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发信人: ersy (今儿呀真高兴~~), 信区: Green
标  题: 21世纪初中国应用卫星发展趋势(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年01月30日12:11:33 星期五), 站内信件

【 以下文字转载自 Aero 讨论区 】
【 原文由 ShenZhouV 所发表 】

    一、引言

    航天技术是人类探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术，是本世
纪
科学技术的重大成就之一，对人类发展的各个领域已经并正在起着巨大的促进作用，已经
成
为一个国家科学技术、国民经济和国防现代化水平的重要标志之一。特别是应用卫星，在
国
家经济、政治、军事、科学、文化和社会发展中的地位越来越重要。目前世界上有50多个
国家参与了航天技术的开发工作，而应用航天技术的国家几乎遍及全球。可以预计，21世
纪初国际上投资发展航天技术尤其是投资发展应用卫星的国家会越来越多，发展规模也会
越
来越大。

    临近世纪之交，各航天国家都在调整并制定21世纪初航天发展战略，制定应用卫星发
展规划。总的发展趋势是：各国的航天活动将更加注重实效，重视提高本国航天工业在国
际
市场的竞争能力，不断开发新技术，提高航天器特别是应用卫星的性能水平；国家和企业
共
同投资的趋势正在扩大，国家投资重点主要是开发未来高新技术，支持技术进步和创新，
而
企业则积极开发航天产品和应用卫星系统，以在国内、国际市场获取更大效益；随着国际
多
极化政治格局的形成，越来越多的国家谋求建立独立的军事航天体系；在航天技术开发中
，
世界各国越来越重视国际合作，国际性的航天计划越来越活跃，航天技术对世界的和平与
进
步也正在发挥着越来越重要的作用。

    可以预计，21世纪必将是人类航天技术大发展的世纪！

    二、世界应用卫星发展的基本趋势

    90年代以来，通信广播卫星、遥感类卫星和导航定位卫星技术均有重大进展，应用的
广度和深度在迅速扩大。在通信广播类卫星率先实现商业化之后，遥感类卫星的商业化程
度
正在加快。特别是小卫星技术的发展，为“更快、更好、更省”地发展应用卫星开辟了新
的
途径。

    1.通信广播卫星

    通信广播类卫星显著的社会效益和经济效益，促使国际上大型航天产业集团进行着激
烈
竞争，在世界范围内寻求市场，从而推动着新技术、新系统的开发。

    通信广播卫星技术的发展具有全方位的特点，可以说是大、中、小卫星，高、中、低
轨
道并存。静止轨道大型卫星有越来越大的发展趋势，重量将达到5～7吨，供电能力将达到
15～20千瓦，天线口径将达到12～16米。大型天线可产生200～300个点波束，转发器采
用矩阵型大功率放大器，并广泛采用星上处理技术，使天线波束能灵活调整，信道按需分
配，频率得到最佳利用，通信容量大增。

    全球个人和移动通信较多地使用中、小型卫星，组成中、低轨道星座系统。如铱系统
是
用66颗卫星组网，它很可能成为世界上第一个投入商业运营的低轨道星座系统。中、低轨
道卫星现正朝着小型化方向发展，卫星设计趋于模块化、集成化，研制生产趋于规模化、
流
水线化。由于更多地采用星上处理、星间链路、多点波束等技术，地面用户终端更趋小型
化。

    由于卫星通信广播具有覆盖面广、可跨越地理障碍等优势，卫星信息高速公路系统呈
现
较猛的发展势头，这种系统大多采用KA以上高频段，亦称卫星宽带多媒体系统。现国际上
出现的这类系统，或者是静止轨道系统，或者是低轨道系统，或者是高低轨道混合系统。

    另外，电视、声音直播、数据中继等卫星也将有较大发展。

    2.遥感类卫星

    对地球和大气层各种特征和现象进行观测的遥感类卫星，包括气象卫星、地球资源卫
星、环境监视卫星、海洋卫星和军事成像侦察卫星等，现在受到越来越多国家的重视，成
为
人类解决资源、环境和灾害问题以及军事侦察等不可缺少的重要手段，遥感类卫星也因此
成
为继通信广播卫星之后能进入商业市场的第二大卫星领域。

    遥感类卫星的未来发展主要体现在三个方面，即将地球作为一个整体系统进行全面观
测；发展分布式星座系统，在强调空间分辨率的同时，进一步提高时间分辨率；卫星遥感
的
商业化进程将加快。

