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卫星商战——卫星产业不再是欧美独占的地盘: xiaguangqing 2013-5-28 08:45; http://www.ceweekly.cn/html/Article/20130527377772660.html http://www.ceweekly.cn/html/Article/201305271119620.html http://finance.qq.com/a/20130528/001295.htm?pgv_ref=aio （我认为：商业卫星的大量应用，必然会产生更多的“空间碎片”，报废卫星的离轨、太空垃圾的清除，需要新型空间动力系统的研制和相关技术的大力发展！） 1965年4月6日，世界上第一颗实用型商用通信卫星 “晨鸟1号”发射成功。太空的商业大门旋即被打开。现如今，人们打开广播、电视、启动汽车GPS导航功能、在偏远地区打电话等，都能找到卫星应用的影子，享受到卫星运营服务。但它们似乎太过神秘，以至于我们几乎忘记了它们的存在。今年5月，因为美军再次确认租用中国卫星“亚太7号”的消息，又一次把我们的注意力牵引到遥远的太空。一颗卫星是如何打造的？它经历怎样的跋涉来到发射地？发射升空后如何运转？数据显示，在全球超过1000颗卫星的背后，同样存在一个庞大的卫星产业。2011年，这个产业的市场规模已经达到1773亿美元。2001—2011年，全球卫星产业收入增长175%。生意做到太空里，商战打到卫星上。这个与政治、军事密不可分的产业，已经占据全球航天产业的六成以上份额。在这个产业里，有公司与公司的对抗，更有国与国的较量。亚太7号自述：一颗商业卫星的旅程我的名字叫“亚太7号”，目前是香港亚太通信卫星有限公司（下称“亚太通信”）运营的一颗商业通信卫星，主要功能是为大家提供电视传输、卫星通信服务，以及电视直播和跨洲际通信广播服务，服务范围涵盖亚非欧及澳大利亚等地区。我2012年3月31日在西昌被“长征三号乙”发射升空，在浩瀚的太空默默地服务了一年零两个月，如果不出意外，我将在当年被我顶替的亚太2R卫星所在的东经76.5°上空继续工作满剩下的十余年。然而，最近因为我被美军租用的消息，我被推上了前台。引发激烈讨论的同时，很多人对我的出身、身价和运营情况很感兴趣，在这里，我不妨通过《中国经济周刊( 微博 )》向大家介绍一下，一颗商业卫星从出生到成为“太空垃圾”的“生命旅程”。卫星都是“高端定制” 我是一颗中国卫星，是亚太通信旗下亚太系列卫星的一分子，亚太通信是亚太卫星控股有限公司（下称“亚太控股”，1045.HK）的全资子公司，而亚太控股的大股东则是中国航天科技集团公司，占股比例为62.09%。但我出生在法国，由法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司（Thales Alenia Space）制造。这家公司与我的“哥哥”亚太6号的制造商法国阿尔卡特宇航公司有血缘关系。2005年6月，亚太6号升空两个月后，阿尔卡特宇航公司与阿莱尼亚宇航公司合并组成阿尔卡特阿莱尼亚宇航公司，公司后来被卖给泰雷兹集团。我们亚太系列卫星，有好几颗都与法国的这家公司有缘。不过，亚太5号不一样，它由美国劳拉空间系统公司制造，平台不同。因为公司没有生产卫星的能力，亚太通信旗下的卫星都是向卫星制造商采购而来。据研究国外航天发展的蒋宇平向《中国经济周刊》介绍：“卫星制造商、卫星发射商和卫星运营商，大多是分离的，曾经的美国休斯网络系统公司，既制造卫星又运营卫星，后来干脆把卫星制造部门卖给了波音公司，毕竟这是不同的业务，专业分工比较细。当然，也有一些情况是母公司下边有好几个子公司，有的负责制造，有的负责运营。” 而且，和衣服、包不同，一般而言，卫星的身形、结构都是“定制”的，卫星制造商根据客户的设计，安排生产和建造，因此价位也不统一。亚太控股副总裁兼董事会秘书卢建恒向《中国经济周刊》介绍，亚太控股的设计主要考虑“卫星的覆盖区、转发器数量，天线、联络备份软件，以及地面控制系统”。但对于我的造价，他却表示不便透露。