觀察Industry ObservationD IGITCW產(chǎn)業(yè)26DIGITCW 2018.121 基本概念1.1 分類從發(fā)展歷程看，微小衛(wèi)星可分為傳統(tǒng)類和現(xiàn)代類。航空航天發(fā)展的初期，受火箭運(yùn)載能力及航天技術(shù)水平限制，發(fā)射的衛(wèi)星重量低、體積小、功能少，一般稱為傳統(tǒng)微小衛(wèi)星。隨著微電子技術(shù)和制造技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星小型化進(jìn)程加快，現(xiàn)代微小衛(wèi)星具有重量低、體積小、功能堪比普通大衛(wèi)星等特點。目前，國內(nèi)外對微小衛(wèi)星的定義并不統(tǒng)一。國際上大多根據(jù)衛(wèi)星重量對小型衛(wèi)星進(jìn)行分類，不同國家或研究機(jī)構(gòu)劃分標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。曾有少數(shù)提出以衛(wèi)星功率等參數(shù)作為微小衛(wèi)星的分類依據(jù)。隨著對小型衛(wèi)星研究...

　　觀察Industry ObservationD IGITCW產(chǎn)業(yè)26DIGITCW 2018.121 基本概念1.1 分類從發(fā)展歷程看，微小衛(wèi)星可分為傳統(tǒng)類和現(xiàn)代類。航空航天發(fā)展的初期，受火箭運(yùn)載能力及航天技術(shù)水平限制，發(fā)射的衛(wèi)星重量低、體積小、功能少，一般稱為傳統(tǒng)微小衛(wèi)星。隨著微電子技術(shù)和制造技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星小型化進(jìn)程加快，現(xiàn)代微小衛(wèi)星具有重量低、體積小、功能堪比普通大衛(wèi)星等特點。目前，國內(nèi)外對微小衛(wèi)星的定義并不統(tǒng)一。國際上大多根據(jù)衛(wèi)星重量對小型衛(wèi)星進(jìn)行分類，不同國家或研究機(jī)構(gòu)劃分標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。曾有少數(shù)提出以衛(wèi)星功率等參數(shù)作為微小衛(wèi)星的分類依據(jù)。隨著對小型衛(wèi)星研究的不斷深入，僅以重量作為類型劃分依據(jù)并不合理，因此有研究機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了微小衛(wèi)星功能密度的概念，即平均每千克衛(wèi)星質(zhì)量所能提供的某項功能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，國際電聯(lián)也提出了對微小衛(wèi)星重量、功率、成本等主要參數(shù)的類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，見表1。表1 ITU-R的微小衛(wèi)星分類標(biāo)準(zhǔn)1.2 使用頻率微小衛(wèi)星主要涉及衛(wèi)星間業(yè)務(wù)、空間操作業(yè)務(wù)、衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)、衛(wèi)星地球探測業(yè)務(wù)、空間研究業(yè)務(wù)、衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)和衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)等無線電業(yè)務(wù)。目前，微小衛(wèi)星使用的頻率集中在3MHz-33GHz （HF、VHF、UHF、L、S、C、X、Ku、Ka 等）頻段。我國微小衛(wèi)星使用的頻段主要集中于測控的 S 頻段以及衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)、空間操作業(yè)務(wù)的 UHF、VHF 頻段[1] 。隨著微小衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，以及新的應(yīng)用需求也在不斷擴(kuò)展微小衛(wèi)星的無線電業(yè)務(wù)領(lǐng)域和使用頻率范圍。2 微小衛(wèi)星技術(shù)特性微小衛(wèi)星在傳統(tǒng)衛(wèi)星技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用全新設(shè)計思路，利用微加工、微制造技術(shù)，從而進(jìn)一步提高了微小衛(wèi)星的功能密度。微小衛(wèi)星的組成結(jié)構(gòu)與大型衛(wèi)星類似，但同時又具備重量輕、體積小、發(fā)射靈活、性能好、成本低等技術(shù)特征。微小衛(wèi)星與傳統(tǒng)大衛(wèi)星典型特征的對比見表2。2.1 輕小型化與重達(dá)幾噸的普通衛(wèi)星相比，微小衛(wèi)星重量只有克至百千克的量級。這得益于輕型復(fù)合材料、微電子、微光電、微型計算、微型機(jī)械及高精尖加工等高新技術(shù)的發(fā)展。微電子技術(shù)、微光電技術(shù)、微型計算技術(shù)、微型機(jī)械及加工技術(shù)和集成化應(yīng)用為微小衛(wèi)星的小型化提供了重要技術(shù)前提。而輕型復(fù)合材料技術(shù)以及微型技術(shù)的集成化應(yīng)用為微小衛(wèi)星的輕型化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。