美軍采取措施改進劣勢用戶的衛(wèi)星通信能力

+ 方志英

美軍采取措施改進劣勢用戶的衛(wèi)星通信能力

+ 方志英

美軍于2012年10月開始，啟動其更快、更便宜且更安全的最新系列超高頻衛(wèi)星系統(tǒng)的作戰(zhàn)應用。這個由海軍牽頭的聯(lián)合系統(tǒng)從一開始就受到了關注，這說明美軍那些處于運動之中、優(yōu)先權較低的劣勢用戶需要可靠的衛(wèi)星通信，對衛(wèi)星服務需求也有所增長。

一、采用TacSat-4改進能力

位于科羅拉多州科羅拉多斯普林斯的美陸軍太空與導彈防御戰(zhàn)斗實驗室，正在以陸基通信為重點，對海軍的戰(zhàn)術微型衛(wèi)星-4（TacSat-4）進行測試。TacSat-4是系列軍用偵察與通信衛(wèi)星中的第4顆，由海軍研究實驗室太空飛行器開發(fā)部主管。海軍人員也在2012年6月和7月舉行的“2012年三叉戟勇士”演習期間，對TacSat-4進行了測試。2013年初，海岸警衛(wèi)隊的“希利”號輕型裝甲小艇使用TacSat-4，成功試驗了從阿拉斯加州西海岸的白令海到加利福尼亞州阿拉梅達海岸警衛(wèi)隊島之間的通信。在測試期間，“希利”號大約位于北極圈以南260海里處，剛剛執(zhí)行完一次護航與破冰任務，正在向阿拉斯加州的諾姆市返航。另外，海軍陸戰(zhàn)隊也在便攜式地面裝備上對TacSat-4進行了測試。

1．概述

2011年9月27日，美空軍太空與導彈系統(tǒng)中心在阿拉斯加使用“米諾陶4”火箭，成功發(fā)射了首顆10信道的TacSat-4。該衛(wèi)星重450千克，信道為25兆赫茲，可覆蓋直徑3700千米的區(qū)域。海軍研究實驗室已計劃以6個月為一個周期，進行更多的發(fā)射，以便提供全球連續(xù)的覆蓋能力，并在某些情況下，對地球同步軌道衛(wèi)星進行補充。赫利稱，TacSat-4太空飛行器的建造成本為7500萬美元，發(fā)射成本為4300萬美元，但不包括發(fā)射延遲成本，每顆TacSat-4的壽命周期約為3年。

赫利還稱，TacSat-4對于話音以及某些數(shù)據(jù)通信應用來說效果極佳，主要適用于兩類用戶。一類是優(yōu)先權較低的衛(wèi)星用戶，如后勤用戶，他們可能需要為特種作戰(zhàn)部隊等優(yōu)先權更高的用戶讓路。另一類是位于阿富汗等偏遠地區(qū)的用戶，或者那些難以接收和發(fā)送地球同步衛(wèi)星通信的城區(qū)用戶。

2．TacSat-4的優(yōu)勢

美軍部隊面臨的一個老大難問題，就是與視距外的人如何實現(xiàn)動中通。TacSat-4的部分吸引力在于，位于崎嶇地形的作戰(zhàn)人員不必走到開闊地帶架設天線，就能夠與后方的總部實現(xiàn)通信。通常情況下，操作人員必須走到開闊地帶架設好天線才能實現(xiàn)與地球同步軌道衛(wèi)星的通信。而且，TacSat-4不要求天線定向，能與現(xiàn)有衛(wèi)星電臺共同工作。

大多數(shù)軍用衛(wèi)星都是接近赤道飛行的地球同步衛(wèi)星，其信號強度不足以實現(xiàn)全向天線通信。但TacSat-4采用高橢圓軌道，軌道遠地點高度為12000千米，近地點為700千米，因此，包括位于山谷以及高緯地區(qū)的人員都能夠使用。另外，TacSat-4的覆蓋區(qū)域可以變化，這樣可以服務不同地點的用戶。

3．TacSat-4先進的解決方案

TacSat-4盡管成本較低，但其組件非常先進。例如，從與軌道科學公司簽訂的一份子合同看，TacSat-4衛(wèi)星上使用的X波段放大器由微太空公司開發(fā)，開發(fā)過程中就解決了熱設計中的輻射、可靠性和功放等問題。

TacSat-4上的主要載荷是用于藍軍跟蹤和動中通的UHF和X頻段雙模通信試驗多信道轉發(fā)器，以及用于數(shù)據(jù)流出的Praxis太空飛行器通信有效載荷。

二、采用小型終端改進能力

衛(wèi)星巨頭國際海事衛(wèi)星（Inmarsat）除了為各種衛(wèi)星和地面進行服務之外，也為國防部劣勢用戶提供了小型終端服務，小型終端可提供800千比特/秒的L頻段解決方案。

三、采用Ka頻段衛(wèi)星改進能力

國際海事衛(wèi)星政府公司已經(jīng)清楚看到，國防部劣勢用戶要求使用其服務來實現(xiàn)情報、監(jiān)視與偵察的需求在不斷增加。國際海事衛(wèi)星政府公司的首席運營官安迪·比干稱，“情報、監(jiān)視與偵察是高帶寬應用的首要推動因素”，移動應用也是造成需求增長的一個重要因素。

比干認為，那些需要捕獲視頻的國防部劣勢用戶，可以使用數(shù)兆的帶寬。他指出，國際海事衛(wèi)星政府公司可向美國軍事和民事機構提供安全可靠的任務關鍵性通信能力，還能為邊緣的無線設備實現(xiàn)情報、監(jiān)視與偵察（ISR）平臺視頻傳感器、視頻會議和視頻應用的需求。2013至2014年間，已發(fā)射了3顆Ka頻段國際海事衛(wèi)星。

比干說：“通過租用國際海事衛(wèi)星等商用衛(wèi)星，并提供具有嵌入式安全性和可控服務的端到端的連接能力，國防部劣勢衛(wèi)星通信用戶的效費比能夠得到顯著提高，國防部機構履行使命所需的成本將大大降低?！?/p>

在野戰(zhàn)中，特種作戰(zhàn)部隊是情報、監(jiān)視與偵察的最優(yōu)先的關鍵任務衛(wèi)星用戶，諸如訂購零部件的后勤人員之類的其他用戶屬于劣勢用戶，而劣勢用戶則需要更可靠的服務，比干說：“商業(yè)部門對他們來說通常是一個很好的選擇。”因此，Ka頻段國際海事衛(wèi)星的發(fā)射對劣勢用戶來說是一個好消息。

當然也有挑戰(zhàn)，不過比干對此很有信心：“技術挑戰(zhàn)可以克服。有些情況下，更大的挑戰(zhàn)則是使采辦方法與技術需求相匹配，找到恰當?shù)暮贤侄?，這樣就能確保實現(xiàn)用戶所期望的性能。”