我们被制造完成后，一般以“在轨交付”的商业模式完成所有权交接，而不是制造商生产完事、拿钱走人。一位不愿具名的航天专家向《中国经济周刊》介绍，在轨交付是制造商完成卫星生产订单后，联合卫星运营商，选择发射服务商，将卫星发射到轨道上，然后再将卫星正式交付给运营商。然而，上了火箭不代表就进了保险箱，发射工程中或是在入轨后，出现天线、太阳帆板展开故障也是有可能的。为了预防这种情况的发生，可能就要用上备份星。据上述航天专家介绍，有时候，制造卫星的同时，还会研制备份星。几颗卫星形成卫星星座，这其中有几颗工作星，几颗备份星，如果某颗卫星出现故障，备份星便可以填补空缺。还有一种情况就是，故障后再发射备份星。此外，我们运行过程中如果出现问题，当年制造我们的厂商也不能撒手不管。我们如果要调整姿态和轨道，这些都需要制造商的技术支持，相当于售后服务。运输费、发射费、保费，每项都不低虽然亚太系列卫星基本上都在法国生产，但卫星的发射却往往不在法国。我和亚太6号就都是在中国大陆的西昌卫星发射中心发射升空的。从生产地到发射地，我们必须经过长途跋涉。而作为高端装备，我们的运输要求也很高。在我之前（2007年）发射升空的绕月人造卫星“嫦娥一号”，首先乘坐大型运输机从北京起飞，然后降落在西昌机场，而从西昌机场到基地的60公里旅途中，按照要求，在运输过程中，卫星的垂直颠簸和横向颠簸都不能超过0.4g，换言之，在承载卫星的大板车上放置一个空的易拉罐，前行、刹车、转弯都不能移动或者倾倒，否则就是失败。当年我从法国被运送到中国，长途跋涉，选择的是比较保险的水路。为我们亚太系列卫星提供发射服务的，基本上都是中国航天旗下的中国长城工业总公司，选用的也是我们熟悉的搭档——长征系列运载火箭。“中国长城工业总公司负责申请发射许可牌照，经过许可就可以发射。”卢建恒表示，算上这笔运费，我在中国发射的成本，还是比在欧洲发射低。我当年的发射费用就在7000万美元左右。不过，发射费用远比不上保险费用。我们身价不菲，而且费时费工，万一出点什么事，可不是什么小数目。所以，投保是肯定的。卫星运营商给卫星发射买保险，叫保险采购，采购过程中，运营商一般会聘请保险经纪人，为其安排卫星保险业务。2005年，我的“哥哥”亚太6号发射时，卫星发射及在轨保险采取的是国内外保险商共保的形式，国内由人保财险、中国再保险、平安产险等11家公司参加，总保额达1.75亿美元，而亚太控股当时也同时聘用了国内的江泰和美国达信共同担任保险经纪人。到了2012年，我发射的时候，中国人保财险成为首席承保人，承保了卫星发射以及一年在轨保险，保额达2.55亿美元，承保比例达88.24%。同时，中国人保财险还作为首席保险人组织国内保险公司承保了本次发射项目的火箭发射前保险、意向点火和起飞保险、发射第三方责任。使用率越高，运营商赚得越多发射成功之后，我们就归卫星运营商控制了。我所在的亚太通信是1992年在香港成立运营的。据卢建恒介绍，在香港，商业卫星公司的成立需要一定的条件。它需要向香港电讯管理局申请卫星的运营牌照和外太空牌照。是否能够拿到这些牌照，需要看其背景，看其有没有相关经验，还有就是要看其有没有足够的财力。卫星运营商主要靠提供服务收取租金或使用费。在商业化运作的过程中，亚太控股会主动跟市场广播商、电信运营商等客户联系，与他们签订服务合同。亚太控股每年按照客户租用频道，收取相应的费用。我们亚太系列卫星的控制中心在香港，亚太控股通过位于香港大埔的卫星测控中心，对我们的系统进行操作，并提供各种转发器、广播及电讯服务。卫星转发器，安装在卫星上面，我的身上就有56个。作为无人管理中继站，以实现远距离通信的装置。主要作用是接收来自地球站的微弱信号，变换频率和放大后再发回地面。简而言之，“相当于我在中国，你在美国，我要发一个信号给你，我这边需要有一个上行天线，把信号发到卫星上，卫星用转发器接收我的信号，然后再转到你那儿去，然后你用一个下行的接收机接收这个信号。转发器就是这么一个东西，先接收，再发送。”上述航天专家介绍道。卫星的使用率越高，合约越多，运营商也赚得越多。截至2012年年底，我和亚太6号卫星、亚太5号卫星都有着较高的使用率（70%以上），我的使用率为74.6%。