東經115°～125°靜止軌道軌位頻率資源分析

趙竹新，張宇喆，李志欣

(北京市遙感信息研究所，北京100086)

0 引言

隨著空間技術的發展和衛星應用的大量增加，衛星軌道和頻率資源日益緊缺，特別是靜止軌道資源。由于一顆靜止軌道衛星可以覆蓋地球表面約40%的區域，且地球站天線容易跟蹤，信號穩定，因此廣泛用于通信、廣播、對地觀測和導航等業務。但受天線接收能力限制，同一頻段、同覆蓋區域的靜止軌道衛星必須間隔一定距離(經度間隔不小于2°)，才能保證地球站穩定區分衛星信號。因此，靜止軌道及頻率資源日益成為各國搶占的對象[1-3]。

由于歷史原因，美、歐、俄等傳統航天大國在軌道資源方面占有絕對優勢，據國際電信聯盟(ITU)統計，目前全球各國在靜止軌道運行的衛星有542顆，其中美國有157顆，中國有41顆[4]。按照ITU規則，靜止軌道位置和頻率遵循先占先得的原則，鑒于我國在靜止軌道領域尚處于落后地位，開展靜止軌道資源研究和探索，對于布局我國未來航天產業發展具有重要意義。

本文針對我國對靜止軌道衛星發展需求，重點選取與我國最相關的東經115°～125°(以下簡稱115°E和125°E)弧段內Ka和Ku頻率資源現狀開展分析，并提出了有關建議，可為我國靜止軌道和頻率選取和申報提供參考。

1 115°E～125°E弧段內Ka和Ku頻率資 源情況

1.1 弧段內在軌衛星情況

目前在115°E～125°E弧段內實際在軌的靜止軌道商業衛星有10顆，包括：中國ChinaSat 6B(115.5°E)、美國/韓國ABS-7(Koreasat 3)/Koreasat 6(116°E)、日本BSAT-2A(116.1°E)、印尼Telkom 2(118°E)、泰國/馬來西亞Thaicom 4(Ipstar 1，Measat 5)(119°E)、中國香港/泰國Asiasat 6(Thaicom 7)(120°E)、中國香港Asiasat 4(122°E)、法國Artemis(123°E)、日本JCSat 4B(JCSat 13)(124°E)和中國ChinaSat 6A(125°E)。

根據公開消息，計劃在此弧段部署的新衛星有美國/韓國的ABS-8/Koreasat 7(116°E)2顆、印尼的Telkom 3S(118°E)、孟加拉國的Bangabandhu-1(119°E)和替代Asiasat 4的Asiasat 9(122°E)。

在此弧段的傳統軌位有中國衛通的115.5°E、韓國KT的116°E、泰國的120°E、中國香港的122°E、日本JCSAT的124°E和中國衛通的125°E，如圖1所示。

圖1 115°E～125°E弧段的在軌 靜止軌道商業衛星情況Fig.1 GEO satellites in 115°E～125°E

從統計情況來看，在116°E～118°E之間和120°E～122°E之間目前沒有實際在軌靜止軌道商業衛星，但121°E是美國與澳大利亞雙邊合作的全球寬帶系統(WGS，X/Ka頻段)的一個重要軌位，由此僅在116°E～118°E之間存在一個2°的空間間隔。

1.2 弧段內在軌含Ku/Ka星情況分析

從上述衛星公開信息進一步獲悉，星上采用Ka頻段載荷的有在軌的ABS-7(116°E)和Artemis(123°E)、計劃發射的ABS-8/Koreasat 7(116°E)和亞星9(122°E)；采用Ku頻段載荷的有在軌的ABS-7/Koreasat 6(116°E)、Thaicom 4(119°E)、Asiasat 4(122°E)、JCSat 4B(124°E)、ChinaSat 6A(125°E)、計劃發射的ABS-8/Koreasat 7(116°E)、Telkom 3S(118°E)、Bangabandhu-1(119°E)和Asiasat 9(122°E)。采用Ku/Ka頻段的靜止軌道在軌和計劃部署的衛星情況如圖2所示。

