抗干擾的40/20千兆赫咖通信試驗(yàn)組1曹=,FLTSACOM-81989.O9.25L截至1997年4月,衛(wèi)星定位于西經(jīng)23度.國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期艦隊(duì)衛(wèi)星外形見圖1.圖1艦隊(duì)通信衛(wèi)星(2)租用衛(wèi)星通信系統(tǒng)租用衛(wèi)星又稱辛康姆-4(Syncom.4)衛(wèi)星系列,屬休斯公司所有,租借給美國(guó)軍方,為海軍提供通信業(yè)務(wù).其目的是當(dāng)艦隊(duì)通信衛(wèi)星發(fā)生故障時(shí),保障艦隊(duì)衛(wèi)星的用戶能繼續(xù)通信,因此該衛(wèi)星系統(tǒng)是艦隊(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的補(bǔ)充.租用衛(wèi)星通常占用西經(jīng)177,105,15度和東經(jīng)75度的軌道位置,共發(fā)射s顆衛(wèi)星,其

7、中2顆失敗,目前只有LEA.SAT.5仍在軌工作,該星現(xiàn)定位于東經(jīng)156度,租給澳大利亞國(guó)防軍使用.租用衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定,星上有兩副大型的螺旋型UHF天線,可在240-400兆赫的頻率上提供收,發(fā)能力.此外衛(wèi)星上還有一副SHF頻段全向天線,可進(jìn)行遙測(cè),指令,艦隊(duì)上行線路廣播以及提供導(dǎo)航信標(biāo).租用衛(wèi)星有12臺(tái)UHF轉(zhuǎn)發(fā)器,其主要信道是:6條中繼信道,帶寬25千赫;l條寬帶信道,帶寬500千赫;5條窄帶信道,帶寬5千赫;1條可在星上進(jìn)行處理的艦隊(duì)廣播信道.租用衛(wèi)星外形見圖2.租用衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況見表2.表2租用衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況衛(wèi)星名稱發(fā)射時(shí)間.定點(diǎn)位置和使用情況開始定位于西經(jīng)105度,后移

8、到西經(jīng)15度,1993年年初開始以LEASAT.11984.11.O8每天6.6度的速度漂移,顯然已經(jīng)退出現(xiàn)役.開始定位于西經(jīng)177度,截止1996年1月仍定位于西經(jīng)178.LEASAT.21984.O8.3O1996年9月底至10月初機(jī)動(dòng)到東經(jīng)182度上的非工作軌道位置并且進(jìn)入退役軌:遭位置.原計(jì)劃定位于東經(jīng)75度,因自動(dòng)計(jì)時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障,.未能入軌.LEASAT.31985.!21985年8月初經(jīng)航天飛機(jī)修復(fù)后,定位于西經(jīng)107度,.1996年_9月底至1O初機(jī)動(dòng)到非工作軌道位置,并且退出現(xiàn)役.LELT-41985.O8.29原計(jì)劃定位于東經(jīng)177度,部署8天后主要通信系統(tǒng)發(fā)生故障.開始定

9、位于東經(jīng)75度的印度洋上空,1993年中移到東經(jīng)71.5ISAT-S1Io.O1.O9度的軌道位置,1998年從印度洋上空移到東經(jīng)156度,為澳大利亞國(guó)防軍提供新的特高頻通信業(yè)務(wù).5國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期圖2租用衛(wèi)星(3)特高頻后續(xù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)鑒于艦隊(duì)衛(wèi)星和租用衛(wèi)星在1994.2000年期間陸續(xù)退役,美國(guó)海軍空間與作戰(zhàn)系統(tǒng)司令部于1988年選定休斯飛機(jī)公司開始制造10顆新的特高頻后續(xù)衛(wèi)星.特高頻后續(xù)衛(wèi)星的容量是艦隊(duì)通信衛(wèi)星的兩倍,擁有39條通信信道,其中包括21條窄帶信道(5千赫),17條中繼信道(85千赫)和1條艦隊(duì)廣播信道(25千赫),衛(wèi)星還采用了抗干擾與抗電磁脈沖加固措施,可供全球

10、范圍內(nèi)的艦對(duì)艦,艦對(duì)岸與艦對(duì)飛機(jī)的話音與數(shù)據(jù)通信.特高頻后續(xù)衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況見表3.表3特高頻后續(xù)衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況衛(wèi)星名稱發(fā)射日期定點(diǎn)位置和使用情況UFO-F11993.03.25發(fā)射失敗.UFo.F21993.09.O3在西經(jīng)174度進(jìn)行測(cè)試后定位于東經(jīng)71.5度的印度洋上空UFo.F31994.06.24定位于西經(jīng)15度UFo.F41995.01.29在西經(jīng)161度進(jìn)行測(cè)試后,定位于西經(jīng)177度在西經(jīng)171度進(jìn)行測(cè)試后,定位于東經(jīng)71.5度,和UFO.F2在UFo.F51995.05.31同一軌道位置UFo.F61995.10.22定位于西經(jīng)106度UFo.F71996.07.25

