衛(wèi)星頻率及軌道資源管理探究

　　前言

　　衛(wèi)星頻率和軌道資源對一個國家的政治、經(jīng)濟和國防建設具有重要的戰(zhàn)略意義，是世界各國必爭的一種寶貴的戰(zhàn)略資源。目前，各國對衛(wèi)星發(fā)展日益重視，對衛(wèi)星頻率/軌道的需求也日益增長。

　　為合理獲得和有效使用有限的衛(wèi)星頻率和軌道資源，最大程度地爭取和維護我國的合法權益，無線電管理部門需了解國內(nèi)外衛(wèi)星業(yè)務發(fā)展動態(tài)，研究全球特別是亞太地區(qū)衛(wèi)星頻率和軌道的規(guī)劃和需求趨勢，掌握衛(wèi)星頻率/軌道申報和協(xié)調的規(guī)則、程序，分析衛(wèi)星業(yè)務所用頻段的劃分及電波傳播特點等。本文探討了目前國內(nèi)外衛(wèi)星頻率/軌道使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、衛(wèi)星頻率和軌道資源管理法規(guī)及分配機制、衛(wèi)星業(yè)務涉及的頻段等問題，并提出了加強衛(wèi)星頻率及軌道資源管理的對策意見，以期拋磚引玉。

1 衛(wèi)星頻率和軌道資源使用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　　1.1 各國紛爭衛(wèi)星頻率/軌道資源

　　隨著經(jīng)濟和軍事發(fā)展，衛(wèi)星頻率與地球靜止軌道資源日益成為各國搶占的對象。一些國家和組織出于自己利益的考慮，先占領軌道位置及頻率而后發(fā)射衛(wèi)星。然而許多衛(wèi)星僅僅是作了書面登記，成為所謂的紙面衛(wèi)星。

　　就目前國際電聯(lián)（ITU）登記情況看，地球靜止軌道上C頻段通信衛(wèi)星已近飽和，Ku頻段通信衛(wèi)星也很擁擠。近年來，包括日本、印度、韓國、馬來西亞在內(nèi)的亞太地區(qū)的一些國家，紛紛自行或聯(lián)合制造通信衛(wèi)星，搶占軌道資源。各國衛(wèi)星之間出現(xiàn)“撞車”和需要協(xié)調的情況時有發(fā)生。搶占衛(wèi)星頻率/軌道資源，爭奪太空優(yōu)勢，已成為當今世界衛(wèi)星發(fā)展領域的熱點之一。

　　據(jù)資料報道，目前全球在太空的衛(wèi)星約有800顆，其中美國在軌衛(wèi)星400多顆，其它國家300多顆。美國用于情報偵察、預警探測、指揮調度、導航等目的的軍用衛(wèi)星有90多顆，僅軍用偵察衛(wèi)星就有40多顆；俄羅斯擁有近百顆衛(wèi)星，但其中有40％以上已超過服役年限，因而俄國計劃對現(xiàn)有的軍用和民用衛(wèi)星進行技術改造，同時研制和發(fā)射新的軍用衛(wèi)星;歐洲國家共有衛(wèi)星約70顆;日本自1970年至2000年底，共發(fā)射通信、偵察等衛(wèi)星約70顆，目前約有28顆在軌;印度自1975年起，共發(fā)射地球觀測、地球同步通信、太陽物理試驗、廣播電視、遙感衛(wèi)星及軍用偵察等系列衛(wèi)星近20顆;在我國上空東經(jīng)50度至東經(jīng)180度范圍內(nèi)，有90多顆衛(wèi)星，其中使用C頻段的有61顆，使用Ku頻段的有72顆。

