卫星武器科技知识（下）(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：冯文远

出版社：辽海出版社

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卫星武器科技知识（下）试读：

前言

随着现代高新技术的迅猛发展和广泛应用，正在引发世界范围的军事变革，不断产生着前沿武器。前沿武器是指与传统武器相比，在基本原理、杀伤破坏力和作战方式上都有本质区别，是处于研制或探索之中的新型武器。

前沿武器的主要特征表现为：创新性，即与传统武器相比，在设计思想、工作原理和杀伤机制上具有显著突破和创新，它是创新思维和高新技术相结合的产物；高效性，即一旦技术上取得突破，可在未来高技术战争中发挥巨大作战效能，满足新的作战需要，并在体系攻防对抗中有效地抑制敌方传统武器作战效能的发挥；时代性，即前沿武器是一个相对的、动态的概念。随着时代发展和科技进步，某一时代的新式武器日趋成熟并得到广泛应用后，也就转化为传统武器了；探索性，即前沿武器与传统武器相比，高科技含量大，技术难度高，在技术途径、经费投入、研制时间等多方面的不确定因素多，因而探索性强，风险也大。因此，前沿武器是广大青少年读者高度关注的新型武器。

不论什么武器，都是用于攻击的工具，具有威慑和防御的作用，自古具有巨大的神秘性，是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性，往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此，要普及广大读者的科学知识，首先应从武器科技知识着手，这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好，还能够增强他们的国防观念与和平意识，能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量，因此具有非常重要的作用。

前沿武器是高技术的武器种类，我们学习前沿武器的科学知识，就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质，也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学，它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科，而军事科学则围绕高科技战争进行，学习现代军事高技术知识，使我们能够了解现代科技前沿，了解武器发展的形势，开阔视野，增长知识，并培养我们的忧患意识与爱国意识，使我们不断学习科学文化知识，用以建设我们强大的国家，用以作为我们强大的精神力量。

为此，我们特地编写了这套“青少年高度关注的前沿武器科技”丛书，包括《太空武器科技知识》、《卫星武器科技知识》、《化学武器科技知识》、《生物武器科技知识》、《电子武器科技知识》、《侦察武器科技知识》、《隐形武器科技知识》、《激光武器科技知识》、《新概念武器科技知识》共10册，每册全面介绍了相应前沿武器种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况，因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性，不仅是广大读者学习前沿武器科学知识的最佳读物，也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

美国Milstar军事星卫星通信系统

Milstar军事星卫星通信系统计划，被称为美国最高优先级的C3I计划，其用途是为极高频（EHF）用户和有关的特高频（UHF）用户服务。对于有关核武器指挥与控制的各种话频和传真指令，以及其他情报数据，该卫星使所有用户都可进行发送和接收。它是在EHF频带工作的第一个军事通信卫星。

Milstar卫星计划是美国国防部战略部队升级计划的一部分，它是为了在国家危急时期能够确保最少的基本通信，Milstar将提供世界范围的战略和战术卫星通信。原计划由8个地球同步卫星组成，其中包括一个在轨道上的备用卫星，有4个在赤道上空，其余在极区覆盖范围的较高或较低纬度上。

美国海军为开发舰载和机载终端与两个工业集团签订了全面的合同：Raytheon／Linkabit集团和Harris／TRW集团。在海军EHF卫星通信计划（NESP）中，主要的承包商Ray－theon和Harris已经生产了6个舰载终端用于评价该终端。含有Milstar关键组件的舰队试验插件已经于1986年插入到在该年发射的FLTSATCOM卫星系统中，在Milstar卫星发射之前，进行该组件的试验。承包公司还有Lockheed公司、Hughes公司等。

并列开发的还有美国空军和陆军使用的终端。

1983年7月新一代军事通信卫星Milstar研制计划开始，1990年7月国防部建议星座卫星的数目从10个削减到6个或4个，研制工作继续进行，1994年中期制定了该系统由6颗卫星组成的Milstar计划。1994年2月发射了第1颗卫星，1995年下半年发射了第2颗卫星，第5颗和第6颗Milstar卫星，计划分别在2001年和2002年发射。

一些具体设备研制情况：1990年，IBM公司和BnmswickDefense公司联合开发Milstar移动星座控制站，1991年Raytheon公司和Rockwell公司生产低速率起始产品Milstar终端和备件，合同值分别为1亿美元和9300万美元。1992年中期Rockwell公司的系统作了试验，并公布了该公司生产的产品小型天线和系统的支座组件。1993年中期Rockwell公司与Raytheon公司分别与美空军签订1.113亿美元和0.739亿美元的合同用于Milstar指挥站终端。系统组成及性能

