【ICT展望】中国科学院院士艾国祥：天基通导遥三网合一综合信息网

发布时间：2020年05月21日

2020年5月17日，在2020年世界电信和信息社会日大会上，中国科学院院士艾国祥发表了以《天基通导遥三网合一综合信息网》为题目的演讲。他指出，中国首创的高轨GEO导航通信一体化系统是强抗干扰和抗打击的卫星导航系统，美国在2019年底公布的新方案只能达到该系统的85%的水平。

艾国祥院士表示，网络化智能社会是新时代的基本特征，为促进社会发展和经济发展，为保障国防安全和应急安全，战略上需要发展天基综合信息网。

近几年，低轨全球互联互通网形成了一股大潮。以马斯克为领头，将发射4.3亿颗通信卫星，我国也要发射900颗通信卫星网，以解决更广泛的通信需求。

据艾国祥院士介绍，在低轨全球三网合一系统的方案制定上，第一，通讯方面原来的单独的通信有了重要的补充和增加。不仅仅是向下通信，而且是向上通信。第二，对采集的大量的遥感信息要传到地面，传到第三集里面去进行分析和应用，所以它通信的应用比一般的增加了两个重要的方面，它综合性带来了新的功能。

遥感方面，增加了多方位的光学（红外）1米或2米分辨率相机，能全天时，获得高时间分辨率对地对空遥感信息。但光学遥感缺少全天候的功能，为此，团队又设计了全天候微波遥感，1米分辨率系统。除了对地遥感之外，还增加相机对上和对侧面天空目标以及0.5厘米以上空间碎片的遥感和测定轨功能，这有重大的应用价值。

导航方面，新增了对下导航和对上导航，对前后对左右空间目标的己方导航和彼方导航能力，至少要整体上要提高4倍的效率。

有了低轨道卫星，为什还要高轨道卫星呢？艾国祥院士指出，一直以来，航天通信都是高、低轨同时并举，以高轨为主，各展其能。高轨高60倍，制高点更高，范围更大，连续使用时间更长，星容量更大，更能节省空间轨位资源。近年来低轨能云量生产，成本大大降低，用户量大发展效率高，综合成本低，有成本优势。5G通讯是领先的，但还要有更高的性价比系统，只有把高轨和低轨通讯结合起来，、优势互补。才能推进发展。至于导航，应以高轨为主，积极发展低轨增强。

艾国祥院士表示，高轨GEO卫星导航通信一体化系统能救GPS的命。原因是从 2001 年第一次海湾战争以来，GPS成为世界导航的核心和霸主。然而结果却是乐极生悲。2008年第二次海湾战争以来，GPS因被伊拉克、伊朗和朝鲜干扰，而颜面丢尽。2014年美国防部不得不承认：“面对敌方的打击和干扰等原因，对依赖 GPS 作为唯一 PNT 信息来源的作战人员来说，可能是致命的”。因此要以高新技术发展自主导航来替代GPS。

至2019年底和2020年初，美国国防部和空军，又说卫星导航不能完全被替代，因此又返回到以到卫星导航为主发展。但不是 GPS 原来那样的卫星导航，而是在高轨，发射层 GEO 通信卫星，并不断改变通信和导航方式的新发展方案。而我国科研团队在 2002 年 12 月就创新提出了基于泛 GEO 通信卫星的导航定位系统，并在2004 年 6 月为解决抗于扰、抗打击提出换星、换频、换码以及隐蔽导航的创新系统。

艾国祥院士说，中国首创的高轨 GEO 导航通信一体化系统是强抗干扰和抗打击的卫星导航系统。由于高轨通信卫星最多，在轨存量约 500 颗，可以利用 393 颗。频段有 L、C、Ku、Ka 和 v，总带宽 3.5GHz，使用带宽 40-80MHz。和可采用 60 种以上码，加隐蔽技术。采用“孙猴子 72 变”和隐蔽办法，可提高 400-800dB 的抗干扰能力，因卫星有 1300%的冗余和轨高打击难度，且隐蔽利用，有超强抗打击能力。

“而在17年后美国公开的新方案也只有我国方案的 85%的水平。差在什么地方？是缺少隐蔽系统。可见高轨 GEO 通信卫星群，是卫星导航的最优选择。”艾国祥院士讲解了我国方案的领先优势所在。

此外，该系统除导航与通信一体化之外，还利用廉价高性能自主系统，高性能虚拟原子钟系统，和高性能差分气压测高系统精度1-2M，不仅能加强抗打击和抗干扰能力，而且还能提高性能。

来源：人民邮电报