    只有将地球环境、陆地和海洋资源等作为整体系统进行综合观测，才能对人类赖以生
存
的地球进行全面了解和深入认识。美国和其他国家合作的行星地球使命计划，其核心部分
就
是由多种卫星构成的地球观测系统，包括静止轨道的20多颗卫星，几十种遥感器将对地球
进行综合观测。为此，大型综合遥感卫星将继续发展。

    经济的发展，要求对地球环境、资源等进行高空间分辨率、高时效的动态观测，包括
对
农作物生长环境、环境变化和自然灾害、军事动态等的观测。在要求较高空间分辨率的同
时，重复观测周期要求在几天甚至几小时以内，从而引发了分布式低轨道星座系统的发展
。
预计这种系统有可能成为21世纪的热点之一。

    国际上已有数家商业公司在开发1米左右分辨率的商业遥感卫星系统，过去以政府、民
用、军用为主发展的局面会有较大改变，今后将扩大政府与商业联合系统，向商业化发展
的
趋势会更加明显。

    卫星遥感器的发展，除各种特殊应用场合，将主要发展可见光和超光谱技术，实现立
体
观测。特别是超光谱技术，由于在矿产、农业、军事上都有极大应用前景，将成为发展热
点，谱段将从20个左右扩大到400个左右，包括可见光和短波红外谱段。合成孔径雷达主
要仍将是军用和民用，由于技术复杂和市场的不确定性，商业合成孔径雷达发展不会太快
。

    3.导航定位卫星

    美国全球定位系统的发展，对于各种交通工具的导航定位、调度和管理，对农业、地
质、大地测量等，都有极大的应用价值。除陆续发射GPS-2R卫星外，2002年将开始发射第
五代GPS卫星(GPS-2F)。预计未来将有更多国家开发利用GPS系统。

    4.载人航天和行星探测

    今年11月，国际空间站将开始发射并进行轨道组装。重达400吨的国际空间站建成
后，载人航天应用将走入新的发展阶段。

    进入90年代以来，对月球和火星的探测再次升温。2010年前主要进行无人月球、火星
探测，2020年前后可能开始载人登月，而载人登火星将是比建立月球基地更远的目标。

    5.小卫星

    随着微电子、微机械和高级材料等新技术的迅速发展，卫星小型化和小卫星的发展正
在
世界上蓬勃兴起。以重量轻、体积小和“更快、更好、更省”为主要目标的小卫星，既可
以
单颗廉价快速完成专项任务，又可以组成分布式星座完成某些大卫星的任务。小卫星由于
采
用新设计思路、新技术、新管理模式以及流水线化的制造和生产方式，已成为最活跃、最
富
于挑战性和具有广阔商业前景的空间技术领域，也是21世纪初卫星技术发展的重要趋势。

    三、中国应用卫星发展状况

    近40年来，中国应用卫星以较少的投入取得了巨大成绩。培养了一支研制队伍，形成
了初具规模的研制能力。截至1997年底，我国研制并成功发射了40颗不同类型的卫星。其
中返回式卫星技术水平处于世界前列，通信广播卫星达到了中等容量水平，静止气象卫星
应
用效果良好，卫星性能也已达到90年代初国际水平。

    为了解决国民经济建设的急需，中国还在研究发展大容量、高功率、多波束、长寿命
的
通信卫星，并正在开展地球资源、小型科学实验和海洋水色卫星和其他航天器的研制。

    1.返回式遥感卫星

    中国曾多次发射返回式遥感卫星，这种卫星的发射和成功返回，已达到90年代初国际
先进水平，使中国成为世界上继美、苏之后第三个掌握返回式卫星技术的国家。所带回的
大
量遥感数据和照片，已广泛用于国土普查、地质调查、水利建设、石油勘探、地图测绘、
环
境监测、地震预报、铁路选线、考古研究等领域，产生了巨大的社会和经济效益。我国还
利
用返回式卫星进行了8次农作物种子搭载试验，共搭载51种种子，400多个品种。经地面
多年育种试验，发现从空间返回的种子能够产生有利的遗传变异，具有高产、优质和抗病
虫
害的诱人前景。

    中国的返回式遥感卫星已形成了一个很好的全面试验平台。这种卫星还为国内外用户
进
行了生物、微重力测量、材料晶体生长、辐射剂量、微生物等多项试验。特别是砷化镓、
碲
镉汞材料晶体生长和蛋白质晶体试验，均获得圆满成功。

    2.东方红三号通信广播卫星

    这是中国中等容量地球静止轨道通信广播卫星，1986年开始研制，1994年11月发射第
一颗，但因星上姿控推力器燃料泄漏，卫星未能定点。1997年5月发射第二颗，成功定点
于东经125度上空，已用于电视、电话、电报、传真和数据传输等通信业务。