原计划Milstar星座由8颗卫星组成，5颗在赤道上空，其中一颗是在轨道上的备用卫星，其余卫星在极区覆盖范围较高或较低的纬度上。但是由于美国各界对原计划有异议，1990年美国防部建议削减卫星的数目，1994年制定了6颗Milstar卫星的计划。Milstar卫星通信系统采用EHF频段，其上行链路为44GHz，下行链路为20GHz，带宽可达2GHz。EHF频段和UHF频段相比，具有全球覆盖范围大、无线电静区少等特点；加之它具有卫星到卫星的星际间链路，因而缩短了通信距离；并且其频率高，频带宽，抗干扰抗截获性能好；它还具有天线小等优点。

卫星上采用多样化天线，可进一步提高抗干扰能力。一种是采用高增益万向锐方向性射束天线和发射轮廓分明的点波束，可对海上特遣部队特殊地域的作战，提供良好通信，而且由于天线的高增益使采用最小终端成为可能；还有一种是采用快扫描多波束阵列天线，可用于全球范围的高增益、低副瓣的抗干扰通信，该天线使用天线调零技术，可在敌人于扰方向上使波束置零，从而进一步增强在干扰环境中的抗干扰能力。

星上具有平台处理机，对接收到的每一信道信号进行解扩、解调和译码，重新发射之前再进行以上反过程后，发射给地面终端。星上有整套计算机采用“先申请先进人”方式自动控制多通道通信资源而不用地面网络控制站执行。

整个通信系统的定时以星群的原子标准时钟为准，为了保证网络中新登记的终端同步，卫星提供探测响应。星上还有任务控制单元，采用了人工智能技术，可通过自备冗余控制进行再组合，自身修理，即使地面任务控制站被摧毁，卫星在无地面介入下，仍能正常工作约6个月。

星上贮有大量推进燃料，遭受攻击时，可机动变轨。在转发器中开辟1.544Mb／s的中速数据率（MDR）信道，与低速数据率（LDR，75b／s～2.4kb／s）并存，MDR信道传送一份标准战区空战命令不到7min，把巡航导弹目标修正数据发给战舰不到10s，这对于抓紧作战时机非常有利。

星际间采用60GHz频段进行星际通信，不必采用多跳或经地面中继的方式，这种方式容易受到敌人攻击。采用两种多址技术，上行链路用频分多址和全频带跳频，下行链路用时分多址和快速跳频。卫星传输的信息均经过加密，同时采用先进的纠错技术，即使近半数比特被干扰或丢失，纠错码仍能使信息复原。每个卫星可能有50条EHF信道和4条SHF信道。

关于该卫星系统的地面部分，在Milstar卫星通信系统联合终端设备计划办公室领导下，海、陆、空各军种设计和开发了一系列既能抗毁，又具有互通能力的终端设备。美国海军计划的Milstar地面终端用来补充和代替UHF设备，将采用AN／USC－38（V）终端，可在中速数据率工作，根据实际应用情况配置不同直径的天线，如1.8m用于岸站，87cm用于舰站，14cm天线装在潜艇的潜望镜上等。至于终端中的关键性部件，其中包括天线馈电线、指北罗盘、铷频率基准时钟、同步器以及5W和10W的固态功率放大器等，部队要求各承包厂家进行备份配置。技术特点分析及述评

该系统的主要特点有生存能力强，能在数天甚至长达数月的核战争中有效地工作。它的自主能力、抗核加固能力和抗干扰能力都超过现有的任何卫星，是全球高保密、高可靠和高抗干扰能力的，以战术通信为重点的通信手段。该卫星的机动性能好，能躲避敌方反卫星武器的攻击，具有星际间通信线路，不需通过易受攻击的地面中转站即可发送信息。

Milstar卫星还保留了4条特高频信道，能与现有特高频用户保持兼容，其主要工作带宽是25kHz，可以覆盖与海军舰队卫星系统相连接的大部分终端。该卫星系统工作在EHF频带，标志着EHF通信媒体开始以全新的角色出现，同时也意味着需要用12m或15m的碟形天线的大规模地面终端的结束，提供的系统具有灵活性、抗干扰和顽存性，还具有像高频无线电台那样的可移动性。