表2 微小衛(wèi)星與傳統(tǒng)衛(wèi)星典型指標(biāo)對比2.2 成本降低微小衛(wèi)星成本降低有三個主要原因 ：一是輕小型化帶來的技術(shù)和材料成本節(jié)約 ；二是平均發(fā)射成本降低，通過一箭多星技術(shù)大幅度降低了每顆微小衛(wèi)星的發(fā)射費用 ；三是生產(chǎn)研制周期縮短，減少了項目投資。傳統(tǒng)衛(wèi)星的研制周期一般需要5年左右，而且項目投資大、發(fā)射費用高、項目風(fēng)險大。微小衛(wèi)星研制過程主要采用先進(jìn)成熟的技術(shù)，采用現(xiàn)成的集成化器件，以及科學(xué)、合理的管理手段，使得微小衛(wèi)星的研制周期一般為15～30個月，研制成本大大降低。普通衛(wèi)星研制、發(fā)射給發(fā)展中國家?guī)淼某杀就度雺毫Γ沟梦⑿⌒l(wèi)星逐漸成為國際航天市場的新寵，為發(fā)展中國家積極參與地球外層空間活動提供了有利條件。2.3 部署靈活由于微小衛(wèi)星的體積小、重量輕，其發(fā)射方式也更加靈活。微小衛(wèi)星可以作為大衛(wèi)星的附屬物一起發(fā)射，也可以是幾十甚至上百個微小衛(wèi)星搭載同一個火箭一齊發(fā)射，即一箭多星技術(shù)。運(yùn)載和發(fā)射工具包括火箭、導(dǎo)彈、空間飛行器等，發(fā)射地點可以為地面、大氣層或太空平臺。微小衛(wèi)星靈活發(fā)射的特點，使衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的快速部署能力和魯棒性能大大增強(qiáng)。例如，可以根據(jù)需求隨時發(fā)射微小衛(wèi)星到指定區(qū)域進(jìn)行工作。通過利用大量微小衛(wèi)星組成冗余備份，當(dāng)某顆衛(wèi)星失效或摧毀時，能夠快速補(bǔ)充衛(wèi)星。雖然單顆微小衛(wèi)星功能受限、單一，通過多顆微小衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座或編隊[2]進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，可以實現(xiàn)甚至超越同等質(zhì)量的大型衛(wèi)星所能提供的功能。例如多個微小衛(wèi)星組成立體化的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以完成單顆大衛(wèi)星難以完成的引力場測量、太空探測等多種航天任務(wù)，可大幅縮短對目標(biāo)的重訪周期，實現(xiàn)近實時（例如每10分鐘更新一次）連續(xù)觀測和成像等。2.4 其他特點微小衛(wèi)星通常不會單獨發(fā)射，且對于軌道沒有特殊要求，其發(fā)射方式可以跟隨搭載大衛(wèi)星一起發(fā)射或者通過一箭多星的方式集體發(fā)射。因此，微小衛(wèi)星一般只有在確定發(fā)射方式（例如運(yùn)載火箭）后，才能明確軌道參數(shù)，這就給衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)申報和協(xié)調(diào)帶來了不便。眾所周知，衛(wèi)星的動力能源決定了衛(wèi)星的使用壽命。由于微小衛(wèi)星重量和尺寸的限制，微小衛(wèi)星一般沒有動力裝置或者只有有限的能源可以用于推進(jìn)和變軌機(jī)動。因此，微小衛(wèi)星在成功發(fā)射進(jìn)入預(yù)定軌道微小衛(wèi)星特性與應(yīng)用發(fā)展概述周鈺哲（中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，北京 100846）摘要：本文介紹了微小衛(wèi)星的分類和頻率使用情況，并對微小衛(wèi)星的技術(shù)特征和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行研究，最后展望了未來微小衛(wèi)星的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：微小衛(wèi)星 ；技術(shù)特性 ；應(yīng)用領(lǐng)域 ；商業(yè)模式 ；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2018.12.015中圖分類號：TN927，V474 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編碼：1672-7274（2018）12-0026-02Overview of Microsatellite Characteristics and Application DevelopmentZhou Yuzhe（China Center for Information Industry Development，Beijing，100846）Abstract ：M icrosatellites c lassification a nd s pectrum u sage s tatus a re i ntroduced.T hen，t he t echnical characteristics and application area of microsatellites are studied.Finally，future microsatellites development direction is provided.Keywords ：microsatellite ；technical characteristics ；application area ；business model ；satellite internet萬方數(shù)據(jù)

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