    东方红三号卫星主要性能数据如下：

    卫星尺寸：2000毫米×1720毫米×2200毫米；
    卫星发射重量：2260公斤；
    卫星干重：945公斤；
    太阳电池阵面积：22.7米2；
    太阳电池翼输出功率：
    2049瓦(初期)；
    1688瓦(后期)；
    蓄能系统：镍镉电池；
    姿态控制：三轴稳定；
    结构：中心承力筒加面板；
    通信转发器：C频段；
    信道数：16瓦TWTA，6台8瓦SSPA，18台；
    频率：上行：5925～6425兆赫；
    下行：3700～4200兆赫；
    EIRP：33～37分贝瓦；
    卫星天线：2米多馈源波束成型天线；
    极化：线极化；
    卫星寿命：8年；

    3.风云系列气象卫星

    风云一号气象卫星是中国第一代太阳同步轨道气象卫星，主要用于对地球和大气层进
行
气象探测。卫星采用901公里轨道，重750公斤，为1.4米×1.4米×1.2米柱体，三轴稳
定对日定向，有效载荷为甚高分辨率多谱段扫描仪和碲镉汞红外探测器。1988年9月发射
第一颗卫星，云图照片图像清晰，纹理清楚，层次丰富。但由于姿控系统故障，第一颗卫
星
仅正常工作39天，第二颗卫星累积有效工作234天。

    风云二号卫星是中国第一代地球静止轨道气象卫星，1997年6月发射，定点于东经105
度上空，用于实时监测中国及周边地区天气变化，提高气象预报的准确性、及时性，提供
可
见光、红外和水汽云图。卫星为圆柱体，重1360公斤，采用与东方河邺号甲相同的双自旋
稳定方式，工作寿命3年。主要装载多通道扫描辐射计、数据收集平台、云图转发器和空间
环境监测仪器。特别是多通道扫描辐射计，是目前国内光学孔径最大的星载探测器，在世
界
上也具有先进水平。

    风云二号气象卫星通过星上S波段转发器转发高分辨率数字展宽云图、低分辨率云图，
进行天气图像传真广播，供国内外气象台站接收利用；收集气象、水文和海洋等气象资料
；
监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境。

    4.资源一号地球资源卫星

    资源一号卫星是中国与巴西合作的第一代传输型地球资源卫星，计划1998年底发射。

    该卫星可用于监测国土资源变化，更新全国地形图，测量耕地面积，进行城市规划；
估
计森林蓄量，监视农作物长势、产量，草场载畜量；监测自然和人为灾害，快速查清洪涝
、
地震、风沙等破坏情况及变化，估计损失，提出对策；为沿海、内地经济开发、滩涂利用
、
水产养殖、环境污染等提供动态情报，同时勘探地下资源；圈定黄金、石油、煤炭和建材
等
资源区，为资源的合理开发提供依据。

    资源一号卫星主要技术性能如下：

    重量：1450公斤
    功率：1100瓦
    轨道：778公里太阳同步轨道
    寿命：3年轨道倾角：98.504度
    稳定方式：三轴稳定
    有效载荷：五谱段CCD相机，四谱段红外多光谱扫描仪，二谱段宽视场成像仪，空间环
境监测器。

    5.实践五号科学试验小卫星

    实践五号是正在研制的科学试验小卫星。其性能指标是：

    轨道高度：870公里太阳同步轨道
    轨道倾角：98.9度
    整星质量：340公斤
    卫星尺寸：1100毫米×1200毫米×1040毫米
    太阳电池阵输出功率：

    376瓦(初期)
    354瓦(末期)
    蓄电池：17安时×19
    姿态控制三种模式：

    ·对日定向三轴稳定
    ·对日定向自旋稳定(安全模式)
    ·对地定向三轴稳定(技术试验)
    S波段测控体制
    设计寿命＞3个月
    有效载荷：11台试验设备
    6.海洋水色小卫星

    1980～1995年期间，只有美国雨云-7卫星装载了海洋水色探测仪器(CZCS)，这种仪器
出故障后，国际上竟出现有10年时间没有星上海洋水色遥感能力的状况。从1996年开始，
日、印、俄、美先后发射了这种卫星，现在越来越多的国家在发展这种系统。