Milstar是高抗干扰的系统，具有宽频带的优点，如上所述可以获得扩频和星上处理，使用小型天线，而且天线带宽窄，这使EHF系统更加隐蔽，以前为了不暴露目标而必须保持无线电静默的用户，现在可以不必静默，需要时可以进行通信。

由于在卫星上的天线矩阵尺寸不大，因而有可能在星上采用天线调零技术，控制天线零点对准敌人的干扰机，起到抗干扰的作用。这在以前的卫星通信所用的频带上是做不到的，因为那需要星上有非常大的天线矩阵进行空间转发，是不可能实现的。

星上处理简单说是当卫星接收时，卫星在每个信道对信号进行解扩频、解调和解码，然后在传输到地面接收终端之前再编码、调制和扩展频谱，这可以去除上行线路引入的任何干扰信号，集中下行线路功率，发送需要的信号而不放大和传送干扰信号。

Milstar卫星还有一大特点是具有卫星到卫星的星际间通信能力，以往的卫星通信系统如果接收终端不是与卫星上的发送终端在同一视区内，则通信业务必须通过一个或更多个地面终端中继才能完成，而EHF卫星不需要地面中继，它能够通过星间通信，达到远距离通信的目的。

但是，极高频卫星通信也有一些缺点：传播损耗高，下雨可能完全阻断通信；生产该频段的波导管和天线困难；与低频段相比较，缺少大功率的发射机器件。所以正在迅速发展中的极高频卫星通信技术仍有一些难以解决的问题。

美国Leasat通信卫星系统

早在1978年9月美国海军与休斯通信业务公司签订关于Leasat卫星的合同，计划1984年开始服务，用户包括海军的航空、水面、水下和固定地面站，海军陆战队，还有空军和陆军也使用该卫星。合同要求休斯公司设计、建造、发射和管理完整的通信卫星系统，计划由5颗卫星组成，其中一颗备用卫星。相应的地面设施，包括1个运行控制中心、1个由4个固定地面站组成的通信网和2个可移动的通信站。同步卫星的位置在美国上空和大西洋、太平洋和印度洋上空。

Leasat航天器由美国国家宇航局（NASA）的Space Shuttle专门设计。1984年6月发射第1颗LeasatFl卫星未成功；1984年8月发射LeasatF2；同年11月再一次发射LeasatFl；1985年4月发射LeasatF3，但卫星未进人轨道；1985年8月发射LeasatF4也失效；在1990年1月成功地发射了第5颗Leasat卫星。该卫星系统的生产单位是休斯飞机公司、航天和通信集团。系统组成及性能

Leasat卫星的直径是4.26m，高为6.17m，它带有所配置的UHF和全方向天线，总有效载荷重量（包括发射托架）是7711kg，和运载器脱离后的重量是6895kg，开始运行后卫星上通信站的重量是1388kg，该星是自旋稳定式，有两个大的螺旋线UHF天线提供UHF频段的接收和发射能力（240－400MHz）。

一个SHF全方向天线提供遥测、指挥、舰队广播的上行线路和导航信标使用，其频带是SHF专用频带（7250～7500MHz和7975～8025MHz）。主要的通信能力由12个UHF转发器提供，其各种通信终端与FLTSATCOM系统的终端相同。

主要的海军舰队广播功能包括1个SHF的上行线路和1个SHF下行及1个UHF下行线路，在SHF信道增加SHF上行和下行线路的地面覆盖喇叭天线，它支持上行线路和捕获／定时功能。关于舰队广播的UHF下行线路，用多路耦合器耦合到UHF发射螺旋线天线。

Leasat系统的地面部分由以下几个部分组成：承包者工作控制中心，2个移动地面站，4个承包者卫星控制点以及互连接用线路。地面部分还包括通信设备和在华盛顿DC的海军电信指挥工作中心，该中心协调全部Leasat的工作。

承包者工作控制中心的地点在加里福尼亚州的塞贡多，在那里安装有计算机硬件／软件和通信设备，承包者工作控制中心和承包者卫星控制点的接口地点在关岛、夏威夷、加里福尼亚州的斯托克顿和弗吉尼亚州的诺福克。

两个SHF移动地面站提供TIE（转接直通）功能，必要的时候这些移动地面站也作为承包者卫星控制点的备用站。移动地面站的地点在诺福克和关岛，诺福克的移动地面站控制大西洋和美国大陆的卫星，在关岛的移动地面站控制太平洋和印度洋的卫星。移动地面站在整个卫星发射阶段运行，当卫星运行正常后，它即处于备用（非运行）方式。必要时两个站可以在1天内重新启用，两个移动站都能装入C－130飞机内。技术特点分析及述评

