天儀雙星開啟「業餘無線電技術共享季」，5月底將在軌測試星間通信

來自專欄 造衛星的那些事兒

北京時間2018年1月19日中午12點12分，天儀研究院自主研製的「湘江新區號」 和"全圖通一號"兩顆衛星搭載長征十一號運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射。

截至2018年5月2日15點，天儀雙星已在軌飛行1555圈。在這1555圈裡，天儀的衛星平台能力已經完全驗證成功。目前，天儀雙星已由「衛星平台測試季」逐漸轉到「業餘無線電技術共享季」。

Part 1丨公開衛星平台主要配置和參數

日前，天儀雙星已向全世界的衛星愛好者和業餘無線電愛好者公開了天儀雙星的無線電信標、遙測幀結構和傳輸內容，以及衛星平台的主要配置和參數，收到了衛星愛好者們非常積極的反饋。

1）天儀雙星下行數據格式公開，包括UHF頻段和S頻段。目前，國外的業餘無線電愛好者已經利用UHF頻段波束解出天儀雙星的遙測數據，並持續跟蹤天儀雙星的狀態變化，還與我們進行了非常頻繁的互動，交流技術。

2）國內的業餘無線電愛好者搭建了S頻段的收發天線，用於與天儀雙星進行雙向通訊。預計傳輸速率將達到雙向100kbps，為業餘無線電愛好者之間相距數千公里的遠距離高速數據傳輸研究提供了有益的探索和技術途徑。

說到這裡，可能有朋友就要問了：什麼是業餘無線電呢？天儀為什麼要開放這項數據？

所謂「無線電技術」，就是通過無線電波進行信號傳播的技術，其原理在於，導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象，通過調製可將信息載入於無線電波之上。

起源可以追溯到19世紀後期。1873年，James Clerk Maxwell 提出了他的電磁場理論；1893年，Nikola Tesla 在美國密蘇里州聖路易斯首次公開展示了無線電通信；1901年，Guglielmo Marconi 在大西洋與一台使用高功率和巨型天線的無線電設備進行通信；1909年，Einar Dessau 用一台短波無線電收發機進行了第一次業餘無線電愛好者的廣播；1914年，Hiram Percy Maxim 發現如果中繼站有組織，消息可以在更遠的距離上更可靠地發送；1921年，業餘無線電實現跨大西洋發射和接收測試；1960年，第一次完成了業餘無線電的雙向月面反射通信。

業餘無線電愛好者是一個在全世界範圍內充滿活力的群體。他們對新技術不斷追求，對未知領域不斷探索，同時也非常嚴格的遵守無線電使用的規則與法律。目前業餘無線電愛好者幾乎在世界的每個國家都很活躍，在全世界註冊人數已達到600萬人，他們是推進無線電應用技術水平的提高的一支不可忽視的力量。

業餘無線電愛好者常用的通信方式，包括CW、SSB、FM、數據包、慢掃描電視、PACTOR、PSK31、RTTY等模式，可以通過地面、電離層，甚至月球反射實現與相距遙遠的業餘無線電愛好者通信聯繫。

需要特別指出的是，這可能是出現自然災害，且其他通信手段皆失效時，唯一能夠使用的通訊手段，而且可以實現跨越城市、地區、國家、大陸，世界乃至太空進行溝通！

例如，在汶川大地震中，在固定電話、手機等正規通信手段癱瘓後，業餘無線電發揮出驚人的神通。成都人劉虎在地震時抓起手持電台往樓下跑，14時31分第一個進行主控台地震播報，「火腿」（無線電愛好者）族紛紛響應，很快確認成都沒有重大傷亡。5月13日，劉旭向四川省無線電管理委員會彙報，成立了四川業餘無線電應急通信網指揮中心。全國各地的「火腿」們帶著手持電台、車載電台、短波台等設備，開著越野車到災區架設應急通信中轉站；以營地為中心，在臨時通信覆蓋區域內進山搜索災民，引導災民下山。業餘無線電成為災難應急機制的重要組成部分；在美國卡特里娜颶風，以及2013年科羅拉多州發生的災難性洪水期間，業餘無線電愛好者們也都來到了救援中心進行通訊服務。