我在保持亚太2R卫星原有市场份额和主要客户的同时，还在亚太、中东和非洲等国家和地区增加了新的客户及销售量，并且同一些国际著名的电视广播媒体达成了转发器长期服务合约的续签。这些客户里就有美国国防部。2012年5月，美国国防部与亚太控股签署合约，租用了我，为美军非洲司令部提供通信服务。对此，美众议院共和党议员迈克·罗杰斯在听证会结束后，立即发表声明说，租用中国卫星会严重威胁美国军事情报安全。但美国国防部仍打算续约，把租期延长3年。在大家的日常生活中，中央电视台、深圳电视台等全国各地许多电视台节目的顺利转播，以及2011年深圳大运会的电视节目转播，都离不开我的工作。报废后成为“空间碎片” 虽说据媒体报道，我的设计寿命超过16年，但总有一天，我会走向报废，变成太空垃圾，从而被新的卫星顶替。报废的卫星，比较规范的说法应该是“空间碎片”，它们中的一部分会进入大气烧毁，而对于那些残存的碎片，中国科学院月球与深空探测总体部、嫦娥二号地面应用系统总指挥、总体部主任刘晓群曾表示，我国的监测网络会对它们进行编号，以10厘米为界划分，超过10厘米的被称为大件。现在，我国给予编号的已经达到1万多个。所以，请大家放心的是，我们生来是为大家服务的，报废了也不会给人民群众添麻烦，不会去撞地球的。卫星产业不再是欧美独占的地盘《中国经济周刊》记者朱梓烨赵剑云| 北京报道国家无线电监测中心数据显示，截至2012年8月，全球在轨卫星数量突破1000颗大关。研究国外航天发展的专家蒋宇平向《中国经济周刊》介绍，目前，在漫天星空中，以营利为目的的商业卫星的数量为570颗左右。这些商业卫星，绝大部分都是商业通信卫星，此外还包括商业遥感卫星、导航卫星等。美国卫星工业协会（SIA）《2012年全球卫星产业状况报告》数据显示，截至2012年5月，商业通信卫星占全球卫星的38%，遥感卫星和导航卫星分别占10%和9%；军事通信和监视卫星占18%；民用通信卫星占11%。按美国卫星工业协会划分，卫星产业分卫星制造业、发射服务业、卫星服务业和地面设备制造业四大领域。卫星产业是电信产业和航天产业的交集，2001—2011年，全球卫星产业收入增长175%。2011年，全球电信产业规模总值达到42300亿美元，航天产业达2898亿美元。卫星产业以1773亿美元的市场规模占全球航天产业的61%，占全球电信产业的4%。其中，卫星服务业收入1077亿美元，占比61%。卫星制造业收入119亿美元，占比7%；卫星发射业收入48亿美元，占比3%；地面设备制造业收入529亿美元，占比30%。我们常说的卫星产业，主要以商业卫星为主，但随着卫星制造公司日渐承担军事、政府、科研等类卫星的制造，军队国防更多地租用商业卫星服务，卫星产业的界定也越来越模糊。卫星制造：欧美寡头垄断不变从1965年美国休斯飞机公司研制的全球第一颗通信卫星晨鸟1号发射升空算起，几十年间，全球的商业卫星制造产业一直处于欧美寡头垄断的局面。美国卫星工业协会（SIA）发布的《2012年卫星产业状况报告》显示，2011年，全球卫星制造业收入规模达到119亿美元。美国公司制造的卫星数量约占全球的22%，但其产生的收入却约占全球的52%。欧洲的份额紧随其后，占到32%。如今，美国的波音公司、洛克希德·马丁公司、劳拉空间系统公司鼎足而三，欧洲的泰雷兹阿莱尼亚宇航公司、阿斯特里姆公司也是全球卫星制造商中的佼佼者。尤其是近些年，欧美公司通过整合上下游业务、创新营销策略、股权买卖，逐渐发展壮大，欧洲公司拉大了与传统制造国俄罗斯之间的差距。不过，其他国家的卫星制造商正在进入国际市场，2011年，亚洲的份额已经占到15%。日本三菱电机公司、俄罗斯信息卫星系统—列舍特涅夫公司和中国航天科技集团公司，也在商业卫星市场占据了一定的份额。中国卫星通信市场的发展，可以给中国通信卫星制造商带来发展空间，但解决中国卫星通信应用和通信卫星制造水平之间发展不匹配是个两难的问题。国内卫星通信运营商首选美国和欧洲卫星，国际或地区卫星运营商更是如此。与此同时，我国通信卫星制造还面临供应商卖方市场。日本有关键零部件的供应优势，中国卫星制造技术，需要通过与欧美的技术合作来提高。然而，中国不得不面临美国的出口管制。