圖2 115°E～125°E弧段在軌靜止軌道 Ku/Ka頻段衛星情況Fig.2 Satellites of Ku/Ka band in 115°E～125°E

由此分析看出，盡管119°E～122°E弧段存在3°間隔，但目前該弧段內存在亞星6號(C頻段，120°E)和澳大利亞衛星(X/Ka頻段，121°E)，而且亞星在120°E未來有擴展使用Ku/Ka頻段的使用需求。

1.3 弧段內Ku/Ka衛星網絡登記情況分析

除在軌運行和部署的衛星情況外，在該弧段內目前尚有五十余份衛星網絡資料。115°E～125°E弧段使用或擬使用Ku和Ka頻段在ITU的登記情況如表1所示。

表1 115°E～125°E靜止軌道Ku/Ka頻段網絡申報統計Tab.1 Ku/Ka networks between GEO 115°E and 125°E

表1續序號主管部門網絡名稱軌位12 250～12 750 MHz18 000～20 000 MHz擬使用已使用擬使用已使用45JN-SAT-Y12-124E124° E√√46JN-SAT-Y15-124E124° E√√47CHNCHINASAT-ROUTE8125° E√√48CHNCHINASAT-DL6125° E√√49CHNCHINASAT-D-125E125° E√√50CHNDFH-4-0A125° E√51CHNCHINASAT-MSB5125° E√√52RUSBRASLET-125E125° E√53CHNCHINASAT-49125° E√

統計結果如圖3所示。

圖3 115°E～125°E弧段的登記使用 含Ku/Ka頻段網絡情況Fig.3 Networks of Ku/Ka band in use between 115°E and 125°E

從目前ITU登記情況來看，已經通知ITU啟用Ku/Ka頻段的衛星網絡軌道位置有115.5°E，116°E，118°E，119.5°E，120°E，121°E，122°E，124°E和125°E。在上述軌位中，目前有中國衛星實際在軌的軌位是115.5°E，120°E，122°E和125°E，這些衛星的應用和覆蓋范圍主要是我國及周邊國家。

2 分析和建議

通過對靜止軌道115°E～125°E在軌衛星和采用Ku/Ka頻段的在軌衛星及網絡登記情況統計梳理，可以發現，目前該弧段內靜止軌道資源，尤其是Ku/Ka頻段資源十分緊缺[7-10]。從各國靜止軌道衛星軌道位置和頻率協調使用的經歷來看，軌道和頻率資源緊缺的現狀雖然將長期存在，但是通過策略的運用和技術的協調，依然可以尋求和開拓新的軌道位置和頻率資源。

① 考慮相互干擾風險因素[5-6]，同頻同覆蓋衛星的空間間隔應至少2°，但是不同頻或地理業務區隔離情況下可以在一定約束條件下實現共軌或鄰軌布置衛星網絡。如115.5°E(中國)、韓國116°E(日本/韓國)和美國116°E(其他地區)三顆星的共存條件為地理業務區隔離，118°E(中國)和119.5°E(泰國)衛星的共存條件為地理業務區隔離和頻率分割，而119.5°E(泰國)和120°E(亞星)共存條件是基于商業合作；

② 中國在115.5°E，120°E，122°E和125°E軌位具有傳統優勢，應保護上述軌道位置Ku頻段頻率資源的同時，不限制這些軌道位置在Ka頻段的發展。同時，爭取開拓在116°E～120°E弧段Ka和Ku頻段的存在。在此弧段處于中間位置的118°E軌道位置，目前登記的有印尼和亞星的衛星網絡資料，從資料協調地位來看，印尼在Ku頻段優先，亞星在Ka頻段優先。可以考慮在與印尼地理業務區隔離條件下，積極做好亞星在此軌道頻率資源的維護和部署。

3 結束語

靜止軌道頻率和軌道資源的獲得和維護是一項長期而重要的工作，需要在頻軌使用需求分析和科學規劃的基礎上，及時獲得國內外衛星業務領域的發展動態，并有序開展立項衛星系統的國際國內協調。衛星軌位和頻率的協調，不僅需要基于臨近衛星參數進行干擾風險分析，也需要制定正確的協調策略。通過科學有效地制定協調策略，在ITU規則框架下加強統籌，充分了解彼此衛星網絡實際業務和運行管理情況，尊重規則，實現突破，不斷提高話語權和主動權，逐步維護和開拓我國在太空領域的利益。