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    銥星證明LEO非技術,而是平臺

     fredli1964 2024-08-09

           說起LEO(低地球軌道)衛星,現在鋪天蓋地的是衛星互聯網,實際上,真正捷足先登的全球化LEO星座是導航衛星,就是GPS前生,稱為“子午儀”系統。而要說到全球衛星通信系統,那就要數“銥星系統”,以66顆衛星覆蓋全球,銥星系統原先是美國摩托羅拉公司設計的全球移動通信系統。目前,銥星是一家全球衛星通信公司,在地球上的任何地方提供語音和數據服務。憑借其衛星星座,銥星的網絡將世界上最偏遠地區的人員和設備連接起來,并且如同離家近在咫尺。按照原先設計,它的天上部分是運行在7條軌道上的衛星,每條軌道上均勻分布著11顆衛星,組成一個完整的星座。它們就像化學元素銥(Ir)原子核外的77個電子圍繞其運轉一樣,因此被稱為銥星。后來經過計算證實,6條軌道就夠了,于是,衛星總數減少到66顆,但仍習慣稱為銥星。

           銥星系統于1996年開始試驗發射,計劃1998年投入業務,總投資為34億美元,設計使用壽命為5年,銥星系統提供的用戶業務有:移動電話(手機)和數據。銥星系統已突破了星間鏈路關鍵技術問題,系統基本結構與規程已初步建成,系統研究發展的各個方面都取得了重要進展,全世界幾十家公司都參與了其計劃的實施。這些情況表明,從技術角度看銥星計劃的確立、運籌和實施是成功的。當摩托羅拉公司費盡千辛萬苦終于在1998年11月1日正式將銥星系統投入使用時,命運卻和摩托羅拉公司開了一個很大的玩笑,傳統的手機已經完全占領了市場,由于無法形成穩定的客戶群,使銥星公司虧損巨大,連借款利息都償還不起,摩托羅拉公司不得不將曾一度輝煌的銥星公司申請破產保護,在回天無力的情況下,只好宣布即將終止銥星服務。

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    技術上先進的銥星,在市場上遇到了麻煩,需求在哪里,贏利在何方,叫天天不應,呼地地不靈,市場需要生態,市場就是那么無情。摩托羅拉公司正式通知銥星電話用戶,到1999年3月15日,如果還沒有買家收購銥星公司并追加投資,銥星的服務將于美國東部時間3月17日23點59分終止銥星。3月17日,銥星公司正式宣布破產,從正式宣布投入使用到終止使用不足半年時間。

    第一代銥星系統是將昂貴的新興領域(低軌衛星)應用到傳統市場(電話)以至鎩羽而歸的反面教材。當年摩托羅拉公司及其合作者試圖在破產法庭拍賣這些衛星,標價定為1000萬美元(也就是說,原先投資的1美元如今只剩0.2美分),盡管報價超低還是無人問津。當時幾乎所有人都認為衛星自毀程序的啟動已是勢在必行。就在這緊要關頭,科盧西介入了交易。首先他費盡口舌,說服美國政府批準他擁有這些衛星。然后他做了筆好買賣,獲得了國防部為期5年、每年3600萬美元的合同,為2萬名政府雇員提供不限時的通信服務。這3600萬美元差不多相當于銥星公司年運營成本的一半。科盧西向摩托羅拉公司等債權人出價2500萬美元收購這些衛星。他憑著三寸不爛之舌從倫敦的勞埃德保險社獲得了20億美元的責任險保單,以防衛星脫離軌道撞到地表物體造成損失。科盧西最終說服國防部動用了其鮮為人知的權力,即補償私人公司為維護國家安全利益所蒙受的損失。這樣一來,即使出現勞埃德保險社的保單未能涵蓋的衛星事故,那也不會影響到摩托羅拉公司。這件事解決后,摩托羅拉公司在2000年年底將所有權轉讓給科盧西及其贊助人,并出售了銥星公司的66顆在軌運行衛星和12顆在軌備用衛星。銥星系統的賣點在于其革命性的設計,即確保任何時刻總會有一顆衛星在通話者的上方。還有其高性能、低成本、時效性。還有衛星互聯網和如今馬斯克的星鏈的概念萌芽。除了語音通話之外,科盧西還想利用衛星傳輸數據。摩托羅拉公司的高管對他的想法不以為然,聲稱分析報告表明“數據業務無足輕重″。2001年6月,科盧西開始提供速度為2. 4kbps的互聯網連接服務。兩年后,銥星系統開始提供短信服務,每條短信最多2000個字符(1.6萬字節)。銥星公司的純數據收發裝置價格從800美元降到了250美元。于是,需要從邊遠地區發送短信的客戶群浮出水面,這包括跟蹤鯨魚遷徙的科學家、管理風力發電的公用事業公司以及希望船員擁有落水警報的航運公司等等。2004年7月,銥星公司的營運收入(扣除利息、稅收和折舊前的收入)扭虧為盈,更是突破了1億美元。目前該公司數據業務收入差不多和語音業務收入持平,而且這項業務以后還會賺得更多。

    銥星公司曾經一度操作iGPS的概念,現在又推進衛星授時定位(STL)業務,也非常成功。日前,銥星通信公司宣布將其衛星授時和定位(STL)服務的商業可用性擴展到歐洲和亞太地區的部分地區。這種擴張是由不斷增長的需求推動的,旨在提供一種替代的定位、導航和授時 (PNT) 解決方案,以保護關鍵基礎設施免受 GPS 和伽利略被欺騙和干擾時,仍然保障服務。銥星STL服務能夠在全球范圍內運行,旨在確保授時系統的保真度,其信號比GPS強大1000倍。這使得它特別適合室內使用,無需屋頂天線,為交通、能源電網、數據中心、電信網絡和金融服務等行業提供安全且經濟高效的解決方案。