Leasat“租用”卫星系统，主要有两种用途：一是作为FLTSATCOM通信卫星的补充；二是当FLTSATCOM卫星失效不能工作时，可以替补FLTSATCOM卫星，使该卫星的用户群仍能继续工作。由于卫星属休斯公司所有，所以称“租用”星，该卫星的各种通信终端与FLT－SATCOM系统的相同。目前只有3颗Leasat卫星在轨道上运行，今后不再发射“租用”卫星，不久Leasat卫星将完成它的历史使命，最终将由UHF后续卫星（UFO）替代FLTSATCOM和LEASAT系统。

美国舰队卫星通信系统

舰队卫星通信系统（FLTSATCOM）为美国海军提供多信道UHF通信，并且也支援美国空军轰炸机和导弹发射控制中心、全部机载指挥站及某些美国陆军的核导弹部队。

1971年通过了FLTSATCOM计划，由美国海军执行系统开发和生产的代理，并分配美国空军负责航天器的开发。

最初的技术要求是由在固定轨道上的4颗卫星提供全球覆盖。最初的计划第一颗卫星是在1975年发射，但后来开发过程中推迟到1978年发射，1981年发射的第5颗备用卫星失效。

1983年4月，美国空军投资0.156亿美元与TRW公司签订了增加FLTSATCOM材料的合同，该年6月又与其签订订购三颗新卫星的合同，价值1.811亿美元。有两颗卫星上携带了EHF通信组件，用来为＂军事星＂（Milstar）卫星的快速跳频抗干扰通信部件进行试验，卫星的UHF接收子系统由E－系统公司供给。1986年12月发射第1颗带EHF组件的卫星，1989年9月发射第2颗，还有一颗FLT SATCOM卫星在1987年发射时丢失。FLTSATCOM卫星共发射8颗，目前均已超过预定寿命，只有第7和第8颗仍在使用。

FLTSATCOM卫星对所有的海军舰船提供UHF频段的抗干扰舰队广播业务，还提供对岸站、舰队弹道导弹潜艇、航空母舰、巡洋舰、某些飞机，以及其他的舰船和潜艇使用的计算机到计算机数字数据交换的指挥和控制通信链路。系统组成及性能

美海军特高频舰队卫星通信系统由四颗同步轨道卫星、地面控制站和各种通信终端组成。四颗卫星分别位于东经72°、东经172°、西经23°和西经100°上空。该卫星由TRW公司制造。发射时重约1860ks。它装有两种组件，一种是带通信设备的有效负载组件，另一种是带电源和太阳能电池组的航天器组件。通信设备由特高频、超高频和S波段中继器、转发器和天线组成。

该卫星是三轴稳定的，能使天线一直指向地球。时钟驱动使太阳能电池板保持在最佳接收方向。其太阳能电池组设计成能在5年运行之后提供1400W的功率。此外，一组镍镉电池根据需要还可将其电能供给峰值负载。

该卫星装有四副天线：一副发射用的带螺旋双线馈源的4.8m特高频抛物面反射器天线；一副特高频18匝的螺旋形接收天线；一副安装在星体上，位于特高频抛物面反射器＂透明＂部分之后的超高频喇叭形天线和一副S波段锥形螺旋跟踪遥测天线。此外，一些卫星上述装有一个极高频（EHF）组件，这种设备组件可提供初始试用性的极高频通信能力。

每个FLTSATCOM卫星上有23个信道，频率范围244－400MHz；其中9个25kHz的宽带信道用于海军中继通信（7个低功率，2个高功率）；12个5kHz的窄带信道用于空军卫星通信系统AFSATCOM的一部分；1个500kHZ的宽带信道给国家指挥管理局使用；1个25kHZ的信道（SHF上行，UHF下行）用于舰队广播。岸站用SHF扩频信号发往卫星，卫星接收后用UHF抗干扰信号向各舰船通播，同时也用于岸站间，舰队的弹道导弹潜艇、航空母舰、巡洋舰等之间的指挥与控制链路的计算机数据交换。

