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衛(wèi)星頻軌:競(jìng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略資源
衛(wèi)星頻軌是指衛(wèi)星電臺(tái)使用的頻率和衛(wèi)星所處的空間軌道位置,是隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)明而開(kāi)始被人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的自然資源,是所有衛(wèi)星系統(tǒng)建立的前提和基礎(chǔ),也是衛(wèi)星系統(tǒng)建成后能否正常工作的必要條件。也就是說(shuō),沒(méi)有頻率軌道支持的衛(wèi)星系統(tǒng)將無(wú)法翱翔太空。
衛(wèi)星頻軌資源供需矛盾突出
衛(wèi)星頻率主要指無(wú)線(xiàn)電頻譜用于空間無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù)的部分。任何衛(wèi)星系統(tǒng)的信息感知、信息傳輸以及測(cè)控單元,都需要使用電磁頻譜,空間電臺(tái)安裝在人造地球衛(wèi)星上,電波在太空與地面之間傳播過(guò)程中存在大氣層傳播損耗。
不同的頻段傳播損耗不同,其中在0.3~10GHz頻段間損耗最少,被稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)電窗口”;在30GHz附近頻段損耗相對(duì)較小,通常被稱(chēng)為“半透明無(wú)線(xiàn)電窗口”。目前,各類(lèi)衛(wèi)星應(yīng)用也主要使用這些頻段,其他頻段相對(duì)損耗較大。因此,衛(wèi)星電臺(tái)常用頻段只占無(wú)線(xiàn)電頻譜的小部分。
隨著空間技術(shù)的發(fā)展和衛(wèi)星應(yīng)用的大量增加,衛(wèi)星頻率資源日益緊張。同時(shí),衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中又必須使用外層空間的某個(gè)軌道位置,衛(wèi)星運(yùn)行的軌道位置有位于赤道上空、距地面高度為35786公里的對(duì)地靜止軌道,也有距地面幾百到1000公里左右的低軌道位置和距地面10000公里左右的中軌道位置。不管是對(duì)地靜止軌道位置還是其他軌道位置,資源都是有限的。
以對(duì)地靜止軌道位置資源為例。一顆靜止衛(wèi)星可以覆蓋地球表面約40%的區(qū)域,且地球站天線(xiàn)容易跟蹤,信號(hào)穩(wěn)定。因此,大多數(shù)通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星都選用靜止軌道位置。
但受天線(xiàn)接收能力限制,同一頻段、覆蓋區(qū)域相同或部分重疊的對(duì)地靜止衛(wèi)星只有間隔一定的距離,即從地面看要間隔一定的角度,地球站才能區(qū)分開(kāi)不同衛(wèi)星的信號(hào)實(shí)現(xiàn)正常的工作。因此,兩顆衛(wèi)星之間需要在經(jīng)度上間隔不小于2度,在整個(gè)對(duì)地靜止軌道上的同頻段衛(wèi)星通常不會(huì)超過(guò)150個(gè),靜止衛(wèi)星軌道數(shù)量已遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足世界各國(guó)的需求。
可以看出,常用的非靜止軌道資源也是有限的。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),目前人類(lèi)發(fā)射到空中的各種衛(wèi)星和航天器已達(dá)3萬(wàn)余顆,僅在赤道上空的靜止軌道上就運(yùn)行著300多顆同步靜止軌道衛(wèi)星。它們被廣泛應(yīng)用于通信、遙感、偵察和定位等業(yè)務(wù),世界各地成千上萬(wàn)的地球站和車(chē)、船載終端,利用衛(wèi)星進(jìn)行著各種業(yè)務(wù),在經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,衛(wèi)星頻率軌道資源供需矛盾日顯突出已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。
衛(wèi)星頻軌資源有限不可再生
由于頻率軌道資源是一種有限的、不可再生的自然資源,而且衛(wèi)星軌道位于世界各國(guó)共處的宇宙空間,是全人類(lèi)共有的國(guó)際資源。因此,頻率軌道資源的獲取不是一個(gè)國(guó)家能主宰的,各國(guó)都必須依據(jù)國(guó)際電聯(lián)制定的規(guī)則進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用,頻率軌道的使用必須進(jìn)行國(guó)際協(xié)調(diào)。