　　1.2 我國衛(wèi)星頻率/軌道資源情況

　　隨著衛(wèi)星系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國的衛(wèi)星業(yè)務和應用也日益廣泛。目前我國已擁有通信、導航定位、氣象、海洋和科學實驗等領域的系列衛(wèi)星。自1970年發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號”以來，我國相繼發(fā)射了東方紅2號和3號、中衛(wèi)1號、中星6號、鑫諾1號、亞洲4號、亞太6號等衛(wèi)星。我國在軌靜止軌道（GSO）衛(wèi)星數(shù)量達到18顆，非靜止軌道（NGSO）衛(wèi)星達到11顆，今后五年還計劃發(fā)射各類衛(wèi)星30～50顆。

　　據(jù)統(tǒng)計，我國目前在國際電聯(lián)（ITU）中登記有效的衛(wèi)星網(wǎng)絡資料有200多組（同一軌位以相同名稱申報的為一組），涉及62個地球靜止軌道位置和多種非靜止軌道，并涉及ITU劃分給衛(wèi)星應用的所有頻段。

　　1.3 衛(wèi)星頻率/軌道發(fā)展趨勢

　　未來衛(wèi)星業(yè)務發(fā)展和頻率/軌道需求大體有以下趨勢:

　　* 衛(wèi)星固定業(yè)務將向高頻段、大容量、數(shù)字化、寬帶化、IP化方向發(fā)展;

　　* 衛(wèi)星廣播業(yè)務將具有廣闊的市場前景，并向多媒體業(yè)務發(fā)展;

　　* 衛(wèi)星移動業(yè)務將進一步開發(fā)新頻段，并研究頻譜有效利用技術;

　　* 衛(wèi)星定位業(yè)務和衛(wèi)星導航業(yè)務將從區(qū)域性系統(tǒng)向全球性系統(tǒng)發(fā)展;

　　* 衛(wèi)星氣象、衛(wèi)星地球探測等空間業(yè)務的頻段將向更多、更高、更大帶寬方向發(fā)展;

　　* 衛(wèi)星間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨髮⒃鲩L，衛(wèi)星遙測/遙控頻段也將進一步擴展。

2 衛(wèi)星頻率和軌道資源管理法規(guī)及分配機制

　　2.1 衛(wèi)星資源和軌道資源管理法規(guī)

　　衛(wèi)星資源管理法規(guī)是協(xié)調、分配和使用衛(wèi)星資源的基本依據(jù)和準則，包括國際法規(guī)和國家法規(guī)兩大部分。遵循這些法規(guī)，是合理有序管理衛(wèi)星資源的必要前提。

　　其中，衛(wèi)星頻率和軌道分配應遵守的國際法規(guī)，主要包括聯(lián)合國《外層空間宣言》、《外層空間條約》、《國際電信聯(lián)盟組織法》、《國際電信聯(lián)盟公約》及ITU《無線電規(guī)則》、《程序規(guī)則》、《建議書》等。根據(jù)國際法規(guī)，各國擁有和平探索和利用外空活動的權利;無線電頻率和衛(wèi)星軌道是有限的自然資源，必須平等、合理、經(jīng)濟、有效地使用;應采用有效的干擾控制機制以充分利用頻率和軌道資源。

　　我國的衛(wèi)星資源管理法規(guī)有《中華人民共和國無線電管理條例》、《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》、《衛(wèi)星網(wǎng)絡空間電臺管理規(guī)定》、《建立衛(wèi)星通信網(wǎng)和設置使用地球站管理規(guī)定》等。自從我國加入空間開發(fā)的國際公約以來，隨著我國衛(wèi)星業(yè)務發(fā)展的不斷深入，國內(nèi)法規(guī)對加強衛(wèi)星頻率和軌道資源科學規(guī)劃和合理利用，維護我國衛(wèi)星頻率和軌道資源的合法權益，發(fā)揮著越來越重要的作用。其中《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》參照并遵循ITU《無線電規(guī)則》，對各種無線電業(yè)務包括空間業(yè)務使用的頻段作了劃分規(guī)定，是我國最重要和最基本的頻率管理政策文件，是國家進行無線電頻率中長期規(guī)劃的依據(jù)。