FLTSATCOM系统中，有5个岸站及各种通信终端，还有控制站及远程跟踪站，如舰载站、潜艇站、机载站、陆上车载站及背负站等，表3.5－4列出主要终端站。这些站可以传送FM模拟话，24kb／sPSK调制的声码话，75b／s／FSK电传与1.2－9.6kb／sPSK的数据。该系统部分信道采用了按需分配的时分多址方式，1条25kHz带宽的信道中可容纳13条1.2kb／s数据或7条2.4kb／s的密话（或传真），经按需分配后可供数百用户使用，系统中大量使用了AN／UCA－1，2跳频扩频调制解调器，目前系统中约有8000个UHF终端，到2010年将约有11000个，有计划拟在飞机、舰船、潜艇和岸站上使用新型UHF通信终端，如TitanLink－abit公司的AN／USC－42小型化按需分配多址通信MODEM，以便为小型舰船、潜艇和飞机提供按需分配多址功能。技术特点分析及述评

卫星通信具有通信距离远、覆盖范围广、容量大、质量好、可靠性高、使用灵活等特点，各国海军都重视其发展，目前美国海军95%的通信都应用了卫星通信。

FLTSATCOM舰队卫星通信系统是美国海军进行舰－舰和舰－岸通信主要依靠的特高频卫星通信系统。所有战斗舰艇和舰队其他舰船均装备了卫星通信设备，由于UHF卫星通信对于海军作战非常重要，海军对其要求也不断增长，容量不断加大，FLTSATCOM系统已经不能满足海军的要求，而且卫星寿命已超过其预定的设计寿命，因而迫使海军研究了FLTSATCOM卫星的几种替换选择方案。因为海军继续要求UHF卫星线路支持海军的日常行政勤务和战术通信，因而考虑UHF卫星通信后续计划（UFO）。

UFO可为海军提供未来的卫星通信业务，最终将替代FLTSATCOM和LEASAT系统。同时海军的SHF和EHF卫星通信计划也在进行。

苏联闪电号通信卫星

苏联发射的主要通信卫星系列。包括闪电I号、闪电Ⅱ号和闪电Ⅲ号3种型号的卫星。这个卫星系列属于苏联轨道通信卫星系统和国际卫星系统。

闪电号卫星主要用于向苏联全国转播电视广播节目，进行电话、电报、传真通信和实现国际通信及电视广播节目交换，也可用于军事通信。闪电Ⅲ号卫星还承担莫斯科与华盛顿之间的直接通信任务。闪电Ⅰ号卫星于1965年4月发射，自70年代以后陆续发射闪电Ⅱ号和Ⅲ号。到1980年底共发射了78颗各型闪电号卫星。后来仍在继续发射。

闪电号卫星绝大多数运行在偏心率很大的椭圆轨上，便于地球站跟踪。1颗卫星能保证苏联和北半球许多国家在一天内通信8～10小时。3颗分布适当的卫星可实现昼夜通信。1974年7月改装的1颗闪电Ⅰ号卫星被送入地球静止卫星轨道，成为苏联第一颗静止轨道试验通信卫星，也是闪电号卫星系列中唯一的静止卫星。卫星信息

闪电号卫星重1000～1200千克，卫星上装有两副抛物面定向通信天线，其中一副作备份。仪器舱内装有通信转发器，与通信天线组成通信专用系统，完成通信转发任务。姿态控制分系统保证太阳电池翼始终朝向太阳，并使其中一副通信天线始终对准地球。每次通信可由卫星上程序－时间逻辑装置自动控制，或由地面发出遥控指令控制。近地点在南半球上空约460～630千米，远地点在北半球上空约4万千米，倾角为62.8°～65.5°，周期约12小时。卫星运行一圈大约有2／3的时间处于北半球上空，相对卫星通信地球站的视运动速度很慢，便于地球站跟踪。卫星通信

闪电Ⅰ号卫星装有一个分米波转发器，输出峰值功率为40瓦或14瓦，可传输电视、电话、电报和传真信号。闪电Ⅱ号卫星装有厘米波转发器，增大了通信容量，提高了通信质量，并实现了多址联结。闪电Ⅲ号卫星除了传输的信号质量更高，卫星用途有所不同外，其他方面性能基本上与闪电Ⅱ号卫星相同。

闪电号卫星传输彩色电视采用SECAM－ⅡB制式，图像信号为调频方式，伴音采用行消隐期间的脉宽调制方式，或由在图像信号频谱之上的7.5兆赫的调频副载波传送。传输电话采用调频－频分多址制。

俄罗斯地平线通信卫星

地平线33／45L卫星，制造商NPOPM，发射时间2000年6月6日；轨道145°E（GEO）；发射地点为俄罗斯普列谢茨克；运载火箭为质子K；发射质量2300千克，外形尺寸5.5米2.2米；有效载荷为6部C波段转发器，1部Ku波段转发器，1部L波段转发器。

