同步通信卫星基本知识介绍

第1页共5页同步通信卫星基本知识介绍我国4月8日发射的试验通信卫星成功地定点于东经125度 赤道上空并且开始电视、通信、广播的试验。太空中增添了一颗 中国的通信卫星为伟大的社会主义祖国增添了荣誉。自1963年到1982年底间世界各国共发射了149颗各种用途 的地球同步卫星其中发射成功129颗。目前仍在轨道上工作的卫 星大约有80多颗。世界上虽然已有一百多个国家在使用通信卫星而真正掌握通 信卫星技术能够运用本国制造的运载火箭发射同步通信卫星的除 了美国、苏联、日本和欧洲11国联合组织之外只有我国。青年们都想知道什么是通信卫星？什么叫同步卫星？定点通信 卫星是怎样发射的？它是怎样工作的？它的覆盖有多大？能不能直接 收看卫星转播的电视？下面我们摘录报刊上的有关文章逐个回答上述问题使青年们 对同步通信卫星有个全面的认识。什么是通信卫星？通信卫星是一种起通信中继站作用的人造地球卫星主要用于 接收和转发电话、广播、电视等无线电信号。这是国际上从六十 年代发展起来的一种现代化通信手段。通信卫星分三类：与地球不 同步的与地球同步的与地球同步定点的。第2页共5页这种卫星需要同地球站（以前称地面站）配合起来才能实现卫 星通信。具体地说：甲地的地球站向通信卫星发射某种无线电信号 由通信卫星接收后再转发到乙地的地球站。这同电话、电视、广 播的信号传送方式是一样的。一颗通信卫星所转发的无线电信号 能够覆盖地球表面的三分之一。换句话说只要有三颗同步卫星配 合相应的地球站就能实现全球范围的通信如图一所示。同其他通信工具相比通信卫星的优点是：传送距离远；容量大 可以同时通几百路甚至上万路电话；输送信号清晰、质量高；运 用灵活适应性强无论陆地、水上、空中都可以相通并且成本较 低。什么叫同步卫星？地球同步卫星必须满足三个条件：首先卫星运行的周期要和地 球自转的周期一样。地球转一周是23小时56分4091秒卫星也必 须在这个时间内转一周；其次卫星的轨道必须是圆的并一定要位 于和地球自转轴垂直的赤道平面内。这样地球上的人看卫星才是 不动的所以同步卫星也称为静止轨道卫星。第三同步卫星的髙度 必须在离赤道35793公里的高度运行。在这高度运行的卫星其轨 迹速度必是3075米/秒。要使卫星在这个高度以此速度运行运载 火箭在地面必须给卫星以10426米/秒的速度。这个速度已接近于 使卫星摆脱地球引力而飞向太阳系的第二宇宙速度。定点通信卫星是怎样发射的？运用怎样的加速方法和飞行途径才能使卫星达到如此准确的 髙度和速度呢？通信卫星的发射过程一般分三步走。首先将卫星连 同第三第3页共5页级火箭一并送入离地面约二百公里左右的近地圆轨道亦称 停泊轨道。增设这段轨道的目的是为了有利于实现最佳入轨程 序。第二步是椭圆过渡轨道阶段。卫星沿停泊轨道运行至某一预 计点时第三级火箭点火加速使卫星到达赤道上空时刚好达到每秒10公里的速度进入一条大椭圆轨道这条轨道称为过渡轨道。卫星 在这条轨道工作时作惯性滑行以最小的速度损失和能量消耗爬升 到同步轨道高度。第三步卫星在过渡轨道上运行数圈后滑行到某个预定的远地 点附近时地面控制使火箭发动机再次点火把卫星加速推入一条与 地球自转周期略有差异、轨道平面与赤道平面重合的准同步轨 道。然后再调节提髙卫星的入轨精度消除轨道倾角。当然发射的方法还很多如有的国家采用火箭直接送卫星人大 椭圆轨道的方案把三步并为二步；美国则试图从航天飞机上发射 卫星。卫星进入同步轨道后还会由于受到太阳光的压力及月亮的引 力而造成摄动使卫星偏离静止位置产生漂移。为此地面要定时对 卫星进行监测、控制保持定点。否则卫星就会漂出地面站能观测 到的范围。通信卫星是怎样工作的？卫星通信系统是由空间部分 通信卫星和地球部分 通 信地球站两大部分构成的。在这一系统中通信卫星实际上就是一 个悬挂在赤道上空静止不动的通信中继站。它居高临下视野开阔 只要在它的覆盖照射区以内不论距离远近都可以通信通过它转发 或反射电报、电话、电视、广播和数据等无线电信号。通信卫星工作的基本原理如图二所示从地球站A发出无线电 信号第4页共5页这个微弱的信号被卫星通信天线接收后首先在通信转发器中 进行信号放大、变频和功率放大最后再由卫星的通信天线把放大 后的无线电信号重新发向地球站B从而实现两个地球站或多个地 球站之间的远距离通信。举一简单例子：如北京市某用户要通过卫 星与大洋彼岸的某用户打电话先要通过长途电话局由它把用户电 话线路与卫星通信系统中的北京地球站接通。地面站把电话信号 发射到卫星。卫星接到这个信号后通过功率放大器将信号放大再 转发到大洋彼岸的地面站地球站把这个电话信号取出来送到受话 人所在的城市长途电话局转接到用户。电视节目的转播与电话传输相似。但是由于各国的电视制式 标准不一样在接收设备中还要有相应的制式转换设备将电视信号 转换成本国标准。电报、传真、广播、数据传输等业务也与电话 传输过程相似不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备。我国通信卫星覆盖面有多大？我国发射的这颗卫星定位于印度尼西亚上空传输信息的覆盖 面积不仅包括中国的全部领土而且还可以覆盖朝鲜、日本、蒙 古、苏联部分地区、阿富汗、巴基斯坦、印度、孟加拉国、尼泊 尔、锡金、不丹、斯里兰卡、泰国、缅甸、柬埔寨、老挝、越 南、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、澳大利亚、新西兰等国。 覆盖面积达二亿平方公里约占地球表面积三分之一。能直接收看卫星转播的电视吗？从技术原理上说凡是在我国试验通信卫星覆盖范围以内的地 区任何电视节目都可以转播。但没有地球站的地方电视台还无法 收到卫星第5页共5页转播的电视节目。我国目前除了北京、乌鲁木齐有与这颗通信卫星联系的地球 站外还有石家庄、南京、昆明等三个地球站（拉萨地球站正在筹 建）。需要说明的是：由于卫星的无线电设备的频率较大家庭电视机 的功率很小等原因暂时还无法直接收看通信卫星转播的电视节目 需要通过电视台的转播。随着直接广播卫星的发展只要在家用电 视机上增加一些必要的专门设备就可以直接收看卫星转播的电视 节目了。这一天是很快能到来的。（肖文据人民日报、文汇报科学生活上海科技 报摘编）（题图、插图：熊北光）