11、定位于西經(jīng)23度第一顆載有”全球廣播業(yè)務(wù)”(GBS)的UFO衛(wèi)星,開始定位于UFo.F81998.03.17東經(jīng)172度的太平洋上空,1998年6月起定位于東經(jīng)169度UFo.F91998.10.16載有GBS轉(zhuǎn)發(fā)器,定位于西經(jīng)22.5度大西洋上空.UF0kF101999.11.22載有GBS轉(zhuǎn)發(fā)器,定位于東經(jīng)75度印度洋上空UFO衛(wèi)星幾乎是個(gè)正方體.衛(wèi)星到達(dá)軌道后,由3塊板組成的太陽(yáng)能帆板從6衛(wèi)星南北兩面伸展出去.大型UHF發(fā)射天線固定于衛(wèi)星朝向地球的一面,較小的國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期UHF接收天線在軌展開,它是正方型,位于發(fā)射矩陣一邊向外伸出的板上.衛(wèi)星有雙組元推進(jìn)劑的推進(jìn)器分系統(tǒng),

12、該分系統(tǒng)提供部分近地點(diǎn)驅(qū)動(dòng)和全部遠(yuǎn)地點(diǎn)驅(qū)動(dòng)以及在軌控制的驅(qū)動(dòng).從第4顆UFO衛(wèi)星開始,之后的UFO衛(wèi)星除采用UHF頻段之外,海軍還在衛(wèi)星上裝備了抗干擾能力更強(qiáng)的極高頻(EHF)通信有效載荷,以便與軍事星衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行互連.EHF有效載荷可提供全球覆蓋波束和5度可控的點(diǎn)波束覆蓋.特高頻后續(xù)衛(wèi)星的外形見圖3.圖3特高頻后續(xù)衛(wèi)星衛(wèi)星和通信分系統(tǒng)的主要參數(shù)如下:衛(wèi)星星體形狀:正方體.1.8×2.1X1.8米,太陽(yáng)能帆板展開后18.33米.重量:在軌初期1180千克(1-3號(hào)衛(wèi)星),1360千克(4.10衛(wèi)星).電源:跟蹤太陽(yáng)的太陽(yáng)能矩陣(展后跨度18.33米)和鎳氫電池,初期3000W,壽命末

13、期2460W(1.3號(hào)衛(wèi)星),2800W(4.7號(hào)衛(wèi)星),3800W(8.10號(hào)衛(wèi)星).穩(wěn)定方式:三軸穩(wěn)定,天線指向精度俯仰和滾動(dòng)為O.31度,偏航34度.信道配置:1條艦隊(duì)廣播信道,25千赫帶寬,有在軌處理能力.17條中繼信道,25千赫帶寬,UHF.21條窄帶信道,5千赫帶寬,UHF.1l條星上處理信道,每條信道速率2400bps,EHF(UFO.4及以后的衛(wèi)星).發(fā)射部分:UHF:243.270兆赫,l1個(gè)固體功率放大器,地球邊緣EIRP廣播和2條中繼信道為29dBW,其它中繼信道為27dBW,窄帶信道為21dBW.EHF:20千兆赫,2個(gè)行波管功率放大器,1個(gè)工作,1個(gè)備份.接收部分:U

14、HF:292.318兆赫,G/T(地球邊緣)為.14.3dB,K.SHF:8千兆赫,G/T(地球邊緣)為.17.2dB/K.EHF:44千兆赫.天線:UHF:發(fā)射天線為有4個(gè)短背射單元的2×10.5×10.5英尺的矩陣,偏離軸向9.2度處的增益為15.7dB.接收天線為0.2X5X5英尺的微帶矩陣,偏離軸向9.2度處的增益為12.5dB,圓極化.SHF:兩個(gè)地球覆蓋喇叭,一收一發(fā).EHF:兩個(gè)地球覆蓋喇叭,一收一發(fā);一副可機(jī)械調(diào)向的拋物面天線,波束寬5度.7國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期設(shè)計(jì)壽命:l0.14年衛(wèi)星對(duì)核輻射加固,除了負(fù)載重新配置和位置保持外,在沒有地面遙控的情況

15、下可工作30天.SHF,艦隊(duì)廣播上行鏈路和EHF鏈路使用擴(kuò)頻技術(shù)對(duì)抗干擾.EHF信號(hào)的結(jié)構(gòu)與Milstar衛(wèi)星相兼容.EHF負(fù)載提供n條FDMA上行鏈路,其中4條通過(guò)地球覆蓋天線,7條通過(guò)可調(diào)向天線.每條上行鏈路可由多個(gè)用戶分時(shí)共享.下行鏈路以時(shí)分多路方式把ll條信道合并為單一載波.每條信道的數(shù)據(jù)率為75bps和1200bps.可把任一信道作為衛(wèi)星遙測(cè)遙控信道使用.從EHF上行來(lái)的信號(hào)可轉(zhuǎn)接到UHF下行.海軍航天司令部控制衛(wèi)星.衛(wèi)星主要的遙控遙測(cè)通過(guò)SHF上行和SHF下行信標(biāo).S波段的空地鏈路分系統(tǒng)(SGCS)執(zhí)行從發(fā)射到在同步軌道穩(wěn)定這期間的遙測(cè)遙控.SGCS由空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)絡(luò)控制.特高頻后

