国内首个物联网星座初步实现组网运行
发布时间: 2019-08-19

 
     

                                                                                             来源:科技日报作者:操秀英


8月17日12时11分,酒泉卫星发射中心,天启·沧州号(又名“忻中一号”)卫星由首次发射的捷龙一号商业火箭成功送入太空。该卫星是天启星座的第三颗业务星,它的成功入轨,标志着天启物联网星座实现初步组网运行。

当日13时47分,卫星按预定轨道和时间过精河测控站,地面顺利收到卫星遥测信号,遥测显示卫星按程控正常运行,成功完成所有既定动作。后续,将继续展开卫星在轨任务计划。

撬动万亿物联网市场

天启·沧州号由北京国电高科科技有限公司(以下简称“国电高科”)研制。

据悉,作为我国第一个实现组网运行的物联网星座,“天启星座”采用更高效的通信体制和频谱效率,力求为用户提供可靠、经济的卫星物联网服务和行业解决方案的重要成果。天启星座由38颗低轨道、低倾角小卫星组成,其中36颗采用轨道高度900km、轨道倾角45度,每一轨道面6颗卫星,共6个轨道面;另外还有2颗太阳同步轨道卫星。

国电高科已取得相关主管机构颁发的卫星通信频率许可证和增值电信业务经营许可证,成为目前国内民营企业当中唯一同时拥有此类资质的企业。

天启星座初步组网运行后,时间分辨率将达到4小时(即能够支持全球任意地点一天6次信号传输)。据悉,今年年底前,天启星座还将陆续发射5颗卫星,届时时间分辨率可达到一小时内,满足星座规划40%业务量的需求,并计划于2020年完成全部38颗卫星的发射组网,达到全球业务实时覆盖能力。

物联网作为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,产生通信网之后的另一个近百万亿级市场。而麦肯锡报告指出,天基物联网也将达到数万亿级市场规模。

国电高科董事长吕强指出,到2021年前,全球将有超过200亿台物联网终端,仅硬件市场的产值就会达到3.4万亿美元。如果天基物联网在其中占有10个百分点的份额,绝对值也将达到3400亿美元,几乎可以和今天整个全球航天产业的年产值比肩(按照美国卫星产业协会发布的报告,2018年全球航天产业总产值为3600亿美元)。如果把通信服务、增值服务收入考虑在内,天基物联网的产值将有更大的想象空间。

卫星物联网产业发展迅速,以中、美为代表的各宇航企业规划了几十个低轨卫星星座,依托低轨星座具有覆盖广、低延时、高可靠性等特点,提供低成本、高效能的卫星物联网服务。“天启星座”作为中国天基物联网建设的先行者,率先撬动这一万亿级市场,对我国航天事业特别是商业航天事业具有重要意义。

据悉,随着天启星座的组网运营,在陆续完成海洋牧场、水文监测等行业的示范性应用之后,将继续在集装箱运输监测、国家电网监测、环境监测、森林防火监测、农业物联网监测等数十个不同应用领域开展卫星物联网星座的示范性应用和初步规模化商业运营,为后续天启物联网星座的全面商业化运营打下坚实的基础。


天启星座运行模拟图(由受访者提供)

开创卫星通信百毫瓦时代

“万物互联”,“联”是基础和前提。目前,地面运营商网络仅覆盖陆地的20%,即有人活动的区域。作为物联网主战场的许多应用场景却发生在地面运营商不能覆盖的这80%陆地及海上和空中,且终端常呈分散状分布。而全球覆盖的低轨通信星座恰好能解决这个痛点。

同时,物联网服务要求小型化、低功耗、低成本,其中,终端的收发功率对物联网应用来说极为重要,决定了物联网应用的成本和效率。而卫星运行在距离地球几百至三万多公里之外,由于信号微弱,卫星应用行业一直以来的痛点是重量大、功率高、价格高。在这一轮商业航天热潮中,亟待创新者解决这一矛盾。

天启星座的一大亮点正是在技术上实现了百毫瓦级终端的突破。传统的卫星通信终端,都难以做到1瓦以下的功率级别,天启星座的目标是通过独特的通信体制将终端发射功率控制在100~500毫瓦,通过对今年6月发射的天启三号卫星进行在轨测试,在低倾角的条件下,终端发射功率仅需500毫瓦仍然能保持90%以上的接入成功率,并行用户接入数量也满足设计要求。这个功耗水平基本与地面移动网解决方案的物联网终端相当,从而为天基物联网的应用开辟了广阔前景。

国电高科表示,其研制中的50kg级卫星,对应的终端功率有望降低到100毫瓦甚至更低,大大低于目前所有卫星通信的功耗水平,逼近地面网络通信水平。



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