美新一代軍用通信衛星在軌能力及發展趨勢分析（中）

+ 方志英

美新一代軍用通信衛星在軌能力及發展趨勢分析（中）

+ 方志英

二、美國新一代軍用通信衛星

3.防護通信——高級極高頻衛星

（1）高級極高頻衛星空間在軌及部署情況

高級極高頻（AEHF）衛星現共計在軌2顆，是美國新一代高防護性能的地球靜止軌道軍事通信衛星，用于替代“軍事星”（Milstar）衛星，均位于同步軌道上，部署位置分別為東經18.6度、西經156.1度。主要用于包括核戰爭在內的各種規模戰爭中，為關鍵戰略和戰術部隊提供防截獲、抗干擾、高保密和高生存能力的全球衛星通信。表4列出了每顆AEHF衛星的具體發射時間。

（2）AEHF衛星通信能力分析

兩顆AEHF衛星定位于東經18.6度、西經156.1度，可向中東地區的美國及盟國部隊提供安全通信，其通信覆蓋范圍如圖3所示。高級極高頻衛星通信系統作為“軍事星”衛星通信系統的補充與改進，是美國未來軍事衛星通信體系的重要組成，可用于開展戰術軍事通信，如傳送實時視頻、戰場地圖和瞄準數據等。作為“軍事星”的接替型號，每顆AEHF衛星的總通信容量比由5顆衛星構成的整個“軍事星”星座還要大，用戶數據率（75b/s到8.2Mb/s）可達“軍事星”的5倍。AEHF衛星具有加密、截獲與探測概率低、抗干擾和能穿透核武器引起的電磁干擾等基本特征。為陸軍、空軍、海軍、特種部隊、戰略導彈部隊、戰略防御、戰區導彈防御和空間對抗等在各種級別的沖突中提供安全、可靠、保護且具有很強抗干擾能力的全球性衛星通信服務，可為高優先權地面、海上和空中平臺提供抗干擾通信。AEHF衛星能與現役“軍事星”交互通信，并與現有用戶設備兼容。星上設有各種相控陣和拋物面天線，可在地面上形成194個覆蓋區，創建4000多個戰術網絡，具備網絡快速重構能力。

（3）AEHF衛星未來發展計劃

AEHF衛星的主承包商是洛克希德·馬丁公司，有效載荷由諾思羅普·格魯曼公司提供。該系列計劃共發射6顆（5顆工作星，1顆備份星），美國已訂購了4顆該系列衛星，現已發射三顆，發射時間依次為2010年8月、2012年5月和2013年9月，現在軌運行兩顆，即AEHF-2和AEHF-3。AEHF-4計劃于2017年發射。AEHF衛星已成功完成了單星路由和雙星星間鏈路路由試驗，在驗證衛星能力的同時，還逐步在防護衛星系統領域推行國際化，AEHF星座將為加拿大、荷蘭和英國等國際伙伴提供服務。

表4　AEHF衛星發射一覽表vv

4.中繼通信——第三代衛星數據系統

（1）第三代衛星數據系統空間在軌及部署情況

衛星數據系統（SDS）是由美國國家偵察局（NRO）研制并運行的高度保密的通信衛星，主要為國家偵察局的成像偵察衛星提供數據中繼服務。由于該系列衛星的高度保密性，人們曾一度認為SDS計劃在1987年2月發射最后一顆衛星后告終，但通過對1989年和1992年兩次類似的秘密發射進行比較，可以推斷SDS計劃仍在繼續進行，并且已經進入到高級階段，后期發射的衛星上增加了裝有核爆炸探測裝置和監視北極圈附近導彈發射的紅外傳感器。1998年后該系列衛星升級到第三代。截至2016年2月，第三代衛星數據系統（SDS3）共發射了8顆衛星，目前在軌工作5顆，分別部署于大橢圓軌道和地球同步軌道，3顆地球同步軌道衛星部署位置分別為東經90.9度、西經9.9度、西經144.0度，表5列出了每顆SDS3的具體發射時間。

表5 SDS3發射一覽表

圖4　SDS3覆蓋范圍示意圖

（2）SDS3通信能力分析

SDS3在軌5顆，中繼通信能力已基本達到全球覆蓋，其中，地球同步軌道衛星覆蓋范圍包括太平洋以西、印度洋、大西洋、亞歐大陸及美國本土，基本覆蓋全球中低緯度，如圖4所示。大橢圓軌道衛星可為高緯度部隊特別是核力量提供通信支持。三顆地球同步軌道衛星SDS3-6、7、8的通信覆蓋范圍基本覆蓋了除極地以外的所有地區。運行在大橢圓軌道的SDS3-4、5彌補同步軌道衛星的不足，將覆蓋區域擴展到極地，且兩顆大橢圓軌道衛星在其遠地點兩側可有7小時的時間（占軌道周期的60%）覆蓋到北緯60度各點，遠地點位于西伯利亞北緯地區上空，SDS3-4、5衛星主要用于中繼“鎖眼”系列的數據，并為不在同步衛星覆蓋范圍內的美國極地核部隊及其它部隊提供空軍衛星發射用運載火箭和軌道參數。

該系統主要承擔的任務包括：將偵察衛星的偵察數據實時傳輸到信息接收和處理控制中心；提供衛星飛行控制中心與地面站之間的雙向通信鏈路；為戰略空軍司令部（SAC）在極地地區的部隊提供雙向近實時指揮、控制、超高頻通信（C3）服務；該星還帶有“遺產”紅外預警系統，可以探測俄羅斯北部的彈道導彈發射；同時還可用于截獲俄羅斯的通信信號。

（3）SDS未來發展計劃

SDS系列衛星一直處于不斷發展變化中，前兩代均采用自旋穩定平臺，部署在大橢圓軌道上，第三代采用三軸平臺，部署在地球靜止軌道和大橢圓軌道上。也有資料認為，2011年后發射的SDS衛星為第四代衛星數據系統。隨著美國偵察衛星能力的不斷增強，其對中繼衛星的需求也越來越高，未來的軍用衛星數據系統必將集抗干擾和高數據速率于一身。2014年6月，美國的“激光通信科學光學載荷”（OPALS）試驗已成功進行了星地激光通信測試，隨著科技的發展，“激光衛星數據系統”或將成為現實。