汇点快讯 数万颗卫星正计划在距地球200至2000公里的低空轨道发射升空，各国卫星互联网争夺战一触即发。 布满“星座”的天空，或许是未来实现万物互联的重要一环。 面对先入轨先入为主的原则，我国也在积极布局低轨卫星互联网建设。 国家发改委今年首次将卫星互联网纳入我国“新基建”范围，卫星互联网再次升温。 酷暑之下，不乏冷思。 科技界和产业界人士提醒，如何突破卫星互联网应用和盈利的空白和难点，系统构建卫星互联网安全防御体系，值得深入探讨。

LEO 卫星星座

把地面基站打上天

10月25日上午，美国民营企业太空探索技术公司（Space ）再次使用猎鹰9号火箭发射了60颗“星链计划”卫星。 迄今为止，规模宏大的“星链计划”共发射了893颗卫星。 卫星，其未来目标是发射4.2万颗卫星，为全球数十亿用户提供卫星互联网服务。 “星链计划”建设低轨通信卫星星座的想法其实并不是一个新概念。 “通俗地说，低轨通信卫星星座就是将地面基站送上天，实现全球无缝网络通信。” 南京航空航天大学宇航学院康国华教授告诉记者，早在1997年和1998年，美国铱星公司就发射了66颗人造卫星，用于手机的全球通信。 这些人造卫星被称为“铱星”。 通信用卫星。”但尴尬的是，当“铱星”用了10年时间，66颗卫星组网投入运营时，地面蜂窝移动通信技术已经崭露头角，并借助稳定的信号和低廉的价格，迅速占领“铱星”是为市场而生的，“地面上的每个基站就像一盏灯，照亮一片区域，只要信号覆盖就可以实现无线通信。”康国华说，相比地面上的基站建设，地面上，整个星座的建设和维护成本太大，”“铱星”项目最终破产，低轨卫星通信逐渐淡出人们的视线。 近年来，低轨卫星星座组网的复兴，得益于航天技术在低成本再利用方面的重要突破。 康国华表示，实现火箭可重复使用技术后，卫星发射成本将大幅降低，组网周期将迅速缩短，维护成本也将相应降低。 “早期的卫星发射成本居高不下，甚至达到了卫星本身成本的一半。火箭通常一次发射一颗卫星，比如一吨重的卫星进入轨道，成本在1000万美元左右。当火箭重复使用，一箭发射多颗卫星后，每颗卫星的发射成本将大大降低，甚至可以达到原来的1/10。” 随着成本的降低，低轨卫星组网技术再次被激活。 “由于没有重复使用火箭来降低发射成本，而且由于星座投资的长期性，目前除美国以外的所有国家的星座计划都进展缓慢。” 600 多颗小卫星进入低轨道，创建覆盖全球的高速电信网络。 但部分卫星发射后，由于利润低于预期、投资前景不明朗以及新冠肺炎疫情的影响，与其最大投资方日本软银的20亿美元投资谈判破裂并申请破产.

在我国，中国航天科技和中国航天科工集团两大集团在2015年分别启动了各自的低轨通信项目“鸿雁星座”系统和“鸿运计划”，几乎与中国同期启动。星链项目。 发射了一些验证卫星。 康国华认为，除了技术和成本上的差距，低轨卫星通信星座在应用场景和盈利模式上也面临着差距和困难。

卫星网络和 5G

是互补的而不是替代的

“随着市场需求的存在，技术才能不断迭代进化。” 康国华认为，美国、澳大利亚等人口大国更迫切需要基于低轨通信卫星星座的卫星互联网。 “卫星的优势在于站得高，看得远。与地面基站相比，卫星覆盖范围更大，用户也更多。” 康国华举例说，在美国的一些偏远地区，人口密度很低，地面基站建设难度很大。 不经济的低轨道卫星互联网可以作为一种灵活的、低成本的替代无线接入方式。 那么卫星互联网与地面基站和海底光纤组成的互联网是否存在竞争关系呢？ 康国华表示，两者应该是相辅相成的。 目前，星基互联网在航空、航海、沙漠等无人区应用场景更具优势——无需铺设基站； 但在人口多的大城市，基站本身就已经铺好了，可以覆盖室内和楼宇，信号更稳定，比卫星上网更有优势。 低轨卫星通信网络也存在带宽受限、信号时延等问题。 带宽限制，在保证一定码率的前提下，对用户数量是有限制的。” 康国华说，简单来说，当用户过多时，最直观的影响就是网速。 “此外，每颗卫星的传输时间可能很短，大约只有几分钟；只有足够多的卫星不断中继才能保持信号持续。” 因为高铁速度很快。 当手机刚刚连接到某个基站的信号时，高铁很快就会超出这个基站的覆盖范围，需要连接到下一个基站。 这样会导致手机频繁切换基站，导致信号断断续续。