俄罗斯预警卫星系统

苏联于1967年开始发射预警卫星，由3颗星组网进行预警侦察。1980年起，苏联把3颗星组网扩大为9颗星组网的体系。

性能特点。侦察面积大、范围广；定位精度高，信息传输速度快；具有对同一地域连续侦察监视能力；配有排除虚警的辅助侦察手段。

基本数据。轨道形式为大椭圆轨道；卫星高度，远地点4万千米，位于北大西洋和西太平洋上空；近地点600千米，位于南纬38度左右上空；轨道倾角62度；周期12小时；卫星寿命500天左右。

作战运用。使用3颗以上卫星组网，则可既能使卫星连续不断地覆盖美国核潜艇游曳区，又能与地面保持视距通信，可为俄罗斯提供30分钟的预警时间。

俄罗斯格洛纳斯全球卫星导航系统

俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。按计划，该系统于2007年年底开始运营，但只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。2009年年底前，其服务范围将拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。

格洛纳斯项目是苏联在1976年启动的项目，格洛纳斯系统将使用24颗卫星实现全球定位服务，可提供高精度的三维空间和速度信息，也提供授时服务。按照设计，格洛纳斯星座卫星由中轨道的24颗卫星组成，包括21颗工作星和3颗备份星，分布于3个圆形轨道面上，轨道高度19100千米，倾角64.8°。和GPS系统不同，格洛纳斯系统使用频分多址（FDMA）的方式，每颗格洛纳斯卫星广播两种信号，L1和L2信号。具体地说，频率分别为L1＝1602＋0.5625-k（MHz）和L2＝1246＋0.4375-k（MHz），其中k为1～24为每颗卫星的频率编号，同一颗卫星满足L1／L2＝9／7。格洛纳斯系统设计定位精度为在95%的概率条件下，水平向为100米，垂直向为150米。系统组成

由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。GLONASS星座

GLONASS星座由27颗工作星和3颗备份星组成，所以GLONASS星座共由30颗卫星组成。27颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上，这三个轨道平面两两相隔120度，每个轨道面有8颗卫星，同平面内的卫星之间相隔45度，轨道高度2.36万公里，运行周期11小时15分，轨道倾角56度。地面支持系统

地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站（含激光跟踪站）和外场导航控制设备组成。地面支持系统的功能由苏联境内的许多场地来完成。随着苏联的解体，GLONASS系统由俄罗斯航天局管理，地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的场地了，系统控制中心和中央同步处理器位于莫斯科，遥测遥控站位于圣彼得堡、捷尔诺波尔、埃尼谢斯克和共青城。用户设备

GLONASS用户设备（即接收机）能接收卫星发射的导航信号，并测量其伪距和伪距变化率，同时从卫星信号中提取并处理导航电文。接收机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间信息。GLONASS系统提供军用和民用两种服务。

GLONASS系统绝对定位精度水平方向为16米，垂直方向为25米。目前，GLONASS系统的主要用途是导航定位，当然与GPS系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的定位、导航和时频领域等。

与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址（FDMA）方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是码分多址（CDMA），根据调制码来区分卫星）。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1＝1602＋0.5625K（MHZ）和L2＝1246＋0.4375K（MHZ），其中K＝1～24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同，均为L1＝1575.42MHZ和L2＝1227.6MHZ。

GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码：S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。

GLONASS系统单点定位精度水平方向为16M，垂直方向为25M。

GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量1400KG，设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止，共发射了80余颗GLONASS卫星，最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。

为进一步提高GLONASS系统的定位能力，开拓广大的民用市场，俄政府计划用4年时间将其更新为GLONASS－M系统。内容有：改进一些地面测控站设施；延长卫星的在轨寿命到8年；实现系统高的定位精度：位置精度提高到10～15M，定时精度提高到20～30NS，速度精度达到0.01M／S。

另外，俄计划将系统发播频率改为GPS的频率，并得到美罗克威尔公司的技术支援。

GLONASS系统的主要用途是导航定位，当然与GPS系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。技术难点

目前GLONASS工作不稳定，卫星工作寿命短，在轨卫星只12颗。

GLONASS用户设备发展缓慢，生产厂家少，设备体积大而笨重。

由于GLONASS采用的是FDMA，所以用户接收机中频率综合器复杂。

对GPS／GLONASS兼容接收机，需解决两系统的时间和坐标系统问题。技术改进

为了提高系统完全工作阶段的效率和精度性能、增强系统工作的完善性，已经开始了GLONASS系统的现代化计划。主要内容如下：改善GLONASS与其它无线电系统的兼容性；改进卫星子系统；改进地面控制系统；配置养分子系统。改频计划

