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外军观察:美军正在研发新的军用通信卫星

http://jczs.sina.com.cn 2003年7月1日 14:51 中国国防报

  庞之浩

  在刚刚过去的伊拉克战争中,战场上几乎所有的美军坦克、飞机、军车及精确制导炸弹和导弹都通过卫星传输、接受作战指令。“多哈军营”的美军通讯官约翰·摩根说:“我们太依赖通信卫星了。不论飞机被击落,还是对作战效果进行评估,我们对战场形势的反应速度都取决于卫星。”

  美空军航天司令部发言人库哈·里克宣布,自1991年海湾战争结束12年来,美军对卫星传输的需求增加了10倍。多种情况表明,没有军用通信卫星,现今美军的指挥和作战几乎玩不转了。

  繁忙的两大军用通信卫星星座

  目前担负美军太空军事通信任务的卫星是第3代“国防通信卫星”、第3代“特高频后继星”、“军事星”通信卫星和其他数据中继星。从1994年陆续发射的5颗“军事星”通信卫星是对“国防通信卫星”的重要补充,对美军通信能力的提高有极大的促进作用。近两年,美国又起用了军民两用的第2代TDRS“跟踪与数据中继卫星”和第2代SDS“卫星数据系统”。SDS-2为大椭圆轨道卫星,倾角57度,卫星远地点在西伯利亚上空,主要为“锁眼”-12侦察卫星和地面站提供双向中继通信。但美军太空军用通信的主力仍是第3代“国防通信卫星”和第3代“特高频后继星”两大星座。

  第3代“国防通信卫星”是1982年10月29日开始发射的,总计14颗,均部署在地球静止轨道,能保证除两极外全球所有地区24小时不间断通信。这一代卫星箱体长2.07米、宽1.93米、高1.96米,设计寿命10年,采用三轴稳定方式。卫星由5个基本组成部分———容量为273公斤的推进系统、1.24千瓦的太阳能电池阵、模块结构、内插板和转发器板构成。卫星天线包括4个覆盖地球的天线,每2个一组,分别用于收发。利用这些天线,卫星可与广大区域或特殊终端进行通信。星上装有6台工作转发器(4台备用转发器)。星上的每条信道通过它自己的射频放大器进行工作。如果星上传感器检测到干扰,地面控制器可以利用星上可调整的波束天线对抗。

  第3代“国防通信卫星”系统是全球军事指挥控制系统,为美军各军兵种提供全球通信,即在重要军事终端与国家指挥机关之间提供话音、数据、数字和电视传输,主要是为大容量固定用户提供保密的话音和高速数据率通信,还可为各种系统和用户传送空间操作和早期预警数据。

  整个星座包括5颗主卫星和几颗备用星。2003年3月10日新发射的这颗卫星重1.1吨,将作为5颗主卫星中的1颗,其在轨寿命11年。第3代“国防通信卫星”系统通过地面站提供大部分点到点通信业务。美国陆军负责管理和使用第3代“国防通信卫星”的通信有效载荷。

  美国已制订更换第3代“国防通信卫星”系统容量的新计划,以使更多的战术用户能用上“国防通信卫星”。它的改进型的开发从1996年开始,预定在2006年首次发射。

  另一大军用通信卫星星座,是专供海军用的。美国要控制海洋,航母战斗群的通信岂能软弱?因而专门研制了海军专用通信卫星,并已发展了3代,目前使用的是“特高频后继星”。

  “特高频后继星”是替换“舰队卫星通信系统”和“租赁卫星”的新一代卫星,具有容量大(39个信道)、功率高的特点,且与“舰队卫星通信系统”使用的终端兼容。第4颗“特高频后继星”带有极高频通信有效载荷,使卫星信道数增加了11个。

  这种卫星于1993年2月25日开始发射,仍采用地球静止轨道,计划研制11颗,至今已发射了10颗,最后1颗在2003年发射。下一代特高频卫星是“移动用户目标系统”(MUOS),计划于2007年开始接替“特高频后继星”系统。

  “全球广播系统”解决了“瓶颈”

  现代信息战包含信息获取、传输和加工3个环节。目前最弱的是中间一环,即传输。它已成为军用通信系统的“瓶颈”。1993年,美国商用数字电视直播卫星的问世给军用通信卫星的发展提供了新思路。1995年美军决定发展“全球广播系统”。它不是替代现有的军用通信卫星系统,而是通过把大量信息快速分发给用户的服务,来扩展现有通信卫星的能力。如在1998~2001年发射的第8、9、10颗“特高频后继星”卫星上就搭载了采用Ka波段的“全球广播系统”。“全球广播系统”利用静止轨道卫星采用宽波束广播,所以地面覆盖范围大,传送的数据量也大,传送速度高,实时性好,信息十分丰富。

  它的工作方式与商用电视直播卫星类似,是一种高速单向的广播通信系统,可直接向世界各战区作战人员提供大量信息。有两种服务方式,前者把新闻、天气等标准节目和战区通报等定期播发,后者是部队“点播”的特殊信息。这两种工作方式的组合有巨大潜能,可极大提高联合作战部队的战斗力,增加信息传递速度,可使大型作战文件的传输由过去几小时变为现在几秒钟,因而能协同巡航导弹在发射前的最后一分钟进行最终目标修正。在海湾战争时,特别详细的作战命令必须用飞机送到航母上,而同样作战命令若用“全球广播系统”则可在一分钟内送达。

  “全球广播系统”最显著的特点就是有极强的战术用户支持能力和多点广播能力。战术用户通过便携式终端,就能随时随地得到各类大量信息,从而大大提高信息保障能力,掌握战争的主动权。不过这样投资很大,难怪有人说它是“超豪华神经系统”了。

  虽然美国军用通信卫星有了长足的发展,但随着现代战争图像信号传输量的急剧增长,军用卫星已显得捉襟见肘。无奈,五角大楼只好花钱租用商业卫星。即便如此,美军仍感到吃紧。在1991年海湾战争期间,美国和北约的军事卫星承担85%的通信量,商业卫星仅占15%;而在7年后的科索沃战争中,这个比例倒了过来。据预测,到2010年,美国军方的通信量将增长5~6倍。因此,商业卫星公司的前景依然看好。

  当然,商用通信卫星保密性、抗干扰性和可靠性等都是问题。一遇到强手就麻烦,它不可能代替军用通信卫星。所以,美国还在加紧研制新的军用通信卫星。


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