上世纪90年代末以来，美国一直对商业卫星出口实施管制，意在确保“国家安全利益”。但是，出口管制招致卫星产业界的不满，他们认为，1999—2009年，出口管制导致美国卫星销售量大幅下滑，减少了2.7万个工作机会，对美国航空航天公司造成210亿美元的销售额损失。今年1月，美国总统奥巴马签署了《2013财年国防授权法案》，废除了卫星出口贸易一刀切的管制政策，卫星出口过度管制时代结束，这将大大增强美国在卫星领域的全球竞争力。然而，美国此次卫星出口管制改革并未放松对中国的限制。因此，改革一旦实施，中国的技术和进口仍然被封锁，而且还要面对美国更强有力的竞争压力。发射服务：中国发射抗衡美国美国《2013财年国防授权法案》放宽了卫星及相关物项出口管制，但对中国仍保持严控：禁止对华出口、再出口或转移，也不允许在中国发射。多年以来，美国一直想把中国排挤在“卫星发射俱乐部”之外。2006年，美国政府宣布冻结包括中国长城工业总公司（中国政府批准的经营卫星商业发射服务、卫星整星出口及开展国际空间技术合作业务的唯一商业机构）在内的4家中国企业在美国的资产，并列入美国制裁公司名单；2007年7月，美国商务部推出对中国高科技出口的最新管制条例，在航空和航天领域进一步加强对中国出口的管理。美国乔治·华盛顿大学空间政策研究所主任约翰·劳格斯登曾对媒体表示：“美国的出口限制减少了中国的商用卫星发射机会，使中国只能发射自己的通信和商用卫星以及技术不受制裁规定限制的一家欧洲公司的卫星。” 这也使得与卫星发射相关的金融、法律、风险管理等领域的生意一度被欧美保险等行业垄断。近些年，中国凭着良好的性价比，力拓亚非拉市场。1990年4月7日，长征三号运载火箭把“亚洲一号”卫星准确地送入预定轨道，从此拉开了中国国际商业卫星发射序幕。2007年，中国为尼日利亚发射了一颗完全由中国制造的通信卫星。截至2012年，我国已实施国际商业发射35次，发射了41颗卫星。 SIA报告显示，2011年，美国发射服务收入为19亿美元，占全球份额的39%，欧洲、俄罗斯和亚洲的发射收入占全球份额分别为25%、19%和17%。随着日本、印度等国的崛起，以及美欧等私营航天企业的介入，如SpaceX公司研制的法尔肯系列运载火箭，“中国运载火箭原本在国际发射市场的高性价比优势已不突出。” 中国运载火箭技术研究院党委书记梁小虹今年3月接受媒体采访时透露，中国运载火箭技术研究院正在实施国际化战略，将力争2020年国际商业发射市场份额由目前的3%提高到15%。军事专家宋晓军指出，2012年中国发射卫星的次数首次超过美国。虽然美国总体的卫星资源还是世界第一，但最起码在发射服务产业，中国航天已后来居上。卫星服务：中国卫通力争国际一流在全球卫星产业中，卫星服务业的占比最大。卫星服务业包括消费服务、卫星固定服务、卫星移动服务、遥感业务和航天飞行管理服务。其中，消费服务包括卫星电视业务、卫星音频广播业务和卫星宽带业务；卫星固定服务，包括转发器协议和管理网络服务；卫星移动服务包括移动数据业务和移动话音业务。其中，消费类的卫星直播业务/直播到户业务收入又占卫星服务业总体收入80%以上。放眼全球，亚太控股公司只是一个区域性的商业卫星运营商。在它背后，还存在着众多商业卫星大佬。其中，最为著名的当数国际通信卫星公司（Intelsat）、欧洲卫星公司（SES）、欧洲通信卫星公司（Eutelsat）三家公司。这三家公司连续多年蝉联卫星固定通信业务运营商收入排行榜前三名。在早前，就有数据显示，这三大公司占全球卫星固定服务业市场转发器出租容量的60%、总收入的65%。国际通信卫星公司和欧洲卫星公司，各自拥有超过40颗的卫星舰队。他们的收入也都在20亿美元以上。目前，全球从事地球静止轨道通信广播卫星运营的公司有40家左右。除了上述三大商业卫星运营商之外，俄罗斯卫星通信公司、中国卫星通信集团有限公司（下称“中国卫通”）、日本的天空完美日星公司、印度空间研究组织也是重要的区域性卫星运营商。这些公司掌握的卫星大都集中在5至20颗之间。其中，中国卫通官方网站显示，其掌握的卫星资源有13颗。此外，像印尼、泰国、马来西亚这些没有发射卫星能力的国家，也存在着一些商业卫星运营商。