观察Industry ObservationD IGITCW产业26DIGITCW 2018.121 基本概念1.1 分类从发展历程看，微小卫星可分为传统类和现代类。航空航天发展的初期，受火箭运载能力及航天技术水平限制，发射的卫星重量低、体积小、功能少，一般称为传统微小卫星。随着微电子技术和制造技术的进步，卫星小型化进程加快，现代微小卫星具有重量低、体积小、功能堪比普通大卫星等特点。目前，国内外对微小卫星的定义并不统一。国际上大多根据卫星重量对小型卫星进行分类，不同国家或研究机构划分标准也不尽相同。曾有少数提出以卫星功率等参数作为微小卫星的分类依据。随着对小型卫星研究...
观察Industry ObservationD IGITCW产业26DIGITCW 2018.121 基本概念1.1 分类从发展历程看，微小卫星可分为传统类和现代类。航空航天发展的初期，受火箭运载能力及航天技术水平限制，发射的卫星重量低、体积小、功能少，一般称为传统微小卫星。随着微电子技术和制造技术的进步，卫星小型化进程加快，现代微小卫星具有重量低、体积小、功能堪比普通大卫星等特点。目前，国内外对微小卫星的定义并不统一。国际上大多根据卫星重量对小型卫星进行分类，不同国家或研究机构划分标准也不尽相同。曾有少数提出以卫星功率等参数作为微小卫星的分类依据。随着对小型卫星研究的不断深入，仅以重量作为类型划分依据并不合理，因此有研究机构产生了微小卫星功能密度的概念，即平均每千克卫星质量所能提供的某项功能指标。在此基础上，国际电联也提出了对微小卫星重量、功率、成本等主要参数的类型划分标准，见表1。表1 ITU-R的微小卫星分类标准1.2 使用频率微小卫星主要涉及卫星间业务、空间操作业务、卫星移动业务、卫星地球探测业务、空间研究业务、卫星气象业务和卫星业余业务等无线电业务。目前，微小卫星使用的频率集中在3MHz-33GHz （HF、VHF、UHF、L、S、C、X、Ku、Ka 等）频段。我国微小卫星使用的频段主要集中于测控的 S 频段以及卫星业余业务、空间操作业务的 UHF、VHF 频段[1] 。随着微小卫星技术的不断发展和创新，以及新的应用需求也在不断扩展微小卫星的无线电业务领域和使用频率范围。2 微小卫星技术特性微小卫星在传统卫星技术的基础上，采用全新设计思路，利用微加工、微制造技术，从而进一步提高了微小卫星的功能密度。微小卫星的组成结构与大型卫星类似，但同时又具备重量轻、体积小、发射灵活、性能好、成本低等技术特征。微小卫星与传统大卫星典型特征的对比见表2。2.1 轻小型化与重达几吨的普通卫星相比，微小卫星重量只有克至百千克的量级。这得益于轻型复合材料、微电子、微光电、微型计算、微型机械及高精尖加工等高新技术的发展。微电子技术、微光电技术、微型计算技术、微型机械及加工技术和集成化应用为微小卫星的小型化提供了重要技术前提。而轻型复合材料技术以及微型技术的集成化应用为微小卫星的轻型化的发展奠定了基础。表2 微小卫星与传统卫星典型指标对比2.2 成本降低微小卫星成本降低有三个主要原因 ：一是轻小型化带来的技术和材料成本节约 ；二是平均发射成本降低，通过一箭多星技术大幅度降低了每颗微小卫星的发射费用 ；三是生产研制周期缩短，减少了项目投资。传统卫星的研制周期一般需要5年左右，而且项目投资大、发射费用高、项目风险大。微小卫星研制过程主要采用先进成熟的技术，采用现成的集成化器件，以及科学、合理的管理手段，使得微小卫星的研制周期一般为15～30个月，研制成本大大降低。普通卫星研制、发射给发展中国家带来的成本投入压力，使得微小卫星逐渐成为国际航天市场的新宠，为发展中国家积极参与地球外层空间活动提供了有利条件。2.3 部署灵活由于微小卫星的体积小、重量轻，其发射方式也更加灵活。微小卫星可以作为大卫星的附属物一起发射，也可以是几十甚至上百个微小卫星搭载同一个火箭一齐发射，即一箭多星技术。运载和发射工具包括火箭、导弹、空间飞行器等，发射地点可以为地面、大气层或太空平台。微小卫星灵活发射的特点，使卫星网络的快速部署能力和鲁棒性能大大增强。例如，可以根据需求随时发射微小卫星到指定区域进行工作。通过利用大量微小卫星组成冗余备份，当某颗卫星失效或摧毁时，能够快速补充卫星。虽然单颗微小卫星功能受限、单一，通过多颗微小卫星组成卫星星座或编队[2]进行网络部署，可以实现甚至超越同等质量的大型卫星所能提供的功能。例如多个微小卫星组成立体化的卫星网络可以完成单颗大卫星难以完成的引力场测量、太空探测等多种航天任务，可大幅缩短对目标的重访周期，实现近实时（例如每10分钟更新一次）连续观测和成像等。2.4 其他特点微小卫星通常不会单独发射，且对于轨道没有特殊要求，其发射方式可以跟随搭载大卫星一起发射或者通过一箭多星的方式集体发射。因此，微小卫星一般只有在确定发射方式（例如运载火箭）后，才能明确轨道参数，这就给卫星网络申报和协调带来了不便。众所周知，卫星的动力能源决定了卫星的使用寿命。由于微小卫星重量和尺寸的限制，微小卫星一般没有动力装置或者只有有限的能源可以用于推进和变轨机动。因此，微小卫星在成功发射进入预定轨道微小卫星特性与应用发展概述周钰哲（中国电子信息产业发展研究院，北京 100846）摘要：本文介绍了微小卫星的分类和频率使用情况，并对微小卫星的技术特征和应用领域进行研究，最后展望了未来微小卫星的发展方向。关键词：微小卫星 ；技术特性 ；应用领域 ；商业模式 ；卫星互联网doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2018.12.015中图分类号：TN927，V474 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2018）12-0026-02Overview of Microsatellite Characteristics and Application DevelopmentZhou Yuzhe（China Center for Information Industry Development，Beijing，100846）Abstract ：M icrosatellites c lassification a nd s pectrum u sage s tatus a re i ntroduced.T hen，t he t echnical characteristics and application area of microsatellites are studied.Finally，future microsatellites development direction is provided.Keywords ：microsatellite ；technical characteristics ；application area ；business model ；satellite internet万方数据
