什么是中軌道(MEO)衛(wèi)星系統(tǒng)

什么是中軌道(MEO)衛(wèi)星系統(tǒng)

中軌道衛(wèi)星（ICO可MEO）離地球高度約10,000公里左右。中軌道衛(wèi)星星座中衛(wèi)星數(shù)量較少，約為十至十幾顆，衛(wèi)星重量為噸級(jí)。中軌道衛(wèi)星采用網(wǎng)狀星座，衛(wèi)星為傾斜軌道。美國(guó)91年發(fā)射的中軌道Odyssey系統(tǒng)，有12顆衛(wèi)星，分布在3個(gè)軌道平面、每一軌道平面有4顆衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道高度為10371Km。

有代表性的中軌道（MEO）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有Inmarsat-P、Odyssey、MAGSS-14等，Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)由TRW空間技術(shù)集團(tuán)公司推出。它由12顆高度約為10000KM的衛(wèi)星分布在傾角55°的3個(gè)軌道平面上構(gòu)成的，使用L/S/Ka頻段，每顆衛(wèi)星具有19個(gè)波束，總?cè)萘繛?800個(gè)話路，系統(tǒng)可以為100個(gè)用戶提供一條電路，12顆衛(wèi)星可在全球范圍內(nèi)為280萬(wàn)用戶提供服務(wù)。系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用約為27億美元，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為12～15年，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)1997年投入使用。Inmarsat-P系統(tǒng)（第三代國(guó)際海事衛(wèi)星）是國(guó)際海事衛(wèi)星組織制定的稱為“Project_21”計(jì)劃，當(dāng)時(shí)準(zhǔn)備九十年代后期耗資10億美元建造一個(gè)全新結(jié)構(gòu)的21世紀(jì)全球個(gè)人衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一、第二代海事衛(wèi)星只使用靜止軌道衛(wèi)星，只能覆蓋地球緯度70°以上的區(qū)域。第三代海事衛(wèi)星采用同步和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案，它采用的4顆同步衛(wèi)星，有超過10米的大天線，并有星上處理功能，可以實(shí)現(xiàn)手持機(jī)之間的通信。中軌道部分由12顆高度約為10000KM的衛(wèi)星構(gòu)成，也有星上處理功能。系統(tǒng)服務(wù)目標(biāo)是在服務(wù)區(qū)的各種環(huán)境條件下，90％的情況下能看到衛(wèi)星，此時(shí)利用0.25～0.4W發(fā)射功率的手持機(jī)，通信可靠度為95％，手持機(jī)尺寸為 ，重約為300克，零售價(jià)約為1500美元，系統(tǒng)總投資約為25億。Inmarsat-P的合作伙伴有Comsat、Hughes、Matra、Marcom、Nokia、Ericssion、NEC等等，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)1998～2000年收入使用，壽命為11年，電話費(fèi)每分鐘為2美元，MAGSS-14系統(tǒng)是歐洲宇航局開發(fā)的中軌道全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。它由14顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星高度為10354公里，分布在7個(gè)軌道平面上，軌道傾角為28.5°。在這個(gè)高度上，衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為四分之一個(gè)恒星日（23小時(shí)56分）。這個(gè)諧率使得衛(wèi)星的地面軌道每天重復(fù)，為動(dòng)態(tài)星座（DSC）提供了一些有用的網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性。當(dāng)用戶仰角為28.5°的時(shí)候，最大傾斜路徑為12500KM，由此可以推算出來的衛(wèi)星覆蓋區(qū)半徑為4650KM。衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)使得一個(gè)地球站與一顆星的平均可見時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100min。每顆星有37個(gè)波束，可以覆蓋全球。下面，我們將向您介紹幾種典型的中軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，鑒于Inmarsat-P系統(tǒng)在前面已經(jīng)有介紹，所以在這里我們重點(diǎn)介紹Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)。

Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

TRW公司推出的中軌道Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包括空間段、地面段和用戶單元三個(gè)部分。Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)的星座系統(tǒng)采用12顆衛(wèi)星，分布在55°的3個(gè)軌道平面上，軌道高度為10354KM。衛(wèi)星與地面站之間采用Ka頻段，下行為19.70～20.0GHz，上行為29.5～29.84GHz，可用帶寬340MHz，采用線性極化。衛(wèi)星與用戶單元之間，下行采用L頻段1610～1626.5MHz，上行采用S頻段2483.5～2500MHz，可用帶寬7.5MHz，采用左旋圓極化。系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)將基于CDMA方式，系統(tǒng)將可用的7.5MHz帶寬分為3段，擴(kuò)頻帶寬為2.5MHz。該系統(tǒng)極化采用多波束天線方向圖指向地面，姿態(tài)控制系統(tǒng)決定衛(wèi)星的指向，以確保對(duì)陸地和海區(qū)的連續(xù)覆蓋。地面控制也可以對(duì)指向進(jìn)行程控，以保證對(duì)需求的業(yè)務(wù)區(qū)的最佳覆蓋。每顆衛(wèi)星可以提供19個(gè)（或擴(kuò)展到37個(gè)）波束，總?cè)萘繛?800條電路。全系統(tǒng)共需要設(shè)定16個(gè)地面站，每個(gè)地面站有多個(gè)關(guān)口站與公眾電話網(wǎng)相連，無星間鏈路以及星上處理，衛(wèi)星只作為一個(gè)彎管--簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)器和矩陣放大器 ，以保證動(dòng)態(tài)地將功率發(fā)送到高需求區(qū)。衛(wèi)星發(fā)射重量為1917Kg，太陽(yáng)能電池最大可以提供3126W。

Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)可以作為現(xiàn)存陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，支持動(dòng)態(tài)、可靠、自動(dòng)、用戶透明的服務(wù)。系統(tǒng)地面段包括衛(wèi)星管理中心、服務(wù)運(yùn)作中心、地球站、關(guān)口站、地面網(wǎng)絡(luò)等等。

系統(tǒng)最主要的用戶終端是手持機(jī)。手持機(jī)的設(shè)計(jì)在許多方面決定整個(gè)系統(tǒng)的特性，其最大等效全向輻射功率（EIRP）決定了衛(wèi)星的G/T值，進(jìn)而決定了衛(wèi)星的點(diǎn)波束數(shù)量和衛(wèi)星每條信道的功率，也就間接地決定了衛(wèi)星的大小和成本。Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)的手持機(jī)采用雙模式工作?？梢酝瑫r(shí)在Odyssey（奧德賽）系統(tǒng)和蜂窩系統(tǒng)中使用，調(diào)制方式為CDMA/OQPSK，接收機(jī)靈敏度為－133～－100dBm。系統(tǒng)可以提供各種業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、傳真、數(shù)據(jù)、尋呼、報(bào)文、定位等。手持機(jī)的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到2.4kbps，還可以提供4.8～19.2kbps的數(shù)據(jù)速率。