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浅谈OneWeb星座 发布时间:2024/6/7 13:37:00
OneWeb星座从规划、设计到分批发射、入轨直至完成构建第一期低轨星座,可以说并不顺利,好在最终募集到了足够的资金,从而支持星座的持续建设。如果单从技术的角度分析,OneWeb星座在筹划建设之初,被誉为行业先锋,筹备全面,领跑同行。目前看,该星座仍具有轨位、频率和协调上的先发优势,值得后来者研究、借鉴。
l 发展历程(命运多舛,艰难求生)
OneWeb建立于2012年,创始人格里格·维勒(Greg Wyler),计划通过发射超过600个小卫星到低轨道创建覆盖全球的高速电信网络。之后,OneWeb公司经历多轮融资以及股权变化。概要如下:
2015年1月到2019年3月期间,OneWeb先后获得英国维珍银河公司、美国休斯网络系统公司、国际通信卫星公司、印度巴蒂集团、空客集团和日本软银集团等机构的多轮融资,共募得资金约34.5亿美元。
2020年3月,由于疫情的影响,OneWeb寻求股权融资未果后,正式申请破产保护。
2020年7月,英国政府和印度移动网络运营商Bharti Global分别提供5亿美元,总计10亿美元用以收购OneWeb公司股权并资助其商业运作的全面重启。
随着经济的复苏,OneWeb公司又重新获得了资本的兴趣。2021年1月到2021年8月期间,软银集团、休斯网络系统公司、欧洲通信卫星公司和韩华Systems公司先后对OneWeb投资,合计金额12.5亿美元。
2022年7月26日,欧洲通信卫星公司宣布与OneWeb公司合并,双方已经签署了一项全股份交易合并协议,此时OneWeb的估值为34亿美元。经过股权转换OneWeb并入欧洲通信卫星公司。合并后,欧洲通信卫星公司的股权结构如下图所示:
至今为止OneWeb的星座建设相对顺利,可谓不幸中之大幸。其先后选用了三种类型的火箭,从2019 年 2 月 27 日到2023年3月26日,四年多一点的时间内累计进行了18次发射,无一失败。最初,OneWeb计划以俄罗斯联盟号火箭为运载工具,构建由600多颗低轨卫星组成的星座。在经历了13次发射,运送了428颗星座卫星(包括6颗测试卫星)入轨后,因俄乌战争的原因,双方终止合作。随后,使用印度的GSLV MkⅢ 运载火箭进行了两次发射,运送了72颗星座卫星入轨;以及美国猎鹰 9 号运载火箭进行了3次发射,运送了120颗星座卫星入轨。至此,OneWeb第一期星座构建完成。已发射卫星总数达到620 颗,也有报道称该星座在轨卫星数目达到618颗,二者之间有细微差别。
l 一期星座卫星特性
OneWeb公司与空中客车防务与航天公司合作,在美国佛罗里达州建立了先进的卫星生产线,该工厂每天最多可生产两颗卫星,并交付给世界各地的客户。
OneWeb 一期星座单星重量为 147.5 公斤,设计使用寿命为 5 年。卫星尺寸约为 1米x 1米x 1.3 米,具有两个外部太阳能电池板、使用了Busek BHT-350霍尔效应推进器, 两根TTC全向天线;2个 Ku 波段天线;2个Ka波段天线,单星的覆盖面积为:1080km×1080km。
卫星的上行频率范围(用户侧到卫星)14.0 GHz到 14.5GHz;下行频率范围(卫星到用户侧)10.7 GHz到 12.75GHz,圆极化,每个天线支持8个点波束,共计16个点波束。频谱效率如果按照3bps/Hz估算,单颗卫星的通信能力约为7.5Gbps。有资料显示用户终端最大上传速率为25Mbps,下载最大速率为50Mbps,推荐天线口径30cm到65cm。
OneWeb 卫星在接近其预期使用寿命时,将自动离轨,符合现有的 IADC(机构间空间碎片协调委员会)规定,确保我们星球周围的空间对子孙后代保持自由和畅通。
l 一期星座特性
OneWeb一期部署完成后,有资料显示整个星座由588颗通信卫星和若干备份卫星组成,12个轨道面每个轨道面49颗卫星,轨道高度1200Km,倾角87.9度,可提供全球覆盖。
基于上述轨位信息,可以分析得出:星座覆盖总面积约为地球表面积的134%(按照588颗卫星估算)。卫星的运行周期约为109.3分钟,单颗卫星的凝视时间约为2.2分钟。轨道平面内覆盖区中心点地面站的最小仰角大于65度,任意地点的最小仰角应大于45度。单向卫星链路延时小于17毫秒,整个网络的延迟大约在50毫秒到100毫秒之间。频谱效率如果按照3bps/Hz估算,星座总容量达 4.4Tbit/s。
l 关口站特性
在设计之初Oneweb就没有采用星间链路的方式,而是采用卫星直接转发到地面关口站这种“弯管式”的设计。其在全球(如英国、北欧、格陵兰、冰岛、北冰洋、加拿大、非洲、东南亚、美国主要地区以及我国周边)布设关口站使卫星联网。星座采用Ku波段进行用户通信,Ka频段进行关口站通信。关口站到卫星的工作频率为27.5 GHz 到 30GHz;卫星到关口站的工作频率为17.7 GHz 到 20.2GHz;关口站的数目约44个。每颗卫星均配备了两副Ka频段通信天线,可以保证卫星和关口站之间连续、不间断通信。
l 结语
综上,OneWeb星座具有:结构简单,技术成熟,整体容量适中,卫星、火箭和关口站的分项和总体成本可控等特点。星座不仅实现了对地球表面的无缝覆盖,同时在南北两极其通信性能和容量极具竞争优势。但是在赤道附近,为了避免给静止轨道通信卫星带来额外干扰,OneWeb星座又不得不做出相应的牺牲。总之,笔者认为和庞大、复杂的Starlink星座相比,OneWeb星座对运营者和投资者来说相对友好。两者谁能走的更远,取决于各自的商业模式和抗风险能力。
参考文献:
网站:http://www.360doc.com/userhome/65679503