　　2.2 衛(wèi)星資源和軌道資源分配機制

　?。?）協(xié)調法和規(guī)劃法

　　根據(jù)《無線電規(guī)則》，衛(wèi)星頻率/軌道分配機制主要有兩類:一是協(xié)調法，即通過申報與協(xié)調的手段合法地“先登先占”，即對于非規(guī)劃頻段的衛(wèi)星頻率/軌道分配，需經(jīng)過申報、協(xié)調和通知三個階段，以獲得所需要的衛(wèi)星頻率/軌道，并且能得到國際保護;二是規(guī)劃法，即通過規(guī)劃的手段“平等”分配、規(guī)劃衛(wèi)星業(yè)務資源，具體程序按《無線電規(guī)則》第5條、第9條及第11條的腳注，以及附錄30、30A及30B進行。

　?。?）協(xié)調法第一階段:提前公布資料

　　關于協(xié)調法分配機制，第一階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡提前公布資料階段（簡稱A階段）。《無線電規(guī)則》第9條第I節(jié)規(guī)定，衛(wèi)星網(wǎng)絡申報需要提前向ITU無線電通信局（BR）報送關于衛(wèi)星網(wǎng)絡或衛(wèi)星系統(tǒng)的一般性說明資料（即API資料）。網(wǎng)絡申報的基本內(nèi)容包括軌道、波束、頻段、極化、業(yè)務類別、發(fā)射類別（帶寬、信號強度）、應用類別、要求的保護比（如載干比（C/I）、信噪比（S/I））等。A階段是協(xié)調和通知階段前的必經(jīng)階段。API資料應不早于該網(wǎng)絡規(guī)劃啟用日期前7年，最好不遲于該日期前2年。

　　（3）協(xié)調法第二階段:協(xié)調

　　第二階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡協(xié)調階段（簡稱C階段），其協(xié)調程序按《無線電規(guī)則》第9條第Ⅱ節(jié)進行。申請國必須在API資料被接收后的2年內(nèi)，按《無線電規(guī)則》附錄4的要求提交詳細的衛(wèi)星網(wǎng)絡資料（即C資料）。BR將在國際頻率信息通報（IFIC）特節(jié)中公布C資料。有協(xié)調要求的主管部門和發(fā)起協(xié)調要求的主管部門，在C資料公布之后4個月內(nèi)給相應主管部門做出同意或不同意及理由的答復，否則就視為同意。

　　（4）協(xié)調法第三階段:通知登記

　　第三階段為衛(wèi)星網(wǎng)絡通知登記階段（簡稱N階段），其通知程序按《無線電規(guī)則》第11條及決議33進行。第11.25款規(guī)定，通知資料（N資料）送交BR的時間不應早于頻率指配投入使用日期前3年;第11.43A款規(guī)定，如果對已送了N資料并已投入使用的頻率指配進行修改，則所作的修改應在修改通知日期起5年內(nèi)投入使用;第11.44款規(guī)定，N資料投入使用時間不能晚于API資料接收日期（1997年11月22日后）起7年。所有通知信息將由BR做進一步的技術和規(guī)則驗證。經(jīng)審查合格后，該頻率指配才可以記錄在國際頻率登記總表（MIFR）內(nèi)。此后的其他各主管部門新建的衛(wèi)星網(wǎng)絡不得對其產(chǎn)生有害干擾，即使受到它的干擾也不得提出申訴。

3 衛(wèi)星業(yè)務所涉及的頻段及電波傳播特點

　　3.1 衛(wèi)星業(yè)務涉及的頻段

　　衛(wèi)星業(yè)務是一種國際性業(yè)務，必須遵守《無線電規(guī)則》所規(guī)定的頻率劃分規(guī)定?！稛o線電規(guī)則》的頻率劃分在其所分的世界三個區(qū)域內(nèi)是基本一致的。各國的頻率劃分，除個別被國際無線電頻率劃分表腳注條款認可外，一般與國際劃分也是一致的。根據(jù)《無線電規(guī)則》第二章第5條“頻率劃分”:空間業(yè)務頻率劃分，低端涉及2501kHz的空間研究業(yè)務，高端涉及275GHz的衛(wèi)星固定（地對空）業(yè)務。

