卫星服务:技术与应用的全面解析
1. 引言
卫星服务的发展源于一个富有前瞻性的设想:三颗地球静止卫星就能够为除南北极相对较小区域之外的全球提供通信覆盖,这一理念通常归功于亚瑟·C·克拉克(1945 年)。尽管这一基本设想合理,但实际操作中,卫星服务的发展远比最初预想的复杂。随着一系列技术难题被攻克,卫星服务不断拓展至众多新领域。目前,地球静止卫星数量众多,远超三颗。若假定平均间隔为 2°,地球静止轨道可容纳约 180 颗此类卫星。不过,这些卫星并非均匀分布在轨道上,而是集中于服务需求旺盛的区域。
地球静止卫星领域有几大重要发展:
- 直接到户广播(在美国称为直接广播卫星服务,DBS);
- 甚小口径终端(VSAT)在商业领域的应用;
- 移动卫星服务(MSAT),将地球静止卫星服务拓展至车辆、船舶和飞机的移动通信领域。
非地球静止卫星服务也在迅速发展。例如,Radarsat 是一颗大型极地轨道卫星,旨在提供环境监测服务。而全球定位卫星系统(GPS)则是该领域最显著的发展成果之一,已广泛应用于日常测量和定位。
尽管卫星发展总体上倾向于大型卫星,但小型卫星(微卫星)领域也取得了诸多进展。接下来,我们将详细介绍部分卫星服务,以展示卫星如今广泛的应用范围。
2. 卫星移动服务
尽管发达国家的全球通信网络较为完善,但仍有大片地区和众多人群难以获得电信服务。在美国和部分欧洲国家,每 100 人的固定电话线路数量是中国、印度、巴基斯坦和菲律宾的 30 倍之多,估计有 30 亿人家里没有电话。在地面建设电话网络,无论是有线还是蜂窝网络,都耗时且成本高昂,可能还需要安装或升级民用基础设施,如道路、水电等。