低轨卫星通信遥感融合：架构、技术与试验

【摘　要】低轨卫星系统是获取空间信息和破解宽带数字鸿沟的重要基础设施之一，通信与遥感融合是解决现有遥感和通信分治、卫星重置、应急业务响应不及时等问题的有效途径。概述了低轨通信和遥感卫星系统的现状，针对通信和遥感融合需求，提出了通信遥感融合方案及体系架构，阐述了基于该体系架构的硬件组成及融合试验方案，最后探讨了相关挑战和未来发展。

【关键词】通信遥感融合；低轨卫星；即感即传

0  引言

低轨遥感卫星系统为对地观测提供了数据保障，已广泛应用于森林火灾监测、应急救援、大气观测等领域，促进了社会与经济发展，同时在国防领域的重要战略地位也日益凸显。另一方面，低轨宽带通信卫星近年来受到广泛关注，美国以OneWeb、Starlink为代表的低轨商业互联网星座已进入快速建设期，并为“黑杰克”“空间传输层”等项目提供服务；我国也相继提出了鸿雁星座、虹云工程等一系列低轨星座发展计划，在商业等领域均有巨大应用前景。现有遥感系统采用周期性、批处理的运行方式，存在卫星过顶时间短、地面接收资源不足、各处理环节相对独立烦杂等问题，难以满足大量、低时延的遥感信息获取需求。为解决上述问题，结合低轨卫星通信系统的发展，以及节省有限的低轨卫星载荷、轨道和频率等宝贵资源，低轨卫星系统的遥感和通信融合大势所趋。实际上，6G的一个重要技术特征就是采用非体面网络（non-terrestrial network，NTN），在提供10 100倍于5G传输速率的同时，开发新的空中接口，实现传感、通信、导航、计算的融合。<