卫星通信研究前景论文

国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星在各行业的规模化应用、商业化服务及国际化拓展，行业面临重大的发展机遇，初步估计2020年，全国卫星通信行业市场规模将超700亿。

技术方面，关键技术发展推动卫星通信发展，卫星通信关键技术有设计和制造技术、发射与回收技术、星座与编队技术、和宽带化与软件化技术等。

政策方面，十三五期间航天领域国家政策密集出台，卫星通信产业发展迎来重大契机;企业方面，卫星国家队、民营企业纷纷布局卫星通信产业。

卫星通信市场规模超700亿

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现多个地球站、航天器、空间站之间的单向或双向通信。典型的通信形式为音视频广播、数据广播(导航、定位等)、音视频通话、数据传输(遥感、遥测等)、互联网连接等。

2020年4月20日，国家发改委将卫星互联网作为通信网络基础设施的代表之一，纳入新型基础设施—信息基础设施的范畴，这是卫星互联网首次被官方认定为新型基础建设的一部分。

国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星在各行业的规模化应用、商业化服务及国际化拓展，行业面临重大的发展机遇。调研数据显示，2019年，我国卫星通信市场规模约为682亿元，预计2020年，全国卫星通信行业市场规模将达到723亿元。

关键技术发展推动卫星通信发展

卫星通信关键技术有设计和制造技术、发射与回收技术、星座与编队技术、和宽带化与软件化技术等。当前，卫星通信的新技术加速发展，卫星系统实际部署效率进一步提高。我国卫星通信关键技术不断发展，通信卫星在卫星制造、火箭发射、单星容量、频谱效率、成本控制等方面均取得一系列进步。

设计和制造技术方面，卫星部件的模块化接口设计为规模化制造提供可能，并使得不同供应商提供的卫星部件之间能够互操作。另外，成熟的3D打印技术也已应用于卫星制造领域，模块化设计、轻小型化、规模标准化、3D打印生产使得卫星研制成本和迭代周期不断降低。

轻型复合材料技术、微电子技术、微光电技术、微型计算机、微型机械及高精尖加工等高新技术的发展和集成化应用为卫星的轻小型化提供了技术基础。2021年1月，我国首条卫星智能生产线试运行，实现从制造到“智造”的蜕变，关键工艺环节全部由机器来替代，生产效率提高40%以上。

发射与回收技术方面，我国一箭多星技术、异轨多星技术不断发展，例如，长征十一号商用火箭以一箭多星的方式完成多次发射，大幅提高了卫星商业发射的效率;远征三号上面级通过与长征二号丁火箭配合使用，实现了21次自主快速轨道机动部署。

2020年12月，中国版猎鹰9号，我国首个可回收版本火箭长征八号发射成功。随着一箭多星、重型火箭和火箭回收技术的革新，卫星发射成本不断下降。

星座与编队技术方面，由于小卫星体积小、功能单一、能力有限，但可使用一箭多星技术一次性发射大量卫星，所以在星座组网方面具有极大的优势。国内在规划和实施中的小卫星数量超过1000颗的规模。我国高通量卫星、星上通信计算载荷的软件化发展迅速

卫星发射方面，我国卫星发射运载实力位于世界前列，我国航天基础设施建设能力逐步提升。以航天发射场为例，当前全球主要航天国家已建成或在建发射场共计25个，中国有4个，数量与俄罗斯并列第二位，仅次于美国。

国家政策推动卫星通信发展

中国高通量卫星的发展离不开政策的大力支持和企业的积极参与。政策方面，十三五期间航天领域国家政策密集出台，卫星通信产业发展迎来重大契机。

《“十三五”国家信息化规划》指出十三五是我国由网络大国向网络强国过渡的关键时期，主要从科学规划和利用卫星频率/轨道资源、统筹推进航天领域军民融合、建设陆海空天一体化信息基础设施等方面着力，同时集中突破低轨卫星通信、空间互联网等前沿关键技术;

2021年3月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》，明确“要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。

卫星作为重要的空间基础设施是服务于国防建设和经济建设的战略资源，加快加强卫星产业发展是全面加强网络安全保障体系和能力建设的重要依托。

2015年出台的《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》提出的“卫星通信以商业化模式为主，保障公益性发展需求”带动了高通量卫星快速发展，促进了卫星制造发射向商业化模式转变。

卫星国家队、民营企业纷纷布局

随着我国商业航天市场的逐步开放，卫星国家队和许多民营企业纷纷布局卫星互联网星座产业，将带动通信小卫星研制、火箭发射、卫星通信系统终端设备与软件应用市场爆发式发展。

企业方面不仅有中国航天科技集团与北京中交通信科技公司进行强强联合组建运营公司，而且在2016年7月亚太卫星、中交通信、国新(深圳)等联合发起成立亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司(亚太星通)，打造集卫星通信系统的建设和运营、网络系统连接和服务于一体的卫星通信巨头。

此外，新研股份、华讯方舟、星空年代等民营企业也都提出了自己的高通量卫星计划，瞄准我国及一带一路沿线国家庞大市场，积极参与高通量卫星系统建设，为高通量卫星产业注入新活力。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国卫星通信行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。

航天技术与信息现代化

摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。

经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。

人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。

一、空间信息高速公路

世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。

信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。

所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。

空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。

在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。

地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。

空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。

因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。

二、信息社会对应用卫星的需求

1?静止通信卫星网

美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。

2?低轨道卫星群移动通信系统

在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。

3?大容量激光卫星通信

激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。

中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。

三、空间信息高速公路将推动社会经济发展

随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:

1?巨大的商业利益

为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。

3?推动高新技术发展

建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。

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前景非常好！卫星通信，从20世纪60年代开始，到现在也只有半个世纪而已。现在的通信频率主要集中在K频段。国内的卫星通信技术水平与欧美比有20年左右的差距。不论是卫星还是地面通信设备。只有个别应用产品在技术上有些接近。未来，卫星通信将向深空通信发展，频率将会向光通信发展，即：带宽更宽，传输能力更强。所以，研究卫星通信是很有意义的。随着人类对太空探索推进，卫星通信是唯一有效手段。