16、續(xù)衛(wèi)星的第8,9,10衛(wèi)星還載有全球廣播業(yè)務(wù)(GBS)通信裝置.GBS通信裝置使用高功率轉(zhuǎn)發(fā)器,可實(shí)時(shí)向駐扎在世界各地的美軍提供寬帶高速單向信號(hào),能把美國(guó)長(zhǎng)曲棍球等成像偵察衛(wèi)星所拍攝的圖像以及美軍其他重要數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送給陸?？杖姴筷?duì),包括傳送地圖,導(dǎo)彈預(yù)警等信息.各種信息可直接傳送到車,船和飛機(jī)座艙內(nèi),因此可極大地提高美國(guó)防部與其部隊(duì)的通信能力.正如一名海軍官員所說(shuō):”這顆衛(wèi)星開始了國(guó)防部信息高速公路的建設(shè).”uFo.8衛(wèi)星又稱UHF-8,或簡(jiǎn)稱F8,8是美海軍第一顆裝備全球廣播服務(wù)(GBS)通信系統(tǒng)的UFO衛(wèi)星.該衛(wèi)星于1998年3月l7日由宇宙神.2運(yùn)載火箭從卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空,

17、開始定位于東經(jīng)172度,1998年6月起定位于東經(jīng)169度的太平洋上空(薩摩亞群島以北的赤道上空),在此位置可為美國(guó)太平洋艦隊(duì)和駐韓美軍提供通信服務(wù).美駐韓陸,海,空三軍在8月份舉行的一次大型朝鮮半島演習(xí)中首次使用了岸基終端.(4)空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng).空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)的用途是指揮戰(zhàn)略核力量,并保證:美國(guó)最高軍事領(lǐng)導(dǎo)與聯(lián)合和特種司令部的指揮所之間的通信:戰(zhàn)略空軍司令部與洲際彈道導(dǎo)彈,巡航導(dǎo)彈發(fā)射控制站以及運(yùn)載飛機(jī)和塔卡莫中繼飛機(jī)之間的通信:與機(jī)載警報(bào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程雷達(dá)警戒空軍臺(tái)站之間的雙向通信.空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)沒有自己的專用衛(wèi)星,它使用搭載在各種寄主衛(wèi)星上的通信載荷,其中包括載于艦隊(duì)衛(wèi)星和租用

18、衛(wèi)星上的5千赫轉(zhuǎn)發(fā)器,第3代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星上的單信道轉(zhuǎn)發(fā)器以及其他一些秘密衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器,主要頻段為UHF.2.超高頻軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)采用超高頻(SHF)的軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)是國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS).該系統(tǒng)的用途是保證國(guó)家最高層軍,政領(lǐng)導(dǎo)的通信和對(duì)戰(zhàn)區(qū)武裝力量實(shí)施戰(zhàn)略和戰(zhàn)役,戰(zhàn)術(shù)環(huán)節(jié)的指揮.DSCS衛(wèi)星國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)星座由5顆工作星和3顆或更多顆備用衛(wèi)星所組成,它們分別定位于西經(jīng)12度大西洋,西經(jīng)135度東太平洋,東經(jīng)175度西太平洋和東經(jīng)6O度印度洋上空.另外美國(guó)還向國(guó)際電信聯(lián)盟登記了西經(jīng)130度,西經(jīng)52.5度,西經(jīng)42.5度,東經(jīng)57度和東經(jīng)

19、180度5個(gè)軌道位置.美國(guó)共發(fā)射了三代DSCS衛(wèi)星,它們是初期國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(IDSCS),國(guó)防.2代(DSCS.2)和國(guó)防.3代(DSCS一3)衛(wèi)星通信系統(tǒng).(1)初期國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)該系統(tǒng)又稱為第1代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng),開始時(shí)作為一項(xiàng)研究和開發(fā)計(jì)劃,但后來(lái)被轉(zhuǎn)換成一個(gè)具有大容量的全球通信網(wǎng),衛(wèi)星采用7.266.7.286千兆赫的X波段頻率,帶寬2O兆赫,可提供.5條高質(zhì)量的話音,1550條電傳或11條戰(zhàn)術(shù)語(yǔ)音信道.在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了作用.從196-6年至1968年共發(fā)射成功26顆衛(wèi)星,現(xiàn)已全部停止工作.初期國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射記錄見表4.表4初期國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射記錄衛(wèi)星名稱發(fā)射

