高轨中继卫星让测控“永不断线”
2026-10-23 16:07 来源:  北京号
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首颗商业高轨中继卫星苍宇一号模型亮相中关村论坛常设展 苍宇天基/供图

【创新词条】高轨中继卫星

高轨中继卫星,是指部署在地球同步轨道(距地面约36000公里)的通信卫星,其核心使命是转发地球站与航天器之间的遥测遥控数据及探测信息,相当于把地面测控站“搬”到了太空。它和普通通信卫星的最大区别在于:普通通信卫星主要服务于地面用户之间的信息传递;而高轨中继卫星捕获跟踪的是在轨高速运动的航天器,充当中低轨航天器与地面站之间的“信息快递员”,从根本上解决地面站因地球曲率而受限于测控弧段短、通信盲区多的难题。业界将其誉为“卫星的卫星”。面对航天新时代的数据洪流,海淀企业苍宇天基正致力于将地面测控站“搬”上距离地面约36000公里的地球同步轨道。

【中关村探索】

10月16日,海淀企业苍宇天基(北京)信息通信技术有限公司(以下简称“苍宇天基”)召开首颗高轨中继卫星“苍宇01卫星”系统双周调度会和载荷跟产督办会。目前,卫星平台及载荷单机陆续齐套,已完成多轮联试,相关单机内部联调联试工作按节点稳步推进。据悉,公司已完成4颗GEO卫星频率轨位资源储备,首颗GEO卫星计划于2027年择机发射。

位于海淀区高德大厦的苍宇天基成立于2021年。公司以“引领天基信息基础设施建设、助力航天强国”为使命,是国内首家聚焦高、中轨道天基信息系统建设与运营的商业航天公司,旨在为全球用户提供天基测量控制、数据传输、信息互联等商业化服务。

借几何高度差打通天基测控瓶颈

在商业航天产业链中,测运控是关乎航天器发射后能否成功执行任务的关键环节。如果将航天器比作风筝,测控系统就是那根牵引风筝的控制线。随着航天器发射数量激增,测运控需求迎来爆炸式增长。但传统航天器依赖地面站传输数据,卫星必须运行至特定地面站的测控范围内才能完成任务。

“地球表面70%是海洋,与在陆地建设地面站不同,海面上的地面站只能建在船上,建设运维成本高且无法大规模、常态化布设。此外,在国外建设地面站也存在频率协调、数据回传成本高等现实问题。”苍宇天基联合创始人刘汉超告诉记者,“更关键的是物理限制本身,地面站与运行在500-1000公里高度的低轨卫星距离近,其数据传输带宽更高,但其信号覆盖范围呈锥形,单个地面站的覆盖能力十分有限。”

部署于36000公里高度地球同步轨道的高轨中继卫星,其奥妙正在于依托巨大轨道高度形成的几何优势。“同样大小的信号锥,高轨卫星能覆盖近半个地球表面以及60%的低轨轨道面。”刘汉超用双手比画着两个不同角度的锥形,“只需三颗间隔120度部署的GEO卫星,即可实现对地球轨道的全覆盖。相比之下,地面站则需建设数十甚至上百个。”他打了个比方:“正如4G时代用蜂窝基站取代孤立信号塔,我们正在构建一张覆盖全球的太空通信骨干网。”

刘汉超表示,苍宇天基规划构建由13颗卫星组成的多轨道商业中继卫星星座。目前,该系统的首颗卫星已进入投产阶段,计划于2027年一季度发射。这颗“太空基站”将开启国内首个商业高轨中继卫星星座系统的建设,为航天器编织一张永不断线的通信网络。

织就立体太空通信骨干网

据刘汉超介绍,苍宇天基规划的“4+6+3”星座体系由4颗地球同步轨道(GEO)卫星、6颗中地球轨道(MEO)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星组成,构成了一套覆盖全球(包含南北极区域)的天基信息传输系统。

其中,4颗GEO卫星构成骨干网,分别定点于欧非、亚太和美洲上空,其中亚太上空部署双星冗余。这批“太空基站”可同时服务数百至数万个低轨目标,解决了传统地面站“一对一”服务的效率瓶颈。3颗IGSO卫星专攻极地盲区,填补GEO卫星无法覆盖的南北极地带;6颗MEO卫星担任带宽增强器,当GEO卫星服务容量饱和时,提供额外的通信通道,分担流量压力。

这套系统将重塑卫星运营模式,遥感卫星拍摄的数据无需再等待过境地面站,可通过中继卫星实时回传;空间站宇航员将告别通信中断;商业火箭即使在海洋上空飞行,也能保持全程监控。“其本质就是将地面站的功能搬到了太空,确保所有航天器‘永远在线’。”刘汉超说。

苍宇天基的客户群覆盖三大场景:低轨感知层(低轨卫星、火箭、空间站)、航空应用层(无人机、飞机)和地表应用层(中欧班列、集装箱货运),其商业逻辑植根于数据价值的指数级跃升。“延时数小时的遥感影像商业价值有限,实时回传的数据价值成倍增长。”刘汉超分析道,“我们从中分享合理的收益,同时显著提升整个航天产业链的价值。”

千亿级中继赛道蓄势而起

随着星网、千帆星座以及大量遥感星座等巨型星座计划的推进,我国低轨卫星数量正迈向万颗级规模。“想要建设上万个地面站成本巨大,几乎不具备落地条件。”刘汉超说,“同时,航天器安全监管要求实时监控,中继服务将成为刚需。”

苍宇天基的布局恰逢其时。据行业咨询公司预测,未来五年全球各地将发射多达7万颗低轨道卫星,海量太空资产对数据实时回传的需求,催生了一个千亿级的太空数据中继市场。“苍茫宇宙,繁星点点,我们要做最高的那颗星。”刘汉超说,苍宇天基的目标,就是让中国商业航天在36000公里高空点亮属于自己的“太空基站”。

当卫星数据的传输通过中继卫星和地面站多手段保障时,人类对地球的观测,将从“惊鸿一瞥”升级为“永不眨眼”的实时监测——这正是太空新基建,为我们打开的全新图景。(记者 王萌)


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北京海淀官方发布


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