　　其中，在我國所在的第三區(qū)的HF頻段（3 MHz～30 MHz），有空間研究業(yè)務和衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務;在VHF頻段（30 MHz～300 MHz），有空間研究業(yè)務、衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務、空間操作業(yè)務、衛(wèi)星氣象業(yè)務及衛(wèi)星移動業(yè)務等;在UHF（300 MHz～1000 MHz）和SHF頻段（1 GHz～30 GHz），主要有空間研究業(yè)務、空間操作業(yè)務、衛(wèi)星氣象業(yè)務、衛(wèi)星移動業(yè)務、衛(wèi)星固定業(yè)務、衛(wèi)星廣播業(yè)務、衛(wèi)星地球探測業(yè)務及衛(wèi)星無線電導航業(yè)務等，其中SHF頻段通常進一步分為L、S、C、X、Ku、Ka頻段;在EHF頻段（30 GHz～300 GHz），除了有SHF頻段所具有的業(yè)務外，還有衛(wèi)星間業(yè)務和衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務。低于2.5 GHz的L頻段（1 GHz～2 GHz）和S頻段（2 GHz～4 GHz）大部分用于靜止衛(wèi)星的指令傳輸及特殊衛(wèi)星業(yè)務如衛(wèi)星導航等;大多數(shù)衛(wèi)星固定業(yè)務使用C頻段（4 GHz～8 GHz）和Ku頻段（12 GHz～18 GHz）;Ka頻段(18 GHz～40 GHz)作為星際鏈路頻率已開始應用。

　　例如，《無線電規(guī)則》關于第三區(qū)非規(guī)劃頻段的衛(wèi)星固定業(yè)務的頻率劃分如下:

　　* S頻段（MHz）空對地：2500～2535；地對空：2655～2690。

　　* C頻段（MHz）空對地：3400～3700＋3700～4200；地對空：5850～5925＋5925～6425＋6425～6725。

　　* X頻段（MHz）空對地：7250～7750 ；地對空：7900～8400。

　　* Ku頻段（GHz）空對地：10.95～11.2＋11.45～11.7＋12.2～12.75；地對空：13.75～14＋14～14.5。

　　* Ka頻段（GHz）空對地：17.7～21.2；地對空：27.5～31。

　　《無線電規(guī)則》關于第三區(qū)規(guī)劃頻段的衛(wèi)星廣播業(yè)務和衛(wèi)星固定業(yè)務的頻率劃分如下：

　　* 附錄30/30A（GHz）衛(wèi)星廣播業(yè)務空對地：11.7～12.2；地對空（饋線鏈路）：14.5～14.8＋17.3～18.1。

　　* 附錄30B衛(wèi)星固定業(yè)務C頻段（MHz）空對地：4500～4800；地對空：6725～7025；

　　Ku頻段（GHz）空對地：10.7～10.95＋11.2～11.45；地對空：12.75～13.25。

　　3.2 衛(wèi)星業(yè)務所用頻段電波傳播特點

　　電波在地球站與衛(wèi)星之間傳播時，必須穿過地球周圍的大氣層，因而會受到電離層中自由電子和離子的吸收，以及對流層中氧分子、水蒸氣分子等的吸收和散射，從而存在損耗。

