卫星通信发展历程中有哪些关键节点？

手机

先不提手机，来谈谈卫星通信的真相。1973年第一部手机问世，而卫星电话的出现比手机早了十年。

早在1962年的时候，第一颗通讯中继卫星电星1号（Telstar 1）就被发射到近地轨道了。如今，人们只记得它是全球首颗达成跨洋电视信号转播的卫星（正因如此，为适应转播而在世界杯上改用的黑白足球被叫做telstar）。但实际上，要是不算单纯依靠被动反射的Echo I的话，它也是第一颗能够拨打长途电话的民用卫星，首次让普通民众感受到了卫星长途电话的奇妙之处。这颗由美国电话电报公司（AT&T）贝尔实验室研制，并且委托美国国家航空航天局（NASA）发射的卫星，堪称所有商业卫星的先驱。不过，这颗开启新时代的卫星，通讯效果欠佳。理论上，电星1号依靠地面基站转发，可实现400路有线电话同时通讯。但它是近地轨道卫星，由于其轨道不与地球同步旋转，每两个半小时绕地球一圈，只有在飞掠地面基站上空的短暂时段，才能维持最多半小时的有效通讯。这就要求，若要持续通信，要么在地球上建造许多接力式的地面基站，要么让一串卫星协同作业。不然，卫星一旦降至地平线以下，基站就会与卫星失联。Telstar 1当时每天有效工作时长仅约100分钟，不过必须承认，它所象征的科技革命意义不容小觑。Telstar完成技术可行性验证后，自Early Bird I号起，通讯卫星大多被发射到距地球表面35785公里的地球同步轨道。在此高度，卫星飞行角速度与地面同步，看起来就像悬于天空静止不动，基站因此能全天24小时与卫星保持联系。像我国331工程于1984年发射的第一颗静止轨道同步通信卫星东方红二号0B星，就定点在东经125°的同步轨道上。当时，国防部长张爱萍将军通过这颗卫星，从北京给新疆自治区第一书记王恩茂拨打了中国人自己的第一通卫星电话。电话接通时，张爱萍抛开事先备好的讲话稿，大声问：老王，哈密瓜熟了没？后来他参观基站时还题写了通天盖地四字。1988年时，东方红二号甲实用通信广播卫星已拥有承载3000路电话的强大传输能力，极大改善了我国边远地区通信困难的状况。

