“一網”星座特點發展簡析

崔瀟瀟 趙煒渝 魏晨曦

（北京跟蹤與通信技術研究所）

隨著互聯網應用的快速發展，互聯網接入服務需求急劇增加。眾多低軌小衛星星座的興起引發業界廣泛關注。其中，“一網”（OneWeb）星座計劃具有很強的代表性。該計劃旨在利用大規模低軌衛星提供全球寬帶通信服務，其在衛星設計、業務布局、服務理念、批量研制等途徑上具有很多與傳統衛星通信企業迥異的特質。

2019年，一網公司（ONEWEB）提出的“一網”低軌衛星互聯網星座進入快速發展階段。隨著2019年2月發射的首批6顆衛星的發射升空，一網公司已經穩步開啟了超大規模低軌衛星互聯網星座部署的序幕。2020年2月7日，一網公司在拜科努爾發射場發射了34顆組網衛星，加上之前的6顆，在軌衛星數量達到了40顆。

1 “一網”星座特點

“一網”星座采用開放式架構，可在原有系統基礎上通過增加新衛星提升星座整體容量。相比傳統通信星座，“一網”星座在通信性能、安全設計、生產制造等方面均有獨特之處。

衛星研制追求性價比高，保證用戶連續接入

一網公司一直致力于將單星研制成本壓至60萬美元，盡可能采用成熟技術和簡單的通信體制。單顆衛星擁有16個Ku頻段波束，通過波束多重覆蓋，減少由LEO衛星運行速度過快使用戶終端不斷切換衛星連接造成的通信質量下降。

積極采取“逐步傾斜”的先行策略，開發復雜干擾規避機制

在赤道上空運行時，為避免對地球靜止軌道（GEO）衛星的干擾，“一網”衛星采用“逐步傾斜”的專利技術，對姿態和發射功率進行調整，避免對GEO衛星產生干擾：當LEO衛星接近赤道時，將對姿態和發射功率進行調整，從而保證該衛星不會發出和接收干擾信號。此外，在赤道附近的一網公司客戶可以轉向使用國際通信衛星公司（Intelsat）的“史詩”（Epic）系列衛星，以保證信號不間斷。

靈活運用多重手段，滿足各類安全需求

為了應對太空碎片，一網公司采取了多種主、被動碎片清除措施。一是設計衛星退役的離軌方案，每顆“一網”衛星攜帶3～4個電推力器，可按照程序在達到設計壽命后5年內主動脫軌，先降低軌道高度至200km，然后進行大氣再入；二是借助歐洲航天局（ESA）確定6家公司為“一網”星座衛星離軌提供多種被動碎片清除服務方案。此外，為更好地滿足各國安全監管要求，“一網”星座放棄了星間鏈路設計，改為通過全球布設關口站使衛星連網。取消星間鏈路還可以進一步簡化衛星設計，降低衛星在軌故障的風險。

創新采用自動生產組裝流水線實現衛星批量化生產

為滿足多達600余顆衛星的快速部署需要，一網公司采取了眾多創新措施，可實現每月高達40顆衛星的批量化生產。在生產線方面，通過與空客公司合作并借鑒現代汽車制造業經驗，創新地采用了世界首條衛星生產流水線，實現了一體化的設計、生產與測試流程；在設計方面，基于模塊化設計理念，將衛星分為若干可獨立組裝測試的模塊，實現快速集成，并將功能相似的設備進行整合設計，以減少部件數量；在制造方面，大量采用協作機器人、自導引運輸車等自動化措施，實現整星批產；在測試方面，將零部件測試流程提前到部件交付之前，并采用數字化測試、增強現實及大數據等先進技術，大幅提升測試效率。

積極開展多領域合作運營模式

一網公司采取與美國高通公司、空客防務與航天公司、日本軟銀集團、可口可樂公司、印度巴蒂集團、墨西哥薩利納斯集團等各領域商業公司合作的模式，強力整合產業鏈要素，目前已經融資數十億美元。

2 “一網”星座未來發展前景

隨著“一網”星座的加速發展，將促進衛星通信服務內容、技術發展生產模式等全面轉型，推動天地一體化信息網絡建設，并為政府和軍方商業衛星通信服務采購提供更多選擇。

促進天地一體化信息網絡建設，推動國防領域信息基礎設施變革發展

“一網”星座從一開始即對空間段、地面段和應用段進行了全面考慮，實現了天地一體化設計，確保了各部分的同步論證、同步設計、同步研制。此外，一網公司采取了與地面通信網絡融合互補的發展思路，采用“天星地網”模式，通過全球部署的關口站接入地面通信網絡，提供用戶與地面核心網間的連接途徑、拓展地面通信網絡的覆蓋范圍；用戶可以使用已有的手持終端接入具有路由器功能的衛星接收設備，進而訪問整個衛星網絡。“一網”星座將促進天地一體化信息網絡聯通，推動涵蓋國防領域在內的信息基礎設施變革發展。

為政府和軍方用戶提供多樣的衛星通信服務

與傳統高軌衛星通信相比，“一網”星座主要利用低軌衛星傳輸時延低、信號衰減小、全球無縫覆蓋等特點，更適合為基層用戶提供互聯網接入服務。美國空軍2016年成立戰略開發規劃與試驗辦公室，旨在測試當前發展的低軌衛星互聯網星座的能力，確定是否滿足美國空軍的需求，為采購商業通信服務奠定基礎，其已經開始與一網公司進行溝通，希望測試首批衛星的通信能力。“一網”星座與傳統衛星通信一起，可為政府和軍方用戶提供更加多樣的衛星通信服務，提升軍事衛星通信能力彈性。

一網公司的全球推廣業務將面臨巨大挑戰

“一網”星座已經進入部署階段，并計劃2021年啟動全球互聯網接入等通信服務，其代表的低軌衛星互聯網星座有望成為未來通信行業的重點發展方向。然而，互聯網接入等基礎電信服務關系到國防、經濟和社會安全，不受管控的國外資本進入該行業必將引起信息安全風險，將受到各國的嚴苛監管。因此，一網公司在全球推廣業務時必須通過各國的安全風險評估，并且獲得頻率使用許可，能否在各國落地將面臨巨大挑戰。

3 結束語

低軌小衛星技術的不斷成熟，大大降低了利用衛星提供商業服務的門檻，也將有助于商業航天的發展。從技術上來說，小衛星巨大的應用潛力有待挖掘，目前，衛星應用越來越多地從戰略級轉向戰術級，而小衛星無疑是這種轉型的最大助推者。“一網”星座將帶來衛星技術、衛星生產、衛星應用和商業模式的全面創新，其運行模式能否最終取得成功，還有待時間的檢驗。