解决码率和信号时延问题，目前的解决办法是多放卫星，“把星座织得更密”。 “所以星链计划原本涉及12000颗卫星，但计划修改为42000颗卫星。” 对于低轨卫星互联网的未来前景，康国华表示，过去中国更注重卫星领域的技术突破，解决技术是否存在的问题； 目前，随着我国航天水平的不断提高，应用服务能力不断提升，以“盈利”为目的的商业航天也开始发展起来。 在我国“军民融合”政策背景下，国家组织国家电网等企业牵头开展低轨星座组网工作。 通过市场和资本的共同驱动，推动低轨卫星通信网络建设，实现低轨星座落地应用。 据了解，在位于南京江北的北斗产业园，一些企业通过在通信卫星领域的技术积累，开始积极介入这一产业。 低轨通信互联不仅仅是宽带上网那么简单。 业界更看好卫星互联网与物联网的结合，有望形成千亿级市场。 例如，中国移动与吉利日前签署合作协议，共同推进低轨卫星通信、自动驾驶等领域的合作。

未来，卫星网络服务的应用场景也将扩展到许多领域，如政府通信和应急响应系统、远程教育和远程医疗、地面车辆交通互联互通等领域，还可以用于“一带一路”； 此外，卫星互联网服务还可以为跨国公司等机构用户提供不同维度的移动互联网接入服务和全球管理数据服务。 卫星移动服务市场将呈多元化发展，“利基”市场未来可能逐渐成长为大众市场。

热中冷思

资源占用和安全防御问题亟待解决

对于低轨卫星互联网，科学界也有一定的担忧。 比如“星链计划”的4.2万颗卫星会不会造成严重的太空拥堵，威胁到其他航天器？ “每颗卫星都有寿命限制，如果卫星的轨道比较高，卫星发生故障后没有主动离轨措施，只能长期在轨。” 数量会不断增加，碰撞的概率也会增加，并会产生连锁反应，形成一片空间垃圾片。 虽然已经保证卫星有离轨措施，期满后会主动降落大气层燃烧殆尽，但即便如此山东卫星楼宇自控，截至目前统计，800多颗星链卫星中约有3%已发射的仍有约3%的卫星完全失效。 如果联系不上，就会成为“死星”。 甚至有人预测，如果未来不清理太空垃圾，再这样下去，人类可能再也无法将航天器发射入轨，甚至可能锁定太空发展。 这或许不是危言耸听。 除了资源占用造成的空间拥堵，低轨卫星互联网的安全问题也引起了科学界和产业界的关注。 “近地轨道可容纳约6万颗卫星，到2029年，地球近地轨道将部署约5.7万颗低轨卫星，各国抢占卫星互联网空间轨道和频谱资源的形势紧迫。” 日前在无锡举行的2020互联网密码学应用峰会上，北京计算机技术与应用研究所所长袁晓光就低轨卫星互联网安全防御问题进行了探讨。

他介绍，截至目前，我国卫星互联网星座计划中已有10个低轨卫星项目，组网30多颗卫星，项目规划卫星总数达到1900颗。 在此背景下，卫星互联网的安全防御被提上日程。 失去对卫星网络的控制会造成很大的危害。 对卫星的恶意控制将导致服务中断或产生太空垃圾。 袁晓光说，黑客在2008年控制了NASA的两颗卫星，导致一颗卫星充电约2分钟，另一颗充电约9分钟，这是一起典型的卫星安全事件。 此外，卫星的发射和运行受气候和空间环境的影响，安全保密、远程运维、监控升级等难度较大。 他表示，这对密码技术的应用提出了新的要求，“要积极防御，用密码技术支撑卫星互联网安全防护体系，提高卫星互联网数据共享和隐私保护能力，将密码技术应用到卫星全域”。制造、卫星发射、地面装备制造、卫星运营、服务等垂直行业全流程赋能卫星互联网。 袁晓光建议成立低轨卫星互联网安全防御产业联盟，整合安全防御、卫星等领域优势力量，由企业牵头，科研院所、高校、民营企业、运营商等实施具体实施实施，多维创新驱动发展，促进知识快速转化为成果。具有空域攻击特点的灵活动态网络攻防演练基地，为我国低轨卫星互联网发展构筑安全防线。路口记者 杨品平 蔡树文 图片来源 视觉中国

图：广州区管理备份自动化系统试运行

根据广州区管理备份自动化系统试运行批复，水稻备份自动化系统正式开始上线试运行，标志着广州区管理设备保障工作进入新阶段。

为更好适应我国空管业务的快速发展，进一步提升空管自动化系统保障能力，中南空管局技术保障中心及相关部门开始筹备去年初水稻备份自动化系统的各项任务。 2013年9月，技术支持中心完成了广州区管中心水稻后备自动化系统的安装、调试和验收广州楼宇自控系统安装，随后再接再厉，于10月27日完成了系统飞行检查。经过5个月的不间断运行经测试，水稻自动化系统整体运行稳定。 2014年4月16日，在各方努力下，莱斯自动化系统顺利通过了中南空管局安全管理部的试运行安全评估，为系统试运行铺平了道路。

一年多时间里，备份自动化系统的安装、调试、测试、验收工作有条不紊地进行。 技术保障中心会同技术装备工程公司、控制中心、网络中心的技术骨干，积极开展相关工作。 为了尽量减少对现场控制和执勤的影响，大部分项目都在航班较少的深夜进行。 一个人抱怨，没有人抱怨累。 大家的共同努力带来了项目的稳步推进。 水稻后备自动化系统的成功试运行，将进一步提高自动化系统的安全水平，为控制系统的安全平稳运行打下良好的装备基础。