铱星系统是人类历史上首个真正为个人服务的全球卫星移动通信系统，可谓声名远扬。其最大技术特征是借助卫星间的接力达成全球通信。1996年起开始试射，1998年布星大体完成，同年年底正式开启全球通信业务。铱星凭借近乎全球覆盖的独特优势占得先机，然而它的手持设备体积庞大、价格高昂，又恰逢蜂窝网络手机蓬勃发展、光纤与海底电缆系统广泛普及，可谓生不逢时，运营方不到一年就申请破产，后来新投资人重启服务，还指定SpaceX的猎鹰9号为发射合作商。有了蜂窝网络，为何还需要卫星通信？原因在于，卫星通信除覆盖范围广外，还有蜂窝基站（及海底电缆）所不具备的优势——更可靠。在一些特殊领域，卫星通信有着不可替代的重要性。不管是在浩瀚的海洋深处，还是在高空飞行途中，又或是山区、高原等偏远地区灾难现场的紧急救援时，卫星通信凭借其出色的环境适应稳定性和近乎无缝的覆盖范围，成为保障通信顺畅的关键手段。提到灾后救援，08年的5·12汶川特大地震不可不提。这场大灾难之后，地面中转基站和震区的光缆通信网络瘫痪，灾区与外界的联系通道完全中断。此时，卫星通信的重要性一下子突显出来，成为抗震救灾的生命线。但因北斗卫星仅能提供短报文和定位服务，中国当时缺乏自己的移动通信卫星系统，只能租用国外卫星链路、空投海事卫星电话来抗震救灾，十分被动。经历深刻反思后，为在紧急状况下自主调控通信资源，中国开展了自主移动通信卫星系统立项论证。五院以东方红四号卫星平台为主导进行研制，打造出中国新一代移动通信卫星天通一号。2018年它开始试商用，2020年正式向社会服务。这是我国首个卫星移动通信系统，中国人自此用上自己的卫星电话。天通系统突破了国外禁运和国内基础薄弱的难题。从芯片、终端，到信关站、卫星，均由我国自主研发，不再依赖国外卫星移动通信服务与技术。现有三颗卫星组网，能全天候安全可靠地全面覆盖我国领土、领海，还可为一带一路区域，如西太平洋、东南亚、孟加拉湾地区等提供服务。在中国境内陆地上，一般连接的是01星。天通一号能提供全天候稳定可靠的移动通信服务，包括话音、短消息、数据和视频回传等。其最初设计的用户量为50万，一期扩容到200万。它与海事、欧星、铱星（印尼的亚星早年已被收购）并称为当前卫星通信的四大金刚，大大改善了我国应急响应、海上搜救、野外科考等领域的通信状况。提到应急响应和野外搜救，很多人第一时间想到的可能是那种带着又粗又长天线的对讲机。这是因为，和蜂窝基站相比，卫星距离我们太过遥远。简单来讲，天线长度与信号波长是成正比的，天线越长，信号波长就越长，绕射能力也越强，通信距离就越远，这就是88 - 108MHz的FM收音机要拉天线的缘故。为了能与远在3.6万千米之外的卫星通信，除了天线要很长之外，有时还得使用定向高增益天线，比如把鞭状天线换成碟状天线以增强指向性，从而减少功率损耗。但这样做的弊端是，携带的信息少，因为波长越长、频率越低，带宽也就越低，而且携带起来极为不便。天通一号01星和终端主要运用S频段，集中于2GHz左右。相较于海事卫星和船站间的1G频段，其频率更高、波长更短，所以天通接收端的天线能做得比海事的更短。科技发展下，天通一号卫星的通信芯片能做得很小，小到可安装于手机内部。2020年起，各厂商开始试着把卫星通信和卫星紧急服务融入传统移动电话，以用于地面网络不可靠的偏远地区，不过其天线还是不比对讲机的短多少。

美国

近两年，随着技术持续进步，天线得以进一步缩小，最终能够完全隐匿于手机内部，不再需要外置天线，这在过去是难以想象的。不过这也产生了另一个弊端：很多卫星通信手机采用单天线设计，无法达到耳边发射功率的要求，在贴耳使用时也不能将天线指向卫星（有天线的功能机可通过弯曲柔软的鹅颈状天线来指向卫星，从而实现贴耳使用），所以只能像对讲机一样，仅能以免提模式使用。平常还好，要是遇到大风等恶劣天气，有时根本听不清对方的话语。OPPO此次推出的Find X7 Ultra卫星通信版手机值得一提。它为解决相关痛点，运用了拥有26项的卫星天线波束新设计专利。从方向图调控方面着手，把原本圆润分散的波瓣变得尖锐，使信号如同利剑般集中指向卫星方向。相同功率下，天线朝着特定方向收发信号的能力得以增强。这就使得在头手状态合规发射功率时，能够自动调整天线波束指向卫星。如此一来，用户无需刻意对准卫星，像平常使用手机那样贴在耳边就能通话，在极端环境下也可实现高效沟通。