20、時(shí)間備注mSCS.1至71966.O6.16發(fā)射失敗,共8顆衛(wèi)星,升空1分鐘后在l6千米IDSCS1966.O8.26高空爆炸一IDSCS.8至151967.OI.18.rIDSCS一16至181967.07.O1IDSCS一19至261968.O6.13(2)國(guó)防.2代衛(wèi)星通信系統(tǒng)美國(guó)從1968年6月開始研制第2代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng),習(xí)慣上稱為國(guó)防-2代衛(wèi)星,又稱為階段-2(Phase-II)衛(wèi)星,主要用于國(guó)防部和三軍的遠(yuǎn)距離通信業(yè)務(wù).國(guó)防.2代衛(wèi)星載有4臺(tái)X波段轉(zhuǎn)發(fā)器,上行線路頻率為7900.8400兆赫,下行線路頻率為7250.7750兆赫r通信容量為1300路雙向話音或高達(dá)IO9比特,秒

21、的數(shù)據(jù).,一美國(guó)防部原計(jì)劃采購(gòu)l6顆衛(wèi)星,1974年又增購(gòu)了1O顆,總計(jì)為1顆衛(wèi)星.i971年l1月2日首批2顆國(guó)防代衛(wèi)皇發(fā)射入軌,衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況賊5.9國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期表5國(guó)防.2代衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況衛(wèi)星名稱發(fā)射日期使用情況,F1工作了23個(gè)月后于1973.09.15失效:F2工作了1O個(gè)DSCs_2-F1,21971.11.O3月后于1972.09.08失效.DSC23,4.1973.12.14F3已于1976.09.09失效;F4于已1993.12.13失效DSCS-2-F5/61975.O5.2O發(fā)射失敗,DSCS一2.F7,81977.O5.12DSCS2,F9/

22、101978.O3.25發(fā)射失敗Fll/12兩顆衛(wèi)星分別定位于東西太平洋上空.兩顆衛(wèi)星都DSCS:2.F11/121978.12.14已經(jīng)于1993.12.13停止工作.F13已經(jīng)于1993年6月從東經(jīng)180度推進(jìn)到高于地球同DSCS.2.F13/141979.11.21步軌道的位置;F14已經(jīng)于1995年4月退出現(xiàn)役.和第1顆國(guó)防.3代衛(wèi)星一起發(fā)射.1993年3月,F15的周期已經(jīng)從1436分鐘提高到1451分鐘,并且衛(wèi)星開始軌DSCS-2.F151982.1O.19道漂移.目前尚不清楚該衛(wèi)星是否已被移到一個(gè)新的軌道位置還是已經(jīng)退役.和第4顆國(guó)防-3代衛(wèi)星一起發(fā)射.截至1997年4月,該DS

23、CS.2.F161989.O9.04衛(wèi)星仍在軌工作.(3)國(guó)防.3代衛(wèi)星通信系統(tǒng)第3代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(國(guó)防.3代)又稱為階段-3(Phase.III)衛(wèi)星.該計(jì)劃開始于1975年.國(guó)防.3代衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定,設(shè)計(jì)壽命為1O年.星上載有6臺(tái)SHlF頻段和1臺(tái)UHF頻段轉(zhuǎn)發(fā)器以及抗干擾的61波束接收天線和防竊聽的波束天線.SHF頻段上行頻率為7900.8400兆赫,下行頻率為7250.7750兆赫,UHF頻段上行頻率為300.400兆赫,下行頻率為225.260兆赫.此外,衛(wèi)星上還載有一lO套專供美國(guó)總統(tǒng)使用的具有極強(qiáng)抗干擾能力的數(shù)字通信系統(tǒng).國(guó)防.3代衛(wèi)星系統(tǒng)共有14顆衛(wèi)星,分為A,B兩組.A

24、組有3顆衛(wèi)星(A1.A3),B組有n顆衛(wèi)星(B4.B14).截至2000年1月,已有_ll顆衛(wèi)星發(fā)射入軌.它們是A1,A2,B14,B13,B12,B10,B9,B7,B5,B4和B8.此外,還有3顆衛(wèi)星尚未發(fā)射,它們是:A3,Bll和B6,最后一顆衛(wèi)星計(jì)劃于2003年發(fā)射.衛(wèi)星的發(fā)射和使用情況見表6.國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期表6國(guó)防一3代衛(wèi)星發(fā)射記錄衛(wèi)星名稱發(fā)射日期備注DSCS一3?F1,A11982.10.30和國(guó)防.2代F15衛(wèi)星一起發(fā)射DSCS-3?-F2/B41985.10.04B4和B5兩顆衛(wèi)星一起發(fā)射DSCS-3一F3/B51985.10.04DSCS一3一F4/A21989