不过，他们在商业卫星市场上占的份额并不大。在整个商业通信卫星产业里，欧美卫星运营商在这整个卫星服务产业中占据着主导地位。早前，由于各种非正常原因，中国的卫星运营商普遍发育迟缓、成长缓慢。直到2004年4月，中国卫通的全资子公司中国通信广播卫星公司都没有在轨卫星，仅靠美国劳拉公司的三个卫星转发器维持运营。与此同时，由航天工业总公司（现航天科技集团）等单位投资组建鑫诺卫星通信有限公司（下称“鑫诺公司”），也只从法国进口了一颗通信卫星。 2009年4月10日，中国卫通重组并入中国航天科技集团，由原来的六大基础电信运营商之一转为专业的通信卫星运营服务公司。重组后，航天科技集团以中国卫通为平台对集团公司内部的卫星运营和应用业务资源进行了整合，先后将所持有的鑫诺卫星公司、亚太卫星公司、中宇卫星移动通信公司股权注入中国卫通，完成了中国卫通所属鑫诺卫星公司、直播星公司的股权整合和资产划转，实现了卫星运营业务的集中管理、统一运营、资源共享和协同发展。至此，中国卫通成为我国境内唯一的通信卫星运营商。中国卫通在国际上的排名也由名不见经传到上升为第8位。在日益壮大的商业卫星市场中，中国企业也期待着有更大的作为。根据此前中国航天科技集团的规划，到2015年，“中国卫通将拥有15颗通信卫星，营业收入将达到160亿元，成为亚洲第一、国际一流的卫星运营公司，提供面向亿万用户的天地一体卫星通信广播特色化运营服务。”中国卫通总经理卓超表示。而在卫星导航方面，美国的GPS（全球定位系统）占据中国95%的份额。如今，俄罗斯、中国、欧盟相继开发出自己的导航系统。中国的北斗系统2003年建成一代，2012年二代完成亚太地区组网，下一步，北斗将对导航产业进行“商业窥探”。除了运营服务这一块，包括上游导航与卫星制造和中游的终端产品，中国整个卫星导航产业在2012年已经超过1200亿元，将来可能会突破5000亿元。虽然导航在整个商业卫星产业中，份额很小，但导航终端目前是商业卫星地面设备制造业的主要组成部分。地面设备制造业包括网络设备和消费设备。其中，网络设备主要包括信关站、控制站和甚小孔径终端（VSAT）；消费设备主要包括卫星直播业务（DBS）接收天线、卫星移动终端（包括卫星电话）、数字音频广播服务（DARS）设备和GPS独立硬件。消费设备占地面设备制造业的84%，而独立的导航设备销售量占消费设备市场的70%。因此，中国北斗未来在商业领域大有可为。商业卫星军用化是趋势事实上，军队租用商业卫星早已不是什么新闻。2011年，美国国防部一半的卫星通信能力来自于商业卫星。卫星通信在军事中起着越来越重大的作用，但其最大的问题就是价格昂贵。在需求激增的情况下，美国军方最可怕的噩梦是配备大量卫星通信设备投入作战时，却发现没有足够的商业卫星通信容量可以使用。美国国防部每年不得不花费数十亿美元来购买商业卫星的能力。对于卫星运营商来说，商业卫星军用化也能将卫星的利用最大化。他们尝试的办法之一就是“宿主搭载”模式，即将军用传感器或转发器搭载在商业卫星上。英军一直使用“天网5号”卫星，这是英国国防部与欧洲最大的卫星企业法国阿斯特里姆公司，以及移动信息科技的领头羊意大利逻捷克公司一起签订的合同，以满足英军2020年前的卫星通信需求，并将通过租借超高频和特高频转发器取代老化的北约4型卫星。同时，“天网”还为澳大利亚、加拿大、法国、德国、荷兰、葡萄牙和美国的军方提供通信服务。但商业卫星的安全性和保密问题一直为人所诟病。为防止卫星图片被恐怖分子利用，美国政府对图片销售作了严格规定。如在对阿富汗军事打击后，重金买断了某商业卫星公司在打击期间所拍摄的阿富汗的所有图片。商业卫星也利用一些加密手段，如采用安全部门批准的加密算法保密数据，或配备安全设备，或隔离与商业通信的关口，将安全隐患尽可能降到最小。尽管被质疑严重威胁美国情报安全，但美国国防部此次租用中国的亚太7号，也被他们自己称为“满足驻非美军的唯一选择”。过去10年，美国政府卫星项目的成本大幅超支，自身的卫星资源又难以满足，美军不得不更多地租用商业卫星。2012年，美国国防部租用亚太7号，为期1年，租金为1070万美元。性能优异、设计独特、价廉物美，高性价比的中国卫星赢得了美国的青睐。有美国网友调侃：“华为不能在美国卖手机，但我们却使用中国的卫星传递军事信号？太神奇了！” 随着卫星产业的发展和中国工业化的进步，中国的卫星产品和服务将越来越具有世界竞争力，将会有力地撼动欧美卫星产业的独立王国。; 3759 次阅读|0 个评论