GLONASS采用频分制，24颗卫星L1信号的总频带宽度为1602～1615.5±0.51MHz。显然该频段的高端频率与传统的射电天文频段（1610.6～1613.8MHz）重叠。另外ITUWARC－92又决定将1016－1626.5MHz频段分配给低地球轨道（LEO）移动通信卫星使用，因此要求GLONASS改变频率，即让出高端频率。

1993年9月俄罗斯作出响应，决定在同一轨道面上相隔180°（即在地球相反两侧）的两颗卫星使用同一频道。于是，在仍保持频分多址的情况下，系统总频道数可减少一半，因而可让出高端频率。

应该指出，在改频计划第Ⅰ和第Ⅱ阶段，不排除在新发射的卫星上使用－7～＋4中的频道，并装上滤除1610.6～1613.8MHz和在（第Ⅲ阶段及其以后的发射卫星再装上）1060～1670MHz的滤波器，以消除强的带外干扰。此外，为了保持L2与L1的间隔，改频计划还包括对L2信号频率（按L2／L1＝7／9）作相应的改变。

在1996年12月的有关会议上，美国的代表要求俄罗斯加快实施GLONASS的改频计划，并希望俄罗斯能在2000年完成。而俄罗斯的代表仍坚持原计划不能改变，因为改变计划受到因此要升级卫星和其它设备的限制。

解决GLONASS信号与其它电子系统相互干扰的另外一种有效办法是使GLONASS象GPS那样，使用码分多址（CDMA），即所有卫星均采用相同的发射频率，该频率可以很接近GPS的或者就用GPS的频率。这样，两个系统的兼容问题可大大改善，并使某些干扰问题降到最小。据报道，美国洛克韦尔公司决定协助俄罗斯改进GLONASS。其一是将GLONASS的频率改为GPS的频率，便于世界民用。此项计划将耗资470万美元。下一代改进型卫星和未来的星座

从1990年起，俄罗斯就开始研制下一代改进型卫星，GLONASS－MⅠ，重约1480kg。这种新型卫星将进一步改进星上原子钟，提高频率稳定度和系统的精度，更为重要的是它的工作寿命可以达到5年以上，这对确保GLONASS空间星座维持21－24颗工作卫星发射信号至关重要。1995年按计划对GLONASS－MⅠ进行了全面的地面测试，并计划在1996年第三季度进行首次这种卫星发射。这次发射将携带两颗BlockⅡV卫星和一颗GLONASS－MⅠ卫星。以后MⅠ型卫星将作为替补卫星，一直用到2000年。

近期，俄罗斯正准备研制一种工作寿命可达7年的更大（其重约达2000kg）和功能更强的GLONASS－MⅡ型卫星。除了对星上子系统作重要改进外，还将增加星间数据通信和监视能力，因而可自主运行长达60天。MⅡ卫星还将发射第二个民用频率，以便消除电离层对民用定位精度的影响。预计，这些MⅡ型卫星将在2000年以后发射。

另外，GLONASS计划的管理者正在考虑把未来空间星座卫星总数增至27颗，即在原每个轨道面上均布8颗工作卫星外，各轨道面上再增加1颗在轨备用卫星。地面控制部分的改进

地面控制部分的改进包括改进控制中心；开发用于轨道监测和控制的现代化测量设备；改进控制站和控制中心之间的通信设备。这些改进项目完成后，可使星历精度提高30－40%，可使导航信号相位同步的精度提高1～2倍（15ns），以及可降低伪距误差中的电离层分量。差分增强系统

为了进一步提高GLONASS的精度，以满足三个类别的飞机精密进场／着陆的要求，俄罗斯正计划开发以下三种差分增强系统。

广域差分系统。它包括在俄罗斯境内建立3－5个WADS地面站，可为离站1500～2000km内的用户提供5－15m的位置精度。

区域差分系统。在一个很大的区域上设置多个差分站和用于控制、通信和发射的设备。它可在离台站400～600km的范围内，为空中、海上、地面以及铁路和测量用户提供3－10m的位置精度。

局域差分系统。它采用载波相位测量校正伪距，可为离台站40km以内的用户提供10cm量级的位置精度。LADS台站可以是移动系统，还可能用地面小功率发射机———伪卫星来辅助。