25、.09.04和國(guó)防.2代F16衛(wèi)星一起發(fā)射DSCS一3一F5/Bl41992.O2.11DSCS_3一F6,B121992.07.02DSCS一3一F7/B91993.07.19DSCS一3一F8/B101993.11.28DSCS3一F9,l|71995.07.3lDSCS-3一Fl0,B131997.10.25DSC-3一Fll/B82000.01.21國(guó)防一3代衛(wèi)星外形見圖4.圖4國(guó)防一3代衛(wèi)星,國(guó)防一3代衛(wèi)星不但增加了通信容量,具備適用于戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)終端用戶的能力,尤其是采用了具有較強(qiáng)生存能力的技術(shù).功率1240瓦,70年代就達(dá)到10年工作壽命.采用電子切換多波束天線及轉(zhuǎn)發(fā)器等增強(qiáng)生存能力

26、的技術(shù).國(guó)防一3代衛(wèi)星首次采用電子切換SHF多波束天線,結(jié)合頻譜擴(kuò)展,跳頻等技術(shù),具有較強(qiáng)的生存能力.上行鏈路采用電子切換控制的61個(gè)波束的天線,無(wú)論是全球覆蓋還是點(diǎn)波束,均可產(chǎn)生可變?cè)鲆娣较驁D甚至可在探測(cè)到干擾后選擇控制波束方向,避開干擾.稱為”調(diào)零技術(shù),I因此上行鏈路主要解決抗干擾問(wèn)題.?.下行鏈路的軍用措施主要解決防竊聽問(wèn)題.國(guó)防一3代衛(wèi)星下行鏈路天線辦兩副19個(gè)波束天線(SHF頻段),可通過(guò)控制實(shí)現(xiàn)波束切換;兩副SI:IF全球覆蓋喇叭天線;一副可展開萬(wàn)向架支撐的拋物面天線.其中喇叭天線是上,下行鏈路共同使國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期用,即收發(fā)共用大線.衛(wèi)星使用6臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器,根據(jù)需要選擇與

27、各種天線的連接和控制天線增益.轉(zhuǎn)發(fā)器功率放大器為4Ow和10W兩種,可采甩FDMA和TDMA通信方式.6臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器中,4臺(tái)連接多波束(上行61個(gè)波束,下行19×2個(gè)波束)天線,并可切換到萬(wàn)向架拋物面天線(GDA).另外2臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器則主要與兩副喇叭天線連接.較早采用信號(hào)處理技術(shù).國(guó)防.3代衛(wèi)星還有空軍衛(wèi)星通信(AFSATCOM)專用分系統(tǒng),由兩副收發(fā)分開的UHF天線和單信道轉(zhuǎn)發(fā)器(SCT)組成.SCT轉(zhuǎn)發(fā)器具有信號(hào)處理功能,除對(duì)信號(hào)進(jìn)行功放外,它還對(duì)接收的上行信號(hào)進(jìn)行解調(diào),調(diào)制后再發(fā)射.地面網(wǎng)和陸軍作戰(zhàn)人員可直接控制通信波束.國(guó)防.3一代衛(wèi)星還有空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)所使用的S頻段部分,空軍部隊(duì)可

28、控制衛(wèi)星通信波束.衛(wèi)星x頻段部分還提供備份的指揮信道,該信道主要用于陸軍作戰(zhàn)人員通過(guò)對(duì)衛(wèi)星配置的控制,在世界各地均可對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)囂和天線進(jìn)行直接控制和使用.3極高頻軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)采用極高頻的軍事指揮和通信衛(wèi)星系統(tǒng)是軍事星(Milstar)衛(wèi)星通信系統(tǒng).美國(guó)州,年代初開始研制戰(zhàn)略,戰(zhàn)術(shù)和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,簡(jiǎn)稱為軍事星,其目的是建立一個(gè)能在核戰(zhàn)條件下生存并具有抗干擾能力,靠性病的戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星系統(tǒng).當(dāng)時(shí)計(jì)劃用2O年時(shí)間,研制和發(fā)射1O12顆衛(wèi)星并建造有關(guān)地面設(shè)備與終端.隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束,1990年美國(guó)防部對(duì)該計(jì)劃進(jìn)行了修改,把重點(diǎn)從保證核戰(zhàn)條件下的戰(zhàn)略通信改為保證常規(guī)戰(zhàn)爭(zhēng)條件下的戰(zhàn)術(shù)通信.衛(wèi)星

29、數(shù)目由1O顆減少到6顆,地面站與用戶終端數(shù)量也相應(yīng)減少.軍事星衛(wèi)星系統(tǒng)的用途是提高與戰(zhàn)略核力量通信的可靠性,它能保證:美國(guó)武裝部隊(duì)指揮系統(tǒng)中的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信;在緊急條件下國(guó)家軍,政領(lǐng)導(dǎo)與戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合和特種司令部指揮所的通信;戰(zhàn)略空軍司令部與洲際彈道導(dǎo)彈,巡航導(dǎo)彈發(fā)射指揮所,戰(zhàn)略空軍飛機(jī)之間的通信.按原計(jì)劃要求設(shè)計(jì)的頭兩顆發(fā)展飛行星(DFS).稱為軍事星.1(Milstar-1)或布洛克.I(Block.1)1.Dlil衛(wèi)星發(fā)射于1994年2月8日,開始髓在西經(jīng)90度的位置上進(jìn)行軌道測(cè)試,1995年9月移到西經(jīng)120度.DFS.2衛(wèi)星發(fā)射于1995年l1月5日,開始也在西經(jīng)9o度的位置上進(jìn)行軌道測(cè)試