    市場需求與拓展。此前,歐洲和亞洲部分地區的GPS干擾和欺騙活動大幅增加,對關鍵基礎設施構成嚴重威脅。新推出的STL服務將由銥星在這些地區的合作伙伴進行銷售,幫助保護基本系統并提高運營安全性和效率。銥星公司首席執行官Matt Desch表示:“我們認識到全球依賴GNSS的關鍵基礎設施面臨的威脅,以及我們盡快部署對抗措施的責任。他強調了擴大STL服務市場可用性的重要性,特別是在銥星收購Satelles之后。STL解決方案設計為體積小、經濟高效且易于安裝,技術合作伙伴越來越關注新市場。這些解決方案可以集成到現有的依賴GNSS的系統中,也可以作為獨立單元使用。

    全球影響力和未來計劃。隨著授權的擴大,銥星STL現在可以被北美、歐洲部分地區和亞太地區的公司購買。該公司計劃繼續擴大與培訓銷售和支持人員,以進一步擴大該服務的全球影響力。銥星致力于增強PNT解決方案,這表明其積極主動地應對新出現的威脅并支持全球關鍵基礎設施。隨著需求的持續增長,預計還會進一步擴張。

    全球覆蓋、功能強大、持續性強 。銥星組織在定位、導航和授時 (PNT) 服務中所需的一切,以及準確描述 STL(衛星授時和定位)的所有詞語。Satelles 的 STL 使用低地球軌道 (LEO) 衛星為全球客戶提供定位、導航和授時 (PNT) 服務。STL的獨特之處在于,它是當今唯一使用LEO信號的PNT,該信號更強大,非常安全,并且在全球范圍內可用。高功率信號通過進入 GPS 信號受阻或降級的挑戰性環境(包括室內和有封閉環境)來補充 GPS(和其他 GNSS)。衛星復雜、重疊的波束模式,結合信號認證技術,使STL能夠提供與眾不同的可信時間和定位能力。此外,STL 易于部署和連接,節省時間和金錢,同時提供可靠和精確的 PNT。

    強大的信號。STL廣播比中地球軌道(MEO)的GPS衛星強得多,這要歸功于LEO衛星的接近(比GNSS衛星近25倍)和獲得專利的信號編碼增益。信號通過獨特的高功率通道傳輸。當與LEO的接近度和信號編碼增益相結合時,STL廣播產生的信號比任何GNSS信號都強1,000倍(30 dB)。

    全球可用性。由66顆極軌LEO衛星組成的創新網狀架構在太空中形成了一個高效而靈活的全球網絡,以確保在任何地方(包括城市和農村地區,以及跨越海洋、空中和極地地區)提供強大的時間和位置服務。

    網絡安全。交聯提供了關于整個星座的連續軌道和時間信息,即使大多數星座不在視野中。重疊的點波束提供特定于位置的鍵,這些鍵經常更改以提前廣播不可預測的信號,從而提供無與倫比的安全性。

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    連續信號。使用STL,可以從天空中的任何地方獲得連續信號。LEO衛星以大約17,000英里/小時的速度飛行(8分鐘的地平線到地平線凌日),由于多普勒效應導致載波頻率變化。由于衛星快速穿越軌道,天空中的視角不斷變化,這使得STL傳輸甚至可以到達最具挑戰性的定位接收器。這些只是 STL 的一些屬性,有助于改進多徑并避免 GPS/GNSS 固有的許多誤差源。

    LEO PNT的好處。GPS和其他GNSS主要在中地球軌道(MEO)運行。其他解決方案(如LEO衛星、地面無線基礎設施、網絡時間傳輸和機會信號)是保護PNT依賴系統的運行,確保關鍵基礎設施的生存能力和彈性,以及保持政府部門連續性要求的基本應急能力。STL屬于LEO衛星類別。LEO星座具有與MEO系統不同的操作特征和性能特征,例如增加的信號強度和增強的安全性。基于LEO的解決方案覆蓋了地球上的每一個地方。Satelles在LEO星座中擁有多顆衛星,除了精確授時外,還提供3D位置信息。這與廣域地面PNT系統形成鮮明對比,尤其是那些依賴地面無線基礎設施的PNT系統,后者只能提供2D定位,而不需要部署大量的補充基礎設施來支持3D。與其他非衛星技術相比,LEO PNT也具有優勢。例如,與PNT的地面射頻(RF)源相比,STL在全球范圍內可用,不需要逐個城市部署基礎設施。此外, LEO PNT 服務 像 STL 它不容易受到物理攻擊,例如可能針對廣播塔的攻擊。

    并非所有形式的LEO PNT都是相同的。由于低地球軌道 (LEO) 小型衛星航天器的出現,衛星市場正在迅速增長,該航天器的發射和運行成本低于中地球軌道 (MEO) 或地球同步軌道 (GEO) 中的高空衛星。然而,LEO衛星星座在信號工程、功率、地理覆蓋以及向最終用戶提供可信賴的PNT的能力方面存在巨大的多樣性。

    STL 自 2016 年以來一直持續運營,并且仍然是當今市場上唯一商用的 LEO PNT 來源。STL 信號經過專門設計,可提供高質量且完全可靠的 PNT。此外,Satelles 還通過專門的研發團隊、強大的地面網絡、專家的技術支持和客戶服務能力以及多種接收器選項,將 STL 作為一項綜合服務提供。正如一些專家所指出的那樣,LEO不是一種技術;相反,它是太空中的一個社區,支持多個技術平臺,每個平臺都可以有自己獨特的功能,也就是說,平臺還可以搭載其他多種多樣的有效載荷,進行各不相同的專項或者說是專業性服務。

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