瑞士研发卫星清理太空碎片——发动机、机械臂、返回大气层是关键: xiaguangqing 2012-2-21 09:45; http://www.stdaily.com/kjrb/content/2012-02/21/content_429959.htm 科技日报讯据美国物理学家组织网近日报道，瑞士科学家将发射一颗专为清除散落于太空轨道上的垃圾碎片而特别设计的“清道夫卫星”。　　瑞士洛桑联邦高等理工学院（EPFL）瑞士空间中心正在兴建造价约1100万美元、被誉为“ 清空一号”（CleanSpace One）的卫星家族的首颗卫星。这颗卫星将在3年到5年内发射，其首要任务是去攫取瑞士分别于2009年和2010年曾发射升空的两颗卫星。　　美国国家航空航天局说，在环绕地球的轨道上，有超过50万个报废火箭、卫星碎片及其他杂物。这些残骸以每小时接近2.8万公里的速度飞驰，快得足以摧毁或损坏卫星或航天器，这样的碰撞还会产生更多的碎片飘飞在太空中。EPFL的教授、宇航员克劳德尼科里埃尔说：“意识到太空碎片的存在及其叠加的运行风险非常必要。” 　　EPFL的科学家称，建造这样的卫星意味着得过三大技术关卡。首先是应对轨道问题，该卫星应能够调整其路径与目标保持一致。研究人员在实验室寻找到一个新的超紧凑型发动机来做到此点。接下来，卫星需要在较高速度中紧紧稳抓碎片而不出现闪失。科学家们正在研究一些植物和动物如何紧握东西的技能，并以此作为备用模式。最后，“清空一号”可以去抓获太空轨道中的碎片或废弃卫星，将其遣返地球大气层燃为灰烬。　　瑞士航天中心主任福尔克盖斯说，将来会尽可能地设计出具有可持续性的多种类卫星，以提供和出售这种专门清理空间碎片的卫星家族的全套现成系统。（华凌）; 5000 次阅读|0 个评论

戏说两行根数及其八卦: 热度 3 slrseer 2010-1-8 21:07; 本文来自于个人立场，是一家之言，有不对的地方，请看官“尽到提醒的义务”，多加指正。概述：SSN 空间监视网络简介(来自网络信息)； TLE-SGP 体系的简介(来自网络信息与公共文献资料)；个人看法(个人观点)；行业八卦(最不靠谱的部分)。 1, Space Surveillance Network (这一部分详见 en.wikipedia.org 的 'United States Space Surveillance Network' 条目) http://en.wikipedia.org/wiki/United_States_Space_Surveillance_Network 顾名思义，空间监视网络就是监视空间的。美国SSN的任务是探测、跟踪、编目和识别围绕地球运行的各种人造物体，如：好坏卫星，用过的火箭体和前两者破裂产生的碎片。防止轨道物体再入引发反导系统的误警报，为将来的反卫星武器提供制导和损害评估。探测手段是在世界范围内利用专用的、附属的和雇佣的光电、被动射频和雷达设施组成网络。苏联在1957年发射的人造卫星引起了“美帝国主义的恐慌”。虽然此时美国也在研究人造卫星和近地轨道跟踪的技术，但是在Sputnik I 上的实践表明当时的系统minitrack 不可靠，因为它只能跟踪那些发射合作频率的无线电信号的卫星(其实是为美国自己的首发卫星Vanguard准备的)，而Sputnik I 没有使用合作频率。实践是检验真理的唯一标准。之后，美帝国主义痛定思痛，经过周密计划和反复试验，最终形成了多手段，多基地，全球性，天地结合的观测网。 2 TLE+SGP 现在进入正题。观测问题有钱就能解决，数据处理又成了难题。观测到卫星的瞬时位置和速度，理论上讲可以计入所有已知摄动力，(数值)积分动力学方程，算出该卫星的星历。但是由于计算能力的限制，这样很困难。（还记得吗，ENIAC最初是为了计算炮弹在空气中飞行的落点？那也是要积分的。）