30、,1996年移到東經(jīng)4度.這兩顆衛(wèi)星采用雙星組網(wǎng)工作,可提供一條從波斯灣延伸到西太平洋的抗干擾保密通信線路.隨著軍事星系統(tǒng)的部署和使用,美國(guó)防部的戰(zhàn)略通信用戶將從國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)到更安全的軍事星系統(tǒng),從而極大地提高了生存能力,同時(shí)又使國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)的巨大戰(zhàn)術(shù)能力得以充分發(fā)揮.Milstar-1衛(wèi)星載有192條低數(shù)據(jù)速率(LDR)信道,頻率采用44.0.7千兆國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期赫.上行線路帶寬為2千兆赫,下行線路帶寬為1千兆赫.傳輸速率為75.2400比特,秒,總通信容量為O.5兆比特,秒.此外,Milstar-1衛(wèi)星上還載有空軍通信用UHF轉(zhuǎn)發(fā)器和6O千兆赫星問(wèn)通信設(shè)備.按修改后

31、的計(jì)劃要求設(shè)計(jì)的后4顆衛(wèi)星稱為軍事星.2(Milstar-2)或布洛克-2(Block-2),已于1992年開始研制或改裝.同Milstar.1衛(wèi)星相比,Milstar-2衛(wèi)星去掉了抗核電磁脈沖輻射的防護(hù)措施.除保留原來(lái)的192條低數(shù)據(jù)速率信道外,又增加了32條中數(shù)據(jù)速率(MDR)信道,使總通信容量提高了近百倍,而造價(jià)卻降低了二分之一.中數(shù)據(jù)速率信道的傳輸速率為4.8.1544千比特,秒.軍事星衛(wèi)星外形見圖5.目前正在改裝或研制的4顆軍事星.2衛(wèi)星中的頭一顆衛(wèi)星,即第3顆軍事星衛(wèi)星于1999年4月3O日發(fā)射升空,該衛(wèi)星原計(jì)劃定位于西經(jīng)9O度的軌道位置,但由于發(fā)射時(shí)運(yùn)載火箭上面級(jí)提前點(diǎn)火,結(jié)果衛(wèi)

32、星只進(jìn)入3740×500千米的軌道.按照l(shuí)O年的設(shè)計(jì)壽命,直到2011年才需要第6顆軍事星衛(wèi)星.美國(guó)向國(guó)際電信聯(lián)盟登記的軍事星的軌道位置為:西經(jīng)148,120,90,68,16.9度;東經(jīng)4,19,30,55,90,133,150,152,177.5度.軍事星.1和軍事星.2的性能比較見表7.4.衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)(SDS)衛(wèi)星是一種運(yùn)行在閃電型大橢圓軌道上的高度保密的通圖5軍事星衛(wèi)星信衛(wèi)星,其軌道傾角為63.4度,遠(yuǎn)地點(diǎn)位于西伯利亞北緯地區(qū)上空.據(jù)認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)星座由兩顆衛(wèi)星組成,每顆衛(wèi)星在其遠(yuǎn)地點(diǎn)兩側(cè)可有7小時(shí)的時(shí)間(占軌道周期的6O%)看到北緯6O度各點(diǎn).該系統(tǒng)可保證:戰(zhàn)略空軍

33、司令部與戰(zhàn)略空軍飛機(jī)之間的雙向通信:衛(wèi)星飛行控制中心和美國(guó)空軍航天測(cè)控系統(tǒng)臺(tái)站之間的雙向通信:把來(lái)自鎖眼.1l偵察衛(wèi)星的偵察信息中繼到信息接收和處理控制中心.SDS衛(wèi)星呈圓柱體,重約700千克,其運(yùn)載火箭和軌道參數(shù)與彈射座椅衛(wèi)星相同,故很難將二者區(qū)分開,但是SDS衛(wèi)星總是與鎖眼.1l衛(wèi)星的發(fā)射有聯(lián)系.人們?cè)欢日J(rèn)為衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)計(jì)劃已隨1987年2月最后一次大力神-3B,阿金納火箭發(fā)射而告終,但現(xiàn)在看來(lái)情況并非如此.通過(guò)對(duì)1989年和1992年兩次類似的航天飛機(jī)秘密發(fā)射進(jìn)行比較,可以推斷衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)計(jì)劃仍在繼續(xù)進(jìn)行,并且已經(jīng)進(jìn)入到高級(jí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星階段.衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星的發(fā)射情況見表8.國(guó)外衛(wèi)