我們非常希望通過此次公開天儀雙星平台主要配置和參數，可以與全世界感興趣的朋友一起「玩」這兩顆衛星。

未來，天儀雙星還將進一步公開星上配置與控制參數，為業餘無線電愛好者研究衛星控制演算法提供一個開放的平台和技術驗證途徑，共同促進後續業餘無線電的發展。

天儀衛星姿態模擬視頻，請大力戳開：

https://www.zhihu.com/video/975420400976576512

Part 2丨將在軌測試星間通信

北京時間2018年1月19日中午12點12分，天儀研究院自主研製的「湘江新區號」 和"全圖通一號"兩顆衛星搭載長征十一號運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射。剛入軌時，雙星距離很近，因釋放方向以及雙星相對速度的原因，導致兩星距離逐漸遠離，當兩星距離超過5500公里時，被地球遮擋，不能相互可見。

根據軌道計算，到5月初，兩星再次進入相互可見距離，並逐漸接近，直到5月中下旬，兩顆衛星將再次接近到數公里範圍內，屆時我們將在軌測試星間通信。

在目前的衛星通信系統中，衛星有兩種通信方式：一種是「空間-地球」通信；另一種就是「空間-空間」通信。

先說傳統的「空間-地球」通信，受地域限制比較突出，必須在衛星地球站覆蓋範圍內才可以實現通訊；而「空間-空間」通信，則可以通過「衛星」與「衛星」之間的接力方式，使得低軌衛星移動通信系統能夠更少地依賴於地面網路，實現信號遠距離傳輸；同時也減少了地面信關的數目，從而可大大降低地面段的複雜度和投資。

此次天儀雙星在軌測試星間通信，將為後續面向組網衛星的星間聯絡做準備。

Part 3丨嘗試拍攝瀟湘一號

北京時間2016年11月10日上午7點42分，我國首顆商業化科學實驗衛星——「瀟湘一號」在酒泉衛星發射基地搭載長征十一號運載火箭成功發射，這也是隸屬於湖南省的第一顆人造衛星。

根據CubeSat資料庫統計的全球範圍內任務目標的達到程度來確定的衛星任務成功等級判斷，瀟湘一號已達到第4等級，即已完成主要任務。

這對於全球範圍內的商業航天公司來說，已是十分不易的成績；對於中國航天領域創業公司的首發衛星，更是非常難得。

1）發射：火箭開始升空（發射失敗通常停止在任務狀態1）；

2）已部署：已確認航天器已從運載火箭釋放；

3）調試：航天器至少有一個上行鏈路和一個下行鏈路；

4）主要行動：航天器正在採取行動取得主要任務的成功（即接收命令，下行任務數據）；

5）任務成功：主要任務目標已經全部實現。航天器可能會繼續運行，執行輔助任務等。

瀟湘一號的研製、發射、在軌運維以及後面的故障判斷和衛星搶救的經歷，都給了我們技術人員在衛星系統設計、可靠性和故障應急控制模式方面，提供了寶貴的經驗。甚至可以說，是瀟湘一號幫助我們完成了衛星核心系統以及安全模式的驗證，為天儀雙星以及接下來的一箭四星等奠定了堅實的基礎。而天儀雙星已正常運行超3個月的成績，無疑是站在瀟湘一號肩膀上的一次巨大的飛躍。

據了解，國內外的同行也都基本上遇到過類似甚至更嚴重的問題，我們真誠地歡迎國內外同行能夠與我們聯繫，一起探討在軌故障診斷以及應急處理的解決方案，共同促進行業進步。

最後，我們還有一個小夢想。

在未來的一段時間裡，我們將密切監視軌道，我們期待在交匯時，可以用天儀雙星搭載的相機嘗試拍攝瀟湘一號的身影。