如果不管摄动力，则早就有二体运动方程的解，可以仅用6个轨道根数代表，但是精度又太差。折中的办法是，选择摄动力中主要的几项，想办法求出解析解，构造无需积分的星历算法，这样就在速度和精度之间找到了平衡。减少了考虑的摄动力的个数，这就叫做“简化摄动”。因为它试图适用于所有轨道物体，所以叫做“简化一般摄动”-Simplified General Perturbation. 使用SGP模型，卫星轨道信息只用一组六个“根数”就可确定；模型中并另附一个Bstar数，是吸收误差的经验项。历元时刻，等价的六个根数，Bstar。这就是NORAD elements, 因为每条记录占两行，每行69列，所以又叫做两行根数，Two Line Elements. SGP Hilton, C.G. and Kuhlman, J.R., “Mathematical Models for the Space Defense Center”, Philco-Ford Publication No. U-3871, 17—28, November 1966 一直以来，大气阻力总是近地轨道上最令人头痛的摄动力，因为顶层大气十分复杂，分布不均匀，流动也难说规律，最要命的是几乎没办法实测它。SGP所采用的阻力模型表现不佳，所以SGP的精度也不高。在1965年，Lane 发表了针对球对称-指数密度大气（名字虽长，却是一个非常简单的大气模型）的卫星运动解析解。1969年，Lane and Cranford 又在此基础上加入直到5阶带谐项摄动力（就是考虑地球不是很圆的情况）。Hoots 与Lane 合作，从模型中提炼出算法，发表于1979年。 SGP4 Lane, M.H. and Hoots, F.R., “General Perturbations Theories Derived from the 1965 Lane Drag Theory”, Project Space Track Report No. 2, December 1979, Aerospace Defense Command, Peterson AFB, CO. 同年，Hujsak 发表了考虑日、月和非球形地球共同作用下卫星在“共振”轨道上运动的“限制性四体问题”的（解析）解。（第四体是地球非球形部分。）这解决了长周期轨道（远地轨道，“深空”轨道）的共振问题。 Hujsak, R.S., “A Restricted Four Body Solution for Resonating Satellites with an Oblate Earth” AIAA Paper No. 79-136, June 1979. 1980年，Hoots 对去年的成果经过一番揉搓（主要是换用另一种积分手法），独自发表了与SGP4完全等价的“新”理论。 SGP8 Hoots, F.R. (1980), “A Short, Efficient Analytical Satellite Theory”. AIAA Paper No. 80-1659 在1980年年底，（不觉得有点匆忙吗？）Hoots and Roehrich 总结上述结果，发表了全套算法(SGP，SGP4,SDP4,SGP8,SDP8)，确立了官方标准。其中： SGP和SGP4是不同的模型，SGP4和SGP8是同一模型的不同实现，Deep Space Routine 以增强件形式加到后两者上。 SGP is alone. SGP4 + DeepSpace = SDP4 SGP8 + DeepSpace = SDP8 著名的STR#3就这样出炉了。 Hoots, Felix R., and R. L. Roehrich. 1980. “Spacetrack Report #3: Models for Propagation of the NORAD Element Sets”.U.S. Air Force Aerospace Defense Command, Colorado Springs, CO. 3.个人看法在那个年代，存储空间和机时是昂贵的。有全球观测网络的支持，TLE－SGP结合达到的定轨－预报精度可达到公里量级，是一种了不起的成就。