34、星動(dòng)態(tài)2001年第2期表7軍事星.1和軍事星.2的性能比較.軍事星一1軍事星.2具有低數(shù)據(jù)速率(LDR)信道和中等數(shù)只有低數(shù)據(jù)速率(LDR)信道據(jù)速率(MDR)信道上行鏈路:EHF44千兆赫上行鏈路:EHF44千兆赫頻率下和鏈路:SHF2O千兆赫下和鏈路:SHF20千兆赫端對(duì)端COMSECTRANSEC(通端對(duì)端COMSEC.TRANSEC(通信保系統(tǒng)安全信保密.傳輸安全)控制跳頻密一傳輸安全)控制跳頻互用性公用調(diào)制模式和協(xié)議互用數(shù)據(jù)速率公用調(diào)制模式和協(xié)議互用數(shù)據(jù)速率LDR:192信道(其中100個(gè)信道LDR:192信道(其中100個(gè)信道為信道容量為2400bps)2400bps):MDR-3

35、2信道LDR:1條上行鏈路和1條下行鏈路(全球覆蓋);5條上行鏈路可控波束覆蓋,LDR:1條上行鏈路和1條下行鏈1條下行鏈路可控波束覆蓋;2條上行,路(全球覆蓋);5條上行鏈路可控下行鏈路窄波束;1條上行門行鏈路寬天線覆蓋波束覆蓋,1條下行鏈路可控波束波束;覆蓋;2條上行廠F行鏈路窄波束;1MDR:2條上行調(diào)零波束和2條重合條上行廠F行鏈路寬波束下行鏈路點(diǎn)波束,用于寬域業(yè)務(wù):6條上行/下行鏈路點(diǎn)波束(分用戶覆蓋),用于中等業(yè)務(wù)區(qū)域4條空軍衛(wèi)星通信信道4條空軍衛(wèi)星通信信道(全球覆蓋);UHF服務(wù)(全球覆蓋);1條艦隊(duì)廣播信道(全球覆蓋)1條艦隊(duì)廣播信道(全球覆蓋)每顆衛(wèi)星有2條交叉鏈路(每個(gè)方每

36、顆衛(wèi)星有2條交叉鏈路(每個(gè)方向一交叉鏈路向一條),與LDR的要求相兼容條),與LDR和MDR的要求相兼容14表8衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星的發(fā)射情況衛(wèi)星名稱發(fā)射時(shí)間運(yùn)載工具SDS.11976.06.02大力神.3B/阿金納.DSDS.21976.O8.O6大力神.3B/阿金納.DSDS.31978.O8.O5大力神.3B/阿金納.DSDS.41981.04.24大力神.3B/阿金納.DSDS.51983.07.31大力神.3B/阿金納_DSDS.61984.O8.28大力神.3B/阿金納_DSDS.71987.O2.11大力神.3B/阿金納.DSDS.81989.O8.O8航天飛機(jī)SD91992.12.

37、O2航天飛機(jī)SDS.1O1996.O7.O3大力神.4國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星外形見圖6.圖6衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星5.全球廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)全球廣播業(yè)務(wù)(GBS)是美國(guó)防部根據(jù)未來(lái)信息戰(zhàn)需求,在商用衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)(DBS)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的軍用信息傳輸業(yè)務(wù).它可為廣大軍事用戶提供多媒體信息(諸如圖像,地圖,氣象數(shù)據(jù),后勤供應(yīng),空中飛行管制等)的連續(xù),高速,單向傳輸.GBS是美國(guó)防部國(guó)防信息網(wǎng)(DISN)的延伸,是美軍用衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)的一部分.從1995年底GBS計(jì)劃出臺(tái)至今的幾年內(nèi),美軍方一直十分重視,其計(jì)劃實(shí)施進(jìn)度很快.在近期,GBS將對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)用戶提供寬帶,非對(duì)稱數(shù)據(jù)和視頻通信能力.目前

38、有兩個(gè)主要的戰(zhàn)術(shù)與控制系統(tǒng)聯(lián)合部署情報(bào)支援系統(tǒng)(JDISS)和指揮官戰(zhàn)術(shù)空戰(zhàn)規(guī)劃系統(tǒng)(CTAPS)將使用GBS.這兩個(gè)系統(tǒng)都是運(yùn)用獨(dú)立的通信鏈路與網(wǎng)絡(luò)連接,主要傳送文件.當(dāng)待傳文件較多時(shí),利用GBS可提高數(shù)據(jù)速率,從而提高時(shí)效.此外,GBS還將被低軌(LEO)衛(wèi)星系統(tǒng)用于2l世紀(jì)特遣部隊(duì)和戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分發(fā).GBS無(wú)疑將為作戰(zhàn)指揮提供強(qiáng)有力的新型通信手段.正如一些專家預(yù)測(cè):一旦GBS部署,其用戶數(shù)據(jù)將成指數(shù)增長(zhǎng),其任意時(shí)間傳輸?shù)男畔⒘繉⑹乾F(xiàn)有通信系統(tǒng)的520倍.(1)美國(guó)建立全球廣播業(yè)務(wù)的背景a.海灣戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍用衛(wèi)星通信提出了新課題信息已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵部分,贏得信息戰(zhàn)的能力主要取決于向戰(zhàn)場(chǎng)指揮員提