　　頻率在100 MHz以下時，宇宙噪聲會迅速增加，因此，100 MHz以下頻段通常不用于空間通信。在0.3 GHz～10 GHz頻段，大氣損耗最小，稱此頻段為“無線電窗口”。30GHz附近，稱為“半透明無線電窗口”。選擇衛(wèi)星通信頻段常需考慮這些“窗口”，如1 GHz～10 GHz最為適宜。在此“窗口”中的C頻段就是開發(fā)應用較早的衛(wèi)星通信頻段。對于4 GHz～6 GHz頻段，因頻率較低，降雨損耗不嚴重，在系統(tǒng)設計時通常留5 dB～6 dB的功率損耗余量。與C頻段相比，Ku頻段的電波傳播易受暴雨、濃云、密霧的影響。對11 GHz～14 GHz頻段，由于降雨損耗較大，一般要有10 dB左右的功率損耗余量。但此頻段具有不需要與地面微波通信協(xié)調、衛(wèi)星EIRP基本不受限制、同等工作條件下天線口徑較小及天線波束窄等優(yōu)點，也得到了較廣泛的應用。在Ka頻段，降雨的影響也比較嚴重，但它包含了一個“半透明無線電窗口”，得到越來越多研究和開發(fā)。

4 加強衛(wèi)星頻率及軌道資源管理的對策

　?。?）組織體制: 明確任務職責，理順業(yè)務關系

　　衛(wèi)星頻率/軌道資源管理，需要維護申報和使用頻率/軌道資源的權益，達成我國衛(wèi)星系統(tǒng)與其它國家衛(wèi)星系統(tǒng)間、我國不同衛(wèi)星系統(tǒng)間以及衛(wèi)星業(yè)務與地面無線電業(yè)務間的電磁兼容，有效地利用衛(wèi)星業(yè)務的軌道/頻譜資源，保證衛(wèi)星業(yè)務的正常進行。因此，衛(wèi)星頻率及軌道資源管理，首先應從組織管理體制和隊伍建設入手，理順各有關部門、單位之間的業(yè)務職責關系，以及衛(wèi)星資源管理與衛(wèi)星發(fā)展的關系。只有理順了業(yè)務關系，才能合理、有效地開展衛(wèi)星資源的申報和使用管理工作。

　　（2）政策法規(guī)——加大宣傳、貫徹力度

　　衛(wèi)星頻率/軌道資源管理應按照國際規(guī)則慣例開展工作，特別是必須按照《無線電規(guī)則》的規(guī)定合理、經(jīng)濟、有效地使用無線電頻率和靜止衛(wèi)星軌道。因此，我國無線電管理相關部門，需要全面了解并準確理解有關國際法規(guī)特別是《無線電規(guī)則》的具體內(nèi)容;深入學習和遵守相應的國內(nèi)法規(guī)，尤其是2006年10月新公布的《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》。

　　新修訂的《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》與2004年版《無線電規(guī)則》保持一致，并統(tǒng)籌考慮了我國無線電技術、業(yè)務的發(fā)展及相應的頻率使用需求。

　?。?）目標規(guī)劃——跟蹤研究，把握動態(tài)，超前構建

　　頻率/軌道資源的獲得和維護是一項長期而復雜的任務。要做好頻率/軌道資源的規(guī)劃管理工作，維護衛(wèi)星業(yè)務的合法權利和利益，需要有關管理部門和使用單位通過各種途徑，及時獲得國內(nèi)外衛(wèi)星業(yè)務領域的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)，分析頻率/軌道規(guī)劃需求，制訂國家衛(wèi)星頻率/軌道申報和使用的中長期戰(zhàn)略規(guī)劃。

　　頻率/軌道需求應作為衛(wèi)星系統(tǒng)總體需求的一部分進行論證。在衛(wèi)星系統(tǒng)立項、論證階段同時開展資料申報工作，并根據(jù)需要進行有關國際國內(nèi)協(xié)調。

　　衛(wèi)星系統(tǒng)空間電臺頻率/軌道申報和協(xié)調，通常要涉及到其他國家、國內(nèi)其他部門及其它無線電業(yè)務，是一項復雜而又時限嚴格的工作，需要嚴格遵守《無線電規(guī)則》等規(guī)定的衛(wèi)星網(wǎng)絡申報、協(xié)調和通知階段的時限，以及時獲得所需的頻率/軌道資源。