1.2　空间信息网络业务和资源简述

空间信息网络中的卫星按照业务分类可以大致分为广播通信卫星和遥感卫星。其中，广播通信卫星的业务主要包括固定通信业务、移动通信业务和广播业务。广播卫星由通信卫星发展而来，但二者又有区别。通信卫星主要用于电话、电报、电传和电视传输等电信业务，连接两座或多座具有收、发功能的卫星通信地球站，实现点对点的双向通信，通信转发器数目较多。广播卫星按广播方式分为向地面电视运营商提供点对多点服务的卫星广播；向个人、大众提供点对面直播服务的卫星直播。遥感卫星业务主要为了在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域，可监测到农业、林业、海洋、国土、环保、气象等情况。遥感卫星主要有气象卫星、陆地卫星和海洋卫星3种类型。

上述不同业务类型的人造地球卫星在空间环绕地球运行的路径可用轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和近点时刻等6个轨道要素（根数）描述。主要有以下几种分类法。

（1）按卫星运行的高度

低轨道：卫星飞行高度小于1 000 km。

中高轨道：卫星飞行高度为1 000~20 000 km。

高轨道：卫星飞行高度大于20 000 km。

（2）按卫星运行轨迹的偏心率

圆轨道：偏心率等于0。

近圆轨道：偏心率小于0.1。

椭圆轨道：偏心率大于0.1，而小于1。

（3）按卫星运行轨迹的倾角

赤道轨道：倾角等于0或180°。

极地轨道：倾角等于90°。

倾斜轨道：倾角不等于90°、0或180°。

还有一些较为特殊的轨道，包括以下几种。地球同步轨道：卫星在顺行轨道上绕地球运行时，其运行周期（绕地球一圈的时间）与地球的自转周期相同，这种卫星轨道叫地球同步轨道。地球静止卫星轨道：如果地球同步轨道卫星正好在地球赤道上空离地面35 786 km的轨道上绕地球运行，由于它绕地球运行的角速度与地球自转的角速度相同，从地面上看去它好像是静止的，这种卫星轨道叫地球静止卫星轨道。地球静止卫星轨道是地球同步轨道的特例，它只有一条。地球静止轨道已经非常拥挤，每隔2.5°左右就有一颗C频段在轨通信卫星，隔2°左右就有一颗Ku频段在轨通信卫星。太阳同步轨道：由于地球扁率（地球不是圆球形的，而是在赤道部分隆起），卫星轨道平面绕地球自转轴旋转。如果卫星轨道平面绕地球自转轴的旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和平均角速度相同，则这种卫星轨道叫太阳同步轨道。极轨道：倾角为90°的人造地球卫星轨道，又称极地轨道。在极轨道上运行的卫星，每一圈内都可以经过任何纬度和南北两极的上空。由于卫星在任何位置上都可以覆盖一定的区域，因此，为覆盖南北极，轨道倾角并不需要严格的90°，只需在90°附近就行。在工程上，倾角常在90°左右，但仍能覆盖全球的轨道也称为极轨道。许多地球资源卫星、气象卫星以及一些军事侦察卫星采用太阳同步轨道，它们的倾角与90°只相差几度，所以也可以称其为极轨道。

电波在地球站与卫星之间传播时，必须穿过地球周围的大气层，因而会受到电离层中自由电子和离子的吸收，以及对流层中氧分子、水蒸气分子等的吸收和散射，从而存在损耗。当频率在100 MHz以下时，宇宙噪声会迅速增加，因此，100 MHz以下频段通常不用于空间通信。在0.3~10 GHz频段，大气损耗最小，称此频段为“无线电窗口”；在30 GHz附近，称为“半透明无线电窗口”。选择卫星通信频段常需要考虑这些“窗口”，如1~10 GHz频段最为适宜。在此“窗口”中的C频段就是开发应用较早的卫星通信频段。对于4~6 GHz频段，因频率较低，降雨损耗不严重，在系统设计时通常留5~6 dB的功率损耗余量。与C频段相比，Ku频段的电波传播易受暴雨、浓云、密雾的影响。对11~14 GHz频段，由于降雨损耗较大，一般要有10 dB左右的功率损耗余量。但此频段具有不需要与地面微波通信协调、卫星EIRP基本不受限制、同等工作条件下天线口径较小及天线波束窄等优点，也得到了较广泛的应用。在Ka频段，降雨的影响也比较严重，但它包含了一个“半透明无线电窗口”，得到越来越多研究和开发。

卫星业务是一种国际性业务，必须遵守《无线电规则》所规定的频率划分规定。《无线电规则》的频率划分在其所分的世界3个区域内是基本一致的。除个别被国际无线电频率划分表脚注条款认可外，各国的频率划分一般与国际划分也是一致的。随着经济和军事的发展，卫星频率与地球静止轨道资源日益成为各国抢占的对象。一些国家和组织出于自己利益的考虑，先占领轨道位置及频率而后发射卫星。然而许多卫星仅作了书面登记，成为所谓的纸面卫星。就目前国际电信联盟登记情况看，地球静止轨道上C频段通信卫星已近饱和，Ku频段通信卫星也很拥挤。