39、供關(guān)鍵信息的能力.在被稱為信息戰(zhàn)雛形的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍作戰(zhàn)計(jì)劃人員發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在軍事數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)支持現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的能力嚴(yán)重不足.現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)需要傳播時(shí)效性強(qiáng),高帶寬的數(shù)據(jù),如高分辨率圖像,偵察報(bào)告,導(dǎo)彈預(yù)警,氣象信息等,而過(guò)去的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)嚴(yán)重限制著各種信息的提取和分配.海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以后,美國(guó)國(guó)防部根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)信息能力的研究,于1992年提交國(guó)會(huì)最l5國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期后報(bào)告,提出了在當(dāng)時(shí)軍用衛(wèi)星通信(MILSATCoM)有限能力的基礎(chǔ)上,全面擴(kuò)展,為部隊(duì)特別是應(yīng)急部署部隊(duì),運(yùn)動(dòng)部隊(duì)和戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)提供具有快速反應(yīng)能力和大容量的通信.現(xiàn)有的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)無(wú)法提供大容量廣播業(yè)務(wù).不能為在大地理區(qū)域擴(kuò)展部署

40、部隊(duì)及時(shí)提供信息.已有的國(guó)防部衛(wèi)星通信廣播系統(tǒng)如艦隊(duì)廣播(FLTBDCAST),戰(zhàn)術(shù)信息應(yīng)用網(wǎng)(TRAPN)和戰(zhàn)術(shù)信息廣播系統(tǒng)(TIBS)均受窄帶和其他弱點(diǎn)的限制.隨著衛(wèi)星廣播和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的發(fā)展,直接廣播衛(wèi)星在美國(guó)和世界其它地區(qū)取得了積極的研究和發(fā)展.經(jīng)驗(yàn)證,目前商用衛(wèi)星直播系統(tǒng)有能力傳輸大容量的伴音和視頻信息.將這種系統(tǒng)轉(zhuǎn)用于軍事,通過(guò)建立全球廣播業(yè)務(wù)以提供寬帶軍用衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)是解決上述信息挑戰(zhàn)的新途徑.b.商用直播衛(wèi)星系統(tǒng)可用于軍事廣播業(yè)務(wù)在國(guó)防部擴(kuò)大軍用衛(wèi)星通信容量的思路中,曾對(duì)固定,移動(dòng)通信,無(wú)線電定位,直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)等進(jìn)行了全面的分析和評(píng)價(jià).這項(xiàng)工作被稱為商用衛(wèi)星通信開發(fā)(CSCI)

41、研究,利用新技術(shù)增強(qiáng)軍事能力.商用直播衛(wèi)星用于軍事廣播的共同特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是:用戶可使用很小的接收天線.依靠從衛(wèi)星到用戶的大功率下行鏈路,用戶使用米的天線即可接收.利用數(shù)字壓縮和傳輸技術(shù),可使每顆衛(wèi)星提供200條信道,而常規(guī)模擬系統(tǒng)只能提供3O條信道.使用多功能集成化接收機(jī)/譯碼器(IRD),可利用其接口,將加密技術(shù)靈活接入,防止信號(hào)被竊取.應(yīng)用GBS后,可大大提高信息傳輸速度,表9是GBS與其它通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率比較.表9GBS與其它通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率比較:2.4Kbps512Kbps1.544Mbps24Mbps信息內(nèi)容Milstar和UFoDSCSMDRMilstarGBS空軍作戰(zhàn)命令(8.8Mb1.O2小時(shí)17.2秒5.7秒0.37秒Tomahawk任務(wù)更新100秒0.47秒0.16秒0.01秒(0.24Mb),圖像22.3小時(shí)6.28分鐘2.O8分鐘8.O4秒(193Mb)后勤信息9.65天1.O9小時(shí)21.59分鐘.1.39分鐘(20oOMb)l6國(guó)外衛(wèi)星動(dòng)態(tài)2001年第2期c.商用和軍用衛(wèi)星對(duì)廣播系統(tǒng)的要求不同目前的商用直播衛(wèi)星在軍事應(yīng)用中仍存在一些缺點(diǎn),其主要表現(xiàn)是:商用系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是服務(wù)于數(shù)量多的固定用戶,服務(wù)于有可觀經(jīng)濟(jì)效益的人口秘密區(qū),.而不適合于部隊(duì)部署分散的全球覆蓋需要.商甩系統(tǒng)以經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ),沒有設(shè)計(jì)