    为了更好地开发海洋资源，我们也正在研制海洋水色小卫星。

    卫星平台的技术指标是：

    卫星轨道：798公里准太阳同步轨道
    倾角：98.8度
    卫星质量：＜350公斤
    卫星尺寸：1100毫米×1200毫米×700毫米
    太阳电池阵：350～490瓦输出功率
    蓄电池容量：25安时
    卫星控制：三轴稳定
    GPS接收机：单点定位精度≤100米
    S波段测控体制
    在轨寿命：2年
    有效载荷：一台十波段红外水色扫描仪，
    一台四波段CCD相机
    四、21世纪初中国应用卫星展望

    中国是一个发展中国家，经济建设和社会发展对应用卫星有着广泛的需求。在面向21
世纪的发展中，我们将从基本国情和国力出发，选择有限目标，突出重点，力求用较少投
资，发展国民经济建设急需的应用卫星，促进解决人口、资源、环境等社会经济发展中的
问
题。在满足国内需求的同时，也将为国际市场提供有限的产品和服务。为了加快发展，我
们
也竭诚欢迎多种方式的国际合作。

    21世纪初，中国国民经济将更加稳健发展，向现代化迈进，这就需要继续依靠科技进
步和发展高技术产业，推进国民经济信息化。而应用卫星是信息获取、处理、传输、分发
应
用的重要领域，是一个国家实现科技进步和现代化的重要途径，是急待发展的高技术产业
之
一。

    21世纪初，我们的目标是逐步建成几个国民经济急需的、长期稳定运行的应用卫星系
统，使得有些应用卫星在轨道上始终保持一定的数量。除尽可能延长卫星寿命外，还要具
备
及时发射接替卫星的能力，保证应用不间断。还要研制和发射新的卫星，以满足国内用户
多
方面需求，并努力为世界经济和科技发展作出贡献。

    1.扩大通信广播卫星系统，进一步提高卫星通信能力

    在东方红三号卫星的技术基础上，进一步发展大容量、高功率、多波束、长寿命的通
信
广播卫星。通信频段将向L、Ku和KA频段发展，并研究发展直播、区域移动通信等卫星，
以满足电视广播与教育、固定与移动通信、计算机多媒体通信等多方面需求。

    2.发展环境资源和卫星灾害监测系统

    我们将在资源一号卫星的基础上，开发新遥感器，扩展遥感波段，研制海洋卫星等新
型
卫星。

    风云气象卫星系列将继续发展，最终建成由极轨气象卫星和静止气象卫星组成的长期
稳
定运行的气象卫星系统。

    发展有可见光(红外)和微波遥感能力的小卫星星座系统，实现高分辨率、全天候、全
天
时的地球环境监测能力。结合环境、资源、海洋和气象等卫星，综合应用于自然灾害的监
视
与预测。

    3.开发导航定位卫星系统，提供区域导航定位能力

    在利用GPS的基础上，我们还在研制由2颗静止轨道卫星组成的双星导航定位系统，为
我国的车辆、船只、飞机等提供导航定位服务，进一步提高交通运输指挥、调度能力和效
率。

    4.扩大利用并改进返回式卫星，开发空间微重力资源

    中国将继续利用返回式卫星为国内外用户提供科学试验搭载服务，进行生命科学实验
和
微重力材料加工研究。并将返回式卫星改装成空间育种等实验卫星，继承返回式卫星技术
，
发展其他航天器。

    5.发展小型、低成本卫星

    为适应空间探测、科学技术试验和亚太地区国际合作的需要，我们还将在实践五号和
海
洋水色小卫星的基础上，发展小卫星公用平台，配之以小型有效载荷，根据需要发射新型
小
卫星。有条件时，也可能发展小型月球探测器。

    为实现上述目标，我们将优先发展卫星有效载荷技术。作为决定卫星应用性能的有效
载
荷技术，因涉及到机、电、光、热等多学科前沿技术，更新快，难度大，必须适当超前发
展，为此要加强预先研究和基础技术开发。

    我们将特别重视发展卫星公用平台技术，利用已有的平台和研制基础，建成几种通用
化、系列化和模块化平台，以适应不同种类有效载荷配置，加快应用卫星发展。

    在国际社会的发展中，中国的发展离不开世界，世界的繁荣也需要中国。卫星技术的
发
展也是如此。面向21世纪，我们要全方位、多层次、多渠道地开展国际空间技术交流与合
作，努力与国际空间技术接轨，加强与各国空间技术机构和空间工业界的交往，学习吸收
国
际上的先进技术和管理经验，加快发展中国的空间技术。

    21世纪将是世界空间技术大发展的世纪，为更好地开发空间资源，造福人类，让我们
世界各国携起手来，共同奋斗！

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