1.2 卫星通信发展历史

1.2.1 卫星通信试验阶段

早在1945年月10月，英国空军雷达军官阿瑟·克拉克在《无线电世界》杂志上发表了《地球外的中继站》一文。文中第一次提出了利用太空中三颗对地静止轨道卫星，实现覆盖全球的无线通信的科学设想。

从1954年到1964年美国先后利用月球﹑无源气球卫星﹑铜针偶极子带作为中继站进行了电话﹑电视信号的传输试验。试验结果虽然能接收到反射信号，但由于回波信号弱﹑传输时延长（月球）﹑带宽窄﹑可通信时间短﹑失真大等原因，无法进入实用。

1958年12月，美国用宇宙神火箭将斯科尔卫星射入椭圆轨道（近地点200km，远地点1700km），星上的发射功率为8W，工作频率为150MHz，进行了实时与存储转发通信试验。卫星成功地工作了12天，因蓄电池耗尽停止了试验。1960年10月美国国防部发射信使通信卫星，进行了类似的试验。1962年美国航空航天局（NASA）发射了中继卫星，进入了椭圆轨道（近地点1270km，远地点8300km）。该星射频发射功率为10W，上﹑下行工作频率分别为1.7GHz和4.2GHz，在美国﹑欧洲﹑美洲进行了多次成功的通信试验。

1963年7月至1964年8月，美国航空航天局先后发射了3颗辛康姆（SYNCOM）卫星，其中最后一颗进入地球静止轨道，这是世界上第一颗静止轨道通信卫星，该星成功地进行了电话﹑电视﹑传真通信试验，并于1964年还向美国转播了在日本东京举行的奥林匹克运动会的比赛实况。至此，卫星通信的试验阶段宣告结束。

1.2.2 卫星通信实用阶段

1965年4月，国际通信卫星组织将第一代的国际通信卫星-1（INTELSAT-1，即“晨鸟”）发射到地球静止轨道，正式承担国际通信业务，开始商业化运营，它标志着卫星通信由试验阶段进入实用阶段。

自1965年卫星通信进入实用阶段至今，这五十年中，卫星通信获得了极大发展，它在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。特别是在地面通信网难于通达的偏远地区通信和在地面通信网严重受损不能工作情况下抢险救灾应急通信中卫星通信应用尤为迫切和重要。以下就进入实用阶段后卫星通信业务发展中的重大里程碑作简要阐述：

1972年，加拿大首次发射了静止轨道的国内通信卫星阿尼克-1（ANIK-1），率先开展了静止轨道国内卫星通信业务。苏联在1970年用大椭圆轨道闪电卫星开始了国内通信。它们的应用标志着卫星固定通信业务服务方式由国际业务扩展为国内业务。

1976年2月、6月和10月，美国先后发射了3颗静止轨道海事卫星MARISAT，分别定点于大西洋、太平洋和印度洋上空，并于同年8月开始为海上用户提供商业服务。这是全球最早的卫星移动通信系统，标志着卫星通信业务由固定业务扩大为移动业务。

1976年10月，苏联发射了一颗静止轨道广播电视卫星荧光屏-l（EKRAN-1），它是全球首次向国内公众开通了卫星电视广播集体接收业务。1984年1月日本发射了一颗静止轨道广播电视卫星BS-2A，它是全球首次向国内公众开通卫星电视广播个体接收业务。同时它们的成功应用还标志着卫星通信业务又增加了卫星广播业务。

1983年4月，美国发射了静止轨道的第一代首颗跟踪和数据中继卫星（TDRS-1），以后几年又发射了第一代多颗后续卫星，开始了为中低轨道的用户航天器进行轨道跟踪和数据中继服务。它标志着卫星通信服务对象有了跳跃式提升：为地球表面层海陆空用户服务扩大到为空间层航天器用户服务。此新业务为卫星跟踪和数据中继业务。

1998年和2000年，世广卫星集团（World Space）先后发射了静止轨道的非洲之星和亚洲之星，开始为公众提供卫星音频广播服务，它是全球第一个卫星移动音频广播系统。2004年3月，日本移动广播公司（MBCO）和韩国电信公司（SK Telecom）共同拥有的静止轨道MBSAT卫星发射成功，开始向日本和韩国公众提供卫星音视频和数据广播服务，它是全球第一个卫星移动多媒体广播系统。它们的成功应用标志着卫星音视频广播业务由传统的固定接收扩展为移动接收。此新业务可谓卫星移动广播业务。

以上五种卫星通信业务（卫星固定业务、卫星移动业务、卫星广播业务、卫星移动广播业务、卫星跟踪和数据中继业务）的产生和发展，在全球已形成了相当规模的卫星通信产业。我们可从2013年6月，美国卫星产业协会（SIA）公布的卫星产业状况年度报告中获得卫星通信产业发展情况如下：

（1）卫星产业组成。卫星产业包括卫星服务业、卫星制造业、发射服务业和地面设备制造业四大领域。其中卫星服务业包括消费服务、卫星固定服务、卫星移动服务、遥感业务和航天飞行管理服务；卫星制造业包括卫星制造以及部件和分系统制造；发射服务业包括发射服务和运载火箭服务；地面设备制造业包括网络设备和消费设备。较细的分类见图1-3。

（2）卫星产业在电信和航天产业所占份额。卫星产业是电信和航天产业的组成部分。2012年全球卫星产业的总收入约为1900亿美元，占全球航天产业总收入的62%，占全球电信产业总收入的4%。

（3）通信卫星与其他卫星数量比较。截至2012年年底全球所有在轨运行卫星按功能划分的各类卫星数量比例如图1-4所示。从图中可以看出，当时在轨的1000多颗卫星之中，通信卫星占54%，而其中商业通信卫星就占了38%。全球有50多个国家至少有1颗在轨卫星（其中一些卫星是多个同地区国家共有的卫星）。

（4）2007～2012年全球卫星产业收入情况。2007～2012年全球卫星产业收入情况如 图1-5所示。2012年全球卫星产业收入为1895亿美元，增长率为7%，超过2012年全球经济的增长率（2.3%），以及2011年全球卫星产业收入的增长率（6%）。在2012年全球卫星产业收入中，卫星服务业收入占60%，地面设备制造业占29%，卫星制造业占8%，发射服务业占3%，其中卫星服务业收入所占份额最高。

（5）2007～2012年全球卫星服务业收入情况。2007～2012年全球卫星服务业收入情况如表1-1所示。由表可知，消费业务收入在整个卫星服务业收入中占据的比例最大，它包括卫星电视直播、卫星音频广播和卫星宽带通信收入，而这三项消费业务中，又以卫星电视直播收入最高。以2012年数据为例，消费业务收入在整个卫星服务业收入中约占82%，卫星电视直播收入在整个消费业务收入中约占94%。

（6）2007～2012年全球在用地面终端数量。2007～2012年全球在用地面终端数量如 表1-2所示。2012年卫星电视、卫星宽带通信、卫星移动语音与数据服务收入增长率为5%，各类消费地面终端在用数量比2011年均有所增加。