為此,在西方主要發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是美、俄等航天強(qiáng)國(guó)的推動(dòng)下,國(guó)際規(guī)則中衛(wèi)星頻率軌道資源的主要分配形式為“先申報(bào)就可優(yōu)先使用”的搶占方式。
在這種方式下,各國(guó)首先根據(jù)自身需要,依據(jù)國(guó)際規(guī)則向國(guó)際電聯(lián)申報(bào)所需要的衛(wèi)星頻率軌道資源,先申報(bào)的國(guó)家具有優(yōu)先使用權(quán);然后,按照申報(bào)順序確立的優(yōu)先地位次序,相關(guān)國(guó)家之間要遵照國(guó)際規(guī)則開(kāi)展國(guó)際頻率干擾談判,后申報(bào)國(guó)家應(yīng)采取措施,保障不對(duì)先申報(bào)國(guó)家的衛(wèi)星產(chǎn)生有害干擾。
國(guó)際規(guī)則還規(guī)定,衛(wèi)星頻率和軌道資源在申報(bào)后的7年內(nèi),必須發(fā)射衛(wèi)星啟用所申報(bào)的資源,否則所申報(bào)的資源自動(dòng)失效。同時(shí),國(guó)際電聯(lián)《組織法》還要求“使各國(guó)或各國(guó)家集團(tuán)可以公平地使用無(wú)線(xiàn)電頻率和地球靜止衛(wèi)星軌道”,以防止少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家借助其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,搶占所有的衛(wèi)星頻率和軌道資源。此原則的核心是“公平分配”,為各個(gè)國(guó)家和地區(qū)規(guī)劃了部分衛(wèi)星頻率軌道資源。
隨著資源申報(bào)的數(shù)量越來(lái)越多,國(guó)際談判難度也越來(lái)越大。衛(wèi)星生產(chǎn)周期通常只需一年半左右,而獲取頻率軌道資源的談判則需要幾年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
衛(wèi)星頻軌資源競(jìng)爭(zhēng)十分激烈
隨著衛(wèi)星偵察、通信和導(dǎo)航等應(yīng)用需求的增長(zhǎng),頻率軌道資源日趨緊張,圍繞著頻率軌道資源的爭(zhēng)奪日趨激烈,世界各國(guó)紛紛加大了頻率軌道資源的申報(bào)力度。
美國(guó)、俄羅斯等航天強(qiáng)國(guó)從上世紀(jì)五六十年代就已向國(guó)際電聯(lián)申報(bào)并依照國(guó)際程序獲取了大量的頻率軌道資源,以支撐其數(shù)量龐大的衛(wèi)星系統(tǒng),這也導(dǎo)致目前很多好用的頻段和軌道位置都已被這些大國(guó)占用,再想從中分得一杯羹已經(jīng)很難。
美國(guó)GPS系統(tǒng)和俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已占用了80%的“黃金導(dǎo)航頻段”,迫使其他國(guó)家只能搶占為數(shù)不多的剩余頻段。此外,日本、韓國(guó)、印尼等亞太國(guó)家也在加緊申報(bào)并獲取頻率軌道資源。
更有甚者,湯加王國(guó)早期申報(bào)了大量的頻率軌道資源并獲得了優(yōu)先使用權(quán),此后以經(jīng)營(yíng)優(yōu)先使用權(quán)來(lái)獲取經(jīng)濟(jì)利益。可以看出,各國(guó)為維護(hù)自身的軍事或經(jīng)濟(jì)利益,都在抓緊搶占衛(wèi)星頻率軌道資源。
如何保護(hù)并用好現(xiàn)有的頻率軌道資源的同時(shí),積極申請(qǐng)新的資源,已成為擺在我們面前的緊迫課題。為此,我們應(yīng)及時(shí)制定各類(lèi)衛(wèi)星系統(tǒng)的總體規(guī)劃,抓緊申報(bào)衛(wèi)星頻率軌道資源,加大人才培養(yǎng)力度,積極主動(dòng)開(kāi)展國(guó)際談判,切實(shí)維護(hù)我國(guó)的空間權(quán)益,為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供資源保障。
在此基礎(chǔ)上,ITU 對(duì)外發(fā)布了通函,開(kāi)始向全世界征求 5G 衛(wèi)星的候選技術(shù)。根據(jù)目前的工作計(jì)劃,5G 衛(wèi)星技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建議書(shū)將于 2025 年上半年發(fā)布。
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