另外，还制订了一个更大范围的包括独联体各国的统一的联合国家分系统。该系统预计在1998－2000年建成，届时将为独联体的所有国家提供精密导航定位服务。发展前景

Glonass－K卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星，使用寿命达到十年，该型号卫星完成后，Glonass系统将与GPS不相上下，用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型号卫星———Glonass卫星与其升级型号Glonass－M。Glonass－M卫星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统，并为民用客户增加了一个额外的导航频率。Glonass系统为军民两用而设计，可使用户实时标明位置。覆盖全球

俄计划2010年发射3次共计9颗“格洛纳斯”导航系统卫星，2010年年底前“格洛纳斯”系统在轨卫星总数将达到24颗，其信号已经覆盖全球。此时，“格洛纳斯”系统与美国全球定位系统（GPS）相比将具有明显的竞争力。“格洛纳斯”系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米以内。应用范围

卫星导航首先是在军事需求的推动下发展起来的，GLONASS与GPS一样可为全球海陆空以及近地空间的各种用户提供全天候、连续提供高精度的各种三维位置、三维速度和时间信息（PVT信息），这样不仅为海军舰船、空军飞机、陆军坦克、装甲车、炮车等提供精确导航；也在精密导弹制导、C3I精密敌我态势产生、部队准确的机动和配合、武器系统的精确瞄准等方面广泛应用。

另外，卫星导航在大地和海洋测绘、邮电通信、地质勘探、石油开发、地震预报、地面交通管理等各种国民经济领域有越来越多的应用。

GLONASS的出现，打破了美国对卫星导航独家笼断的地位，消除了美国利用GPS施以主权威慑给用户带来的后顾之忧，GPS／GLONASS兼容使用可以提供更好的精度几何因子，消除GPS的SA影响，从而提高定位精度。

伽利略全球卫星定位导航系统

正在建设的伽利略伽利略全球卫星定位导航系统由30颗卫星组成，因此全球覆盖面更广，并且卫星定位的精度也比GPS提高了10倍以上，可以达到1至3米左右，而伽利略全球卫星定位导航系统则有3个波段分别传送，因此可使地面系统在任何时候都可以同任何一个卫星进行信号传递。美国GPS只有28颗卫星，美国GPS的卫星信号上传和控制部分均处于同一个波段，而伽利略全球卫星定位导航系统则有3个波段分别传送。

伽利略全球卫星定位导航系统与美国的GPS相比，有哪些优越性？打一个非常形象的比喻：如果说美国的GPS只能找到街道，那么“伽利略”可找到车库门。现在大家所熟悉的美国GPS由于在建立之初是应用于军事，因此对民用领域有许多限制。例如目前GPS的精度虽然可以达到10米以内，但美国考虑到本国的利益，对国际上开放的民用精度只有30米，而且可在任何时间以任何借口中断服务。

伽利略计划的实施，将结束美国GPS在世界上的垄断局面。据了解，从现在到2005年，伽利略计划将完成卫星和地面组成设备的研发和仿真测试工作；在2006年至2008年，将发射卫星，并进行地面台站的安装调试。2008年，伽利略全球卫星定位导航系统将正式投入商业运行。

英国“天网”系列军用通信卫星

英国是世界上少数几个拥有自己的专用军事卫星通信网的国家之一。它的“天网”卫星通信系统在1990～1991年的海湾战争、20世纪90年代中期的波黑危机、1997年英国撤出香港的通信高峰期和1999年北约空袭南联盟行动中，充分发挥了专用军事卫星通信的优势和作用，显得物有所值。“天网”系列卫星计划开始于20世纪60年代中期，现已发展了几代。“天网”1包括“天网”1A和1B两颗卫星，分别于1969和1970年发射。其中“天网”1A因转发器故障仅用了不到一年，而“天网”1B则由于远地点发动机故障而没有进入预定轨道。“天网”2也包括两颗卫星，均在1974年发射。其中“天网”2A发射失败，而“天网”2B则一切正常，发射20年后还仍在服役，

后来，由于从中东和远东地区撤军，英国感觉已没有必要维持昂贵的军用通信卫星和众多地面站，于是在1975年取消了“天网”3计划，改为租用美国和北约的卫星。然而，随着世界军事、政治的风云变幻，英国对拥有独立军用卫星通信能力的需求后来又显著增加。

1982年的英阿马岛冲突更加强化了这种需求，从而促使英国重下决心维持自己独立的军事卫星通信系统，提出实施“天网”4计划。“天网”4系统分为两代。第一代“天网”4系统包括3颗卫星，即

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