这个精度对于反导任务来说是完全足够的，在当时的空间环境下进行常规的碰撞规避也是够用的。计算机发展到今天，基于TLE－SGP的全局的碰撞预警甚至能够在一台微机上运行(SOCRATES)。这实在是一种了不起的成就。但是，我们应当看到，这套体系，往小了说已经年届三十，往大了说，它用的还是1965年的静态球对称大气的模型，已经十分陈旧，不可能再通过修修补补来提高精度了。实践中，基于它的SOCRATES发出的碰撞预警难辨真假，卫星管理人员不愿采信，以致于发生了美苏卫星相撞的事件。有人称这是亿万分之一（或者类似说法）的可能，但是要知道，LEO is a jungle. 在低轨道上，每天有无数对物体相互擦肩而过，同时由于大气阻力的影响，要确定其轨道绝非易事。纵使单个碰撞事件确实稀有，试验如此多次之后就成为必然。事实上，有据可查的碎片相撞已发生多次，有SOCRATES为证。在空间碎片问题上，也说说小美的两面派做法。一方面，在美苏太空的时代，两家争先恐后发射卫星，近地空间拥挤的现状多是那时造成的，只是这个问题当时还不为国际所关注。现在中国在空间日渐活跃，小美就打出空间碎片的牌来制造舆论，意图推动技术要求十分苛刻的太空利用新国际标准，包括发射过程的碎片控制，失效载荷的处理措施等等，就像国际贸易的环保壁垒一样，想以此打压中国等发展中国家利用太空的努力。小美打得最响的牌是风云1C反卫星实验事件，据报道此实验产生了一万多个碎片；两年过去了，现在驻留在轨道的不过几千。而且这种实验，美国军方应该也是进行过的，但是难觅证据。这就是说，美国人在空间技术发展阶段留下的烂摊子想让大家分享，这是很不公平的。另一方面，美国人(NASA,AFSPC,NORAD)开发了更新、更精确，适合当今时代的up to date 的算法和软件之后，把30年前的旧货色抛给刚刚入行的第三世界空间技术学人。基于TLE－SGP的研究，围绕着collision avoidance等热门方向生成了蒸蒸日上的泡沫。可是，这也是没有办法的事情，因为TLE背后是唯一的全球性观测网以及大量的观测数据。我们必须看到，不能依赖美国人抛给的旧货色，要研发自己的解析/半解析定轨软件，建立自己的空间监视网络。太空俱乐部的后起之秀应当联合起来共同打破这一垄断。 4.行业八卦有一个公司名叫AGI，它旗下有四个域名，分别是 agi.com, stk.com, celestrak.com, centerforspace.com 。其中 stk是该公司的主打产品，是类似于MSwindows和MSoffice那样的“绅士淑女”软件，很受不想编程的人们所欢迎。它所用的轨道预报算法就是基于TLE－SGP体系。这一套东西不可能讨真正懂行的人们喜欢，因此为了制造舆论和氛围，celestrak.com 发布了很多基于SGP4的论文和源代码，还提供TLE数据库的镜像。主力干将V某,A某,K某装作牛人，频繁参加学术会议，每会必到，为的就是扩大影响力，忽悠行业中的新手，为产品推广作准备。 centerforspace.com 是agi资助的机构CSSI(center for space standard and innovation)的网站，它的名字看似官方机构，其实是民科。当然，实践证明他们发表的结果是对的，代码也是能用的；用于发发论文繁荣学术再好不过，如果要付诸长期的实用则还请三思而行。结戏说只是戏说作者声明：以上所述及个人、团体、机构名称均为化名，如有雷同纯属巧合！本文仅供娱乐，作者不对以上内容的真实性/可重复性/可验证性负任何直接或间接责任！ (2012.03.02增补)------------------------------------------------------------ 【注1】维基百科 Project West Ford; 个人分类: 行业趣闻|12442 次阅读|5 个评论

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标签: 空间碎片

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