OPPO称，这是首款双模式双向卫星通信手机，首次使手机卫星通话体验从卫星对讲机模式发展到符合用户使用习惯的卫星电话模式。我并非手机领域答主，不做深度评测，主要谈谈卫星通信方面的体验。由于工作缘故，我经常会前往一些信号差的地方，所以自去年年底起，就打算买一部具备卫星通信功能的手机。近期留意到OPPO的Find X7 Ultra卫星通信版，其1TB的容量较最初推出的512G版翻了一番。重点是买1T送卫星通信模块，这就相当于免费得到了卫星通信功能，因此我马上就买了。试用几天后，发觉卫星通信功能使用起来比我之前预想的更加便捷。我用的是电信卡，就不用办新卡了，直接买了每月10元的套餐。我专门选了荒山山顶服务区信号弱的地方，在卫星网络界面点开始使用，经过简单8字校准就开始搜星。要是没开套餐或者没有电信卡的用户，可以点模拟体验试用一下。

搜星速度比我想象的快，短短几秒就定位到天通一号01星方位，还显示已连接卫星，或许是我在空旷野山无遮挡物的原因吧。

这时就能完全绕开基站，直接靠卫星传输信号了。我先试着给移动用户打个电话吧。

拨打的时候和普通电话一样，直接拨号就好，不像欧星那样要加0086。拨号到接通也就几秒。通话质量还行，虽然比不上5G，但能清楚听到对方声音。切换到听筒时，会提示右手握住红色区域以下位置，别挡住天线。延迟方面，就是正常卫星电话的延迟，毕竟光速有限，信号在3.6万公里往返是需要时间的，和我之前用过的海事、欧星在延迟上差不多，听筒接听时信号质量也挺好。我再次尝试了短信功能，输入框上方可勾选发送位置信息并整合到一条短信内。短信按条收费，最好把所有信息都放入其中，一次性表达清楚。

我手机当时还有大概21%的电，本想试试低电量时通话质量，可过了好久电量都没降到5%以下，无奈只能先下山做饭。后来突然发觉一直开着手电可多耗电，最终在天黑时把电量用到了5%以下。于是赶紧抓住机会又拨打了几个卫星电话。依我看，在现在这样的气温下，5%的电量用来打电话，支撑大概半个小时应该不成问题。据说电量有5格的时候，如果不打电话，只收发短信，能收发42条（收发各21条），紧急时不乱聊肯定够用。要记住，不用的时候，得按一下按钮关闭卫星通信。这部手机卫星通信是个卖点，哈苏镜头也很出色。前几日路过陆家嘴，我试拍了浦东三件套中的金茂大厦。我不是专业搞摄影的，大家别太挑剔哈。刚下过雨，雾还没散净有点朦胧，不过照片效果还行。这是直接出片的，看细节处，金茂大厦高频纹理清晰，长焦放大很多也无水波干涉纹。这张金茂大厦的照片是在环形天桥所拍。

然后对着它的尖头，手持直接拉长焦，完全无修图直接出片。

关键在于特别稳定，手持时基本没有晃动，也不存在脉搏式的抖动。就像在户外大风天用小型天文望远镜观星时，大风突然停止那般舒爽，不知有没有人能懂这种感觉。拍广角时画面里有个路人，我试了下AI消除功能，挺好用的，对我这种不会取景乱按快门的人很方便。回到这个问题，特意去买个带卫星通信功能的功能机是否值得？我认为普通大众没必要花这钱。不过，要是买一部1T内存且带有卫星通信芯片功能的手机是否值得？我觉得超值，就像没花钱就得到一项很有用的技术，而且卫星通信应该会是未来高端旗舰机的标配。OPPO Find X7 Ultra的双模式双向卫星通信功能，能让个人用户在紧急时刻获得关键通信支持。这就好比花半杯咖啡钱买一个月的保险（平常不用就不用付费），最好是用不到，但天灾人祸难以预料。虽然平时飞机上按法律规定不能使用，可在没信号的郊野、突发水患地震的灾区、出海的游轮上，谁也说不准什么时候就会派上用场。

自汶川地震以来，直至天通一号卫星通信系统的成熟运用，科技就在默默进步。未来，卫星通信会持续彰显独特价值，全球用户数量也必然不断增多。在轨道运行的卫星，守护着各个角落的信息通道，为国家安全和社会福祉构筑起坚实的屏障。