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【文/觀察者網專欄作者 陳藍】

11月10日，中國電信宣布將引入天啟低軌衛星星座，和華為手機使用的高軌天通星座一起為消費市場提供移動終端直連衛星的服務。在今年8月末，一夜之間，華為Mate60 Pro手機讓手機衛星通信變得家喻戶曉，關注度陡然上升。這個新聞只是最近幾個月頻頻出現的手機“捅破天”的新聞中最新的一條。

羅馬不是一天建成的，手機衛星通信當然也不是一夜間從天上掉下來的。移動衛星通信已經過40多年的發展，普通手機直連衛星只是實現夢想的最后一程，難度最大、門檻最高，但通過幾代人的不懈努力，現在終成現實。

接下來，我們就對移動衛星通信的發展做一個全面的回顧和展望，了解一下羅馬是怎樣建成的。希望能從更廣的視野和更高的高度，去理解這一系列事件的歷史意義。

衛星通信：從科幻到現實

人類長久以來一直有一個夢想，就是地球上任何一個人，在世界任何一個角落，用一臺輕便的手持設備，就能隨時隨地和世界上另一個角落的另一個人進行通話。上個世紀，美、中、蘇的科學幻想作品中都出現過這樣的場景（下圖）。

上世紀移動通信幻想作品（圖源：互聯網）

今天，地球上幾乎所有人都有手機（愛立信統計，2023年二季度全球手機用戶數83億，超過80億地球人口），可以隨時隨地呼叫另一個擁有手機的人。在沒有手機信號的野外和海洋，人們可以用專用的衛星手機進行通話，用便攜設備上網。不知其數的飛機、船舶、車輛和其他移動設備接入了衛星物聯網。

華為Mate 60 Pro手機的橫空出世，則開啟了將衛星電話普及到每一個人的歷史進程。相信用不了多少年，人人都將獲得直連衛星的能力，上述夢想將完全實現。

那么，這一切是從哪里開始的呢？

衛星通信的概念最早由著名科幻作家阿瑟·克拉克于1945年提出。他設想通過三顆位于3.6萬公里高的地球同步軌道、電磁波覆蓋全球的衛星來實現信號中繼。

1960年，美國發射世界上第一顆無源（被動）通信衛星“回聲一號”。這是一顆直徑30米的氣球衛星，通過反射電磁波實現信號的遠距離傳輸。1962年，有源通信衛星“電星一號”發射并成功進行了電視轉播實驗。1963年，第一顆地球同步軌道通信衛星“辛康二號”成功入軌。1964年，“辛康三號”商業通信衛星成功轉播了東京奧運會。

此后，國際通信衛星組織（Intelsat）和各大商業衛星公司的實用型同步通信衛星陸續發射。世界進入衛星通信時代，克拉克的設想基本得以實現。

回聲一號（圖源：NASA）

電星一號（圖源：NASA）

這些同步通信衛星都需要地面上龐大的拋物面天線來實現信號的收發，大多用于遠程通信干線上，尤其是跨洋干線上。隨著技術進步，天線尺寸不斷縮小。VSAT（甚小口徑衛星終端站）系統天線可小至1-2米，尤其適合偏遠地區接入和專用網（如證券系統）。上世紀末出現的電視直播衛星則可以直接廣播信號到個人終端，天線直徑小至0.3米。

不過，這和隨時隨地通信的目標仍有很大差距。無論是歷經百多年建設的有線通信網絡，還是最近三十年發展迅猛的手機移動通信網絡，都只能覆蓋占地球表面小部分的有人區域，大片海洋、森林和荒漠仍是信號空白。移動衛星通信有著廣泛需求，比如航空、航海、漁業、林業、畜牧、勘探、考古、科考、救災、探險旅游等等。

為了實現移動衛星通信這個夢想，人類大概用了40年。

單向廣播：細分市場的突破

歷史上最早嘗試衛星移動通信的應用領域是應急報警。1979年，由前蘇聯和西方（加拿大、法國、美國）開發的兩個系統合并成為全球性衛星搜救系統COSPAS-SARSAT（可簡稱SAR系統）。它是一種單向通信系統，終端（信標）分為個人、航空器、船舶三種，由人工或者由遇險時的撞擊、水浸自動觸發報警廣播。搭載于數十顆低、中、高軌衛星上的SAR搜救載荷收到報警后進行定位并轉發信號至就近地面站，再通知搜救機構實施救援。

中低軌SAR載荷可通過多普勒原理實現信標定位。早期使用121.5/243Mhz模擬信號，定位精度20公里，已被淘汰；后期406Mhz數字信號定位精度達3公里。高軌無法實現多普勒定位，需要信標自主GPS定位并廣播位置信息。

1982年6月29日，首顆攜帶低軌搜救載荷的宇宙1383號衛星在蘇聯成功發射。發射僅僅40天后，衛星就收到一架失事的加拿大搜救飛機發出的求救信號。根據衛星定位指引，搜救隊在第二天救出了三名遇險者。截至2021年底，這個系統已經接受17663次求救，拯救了57413名遇險人員。

各種SAR個人終端/信標（PLB）（圖源：互聯網）

中國于1992年加入COSPAS-SARSAT組織。此后建設的中國任務控制中心（北京地面站）于1998年通過入網測試后投入使用。2022年11月，中國與COSPAS-SARSAT四個理事國簽署協議，北斗系統正式加入國際中軌衛星搜救系統。北斗三號6顆中軌衛星上安裝的搜救載荷將和GPS、Glonass及伽利略衛星上的SAR載荷共同為全球用戶提供服務。

進入新世紀，銥星（Iridium）、全球星（GlobalStar）和海事星（Inmarsat）等均推出了商業衛星搜救服務。它們的衛星能接收便攜式搜救終端發送的單向應急信號。2022年9月，蘋果公司發布iPhone 14，依托全球星系統實現了衛星SOS求救功能。它僅次于稍早發布的華為Mate 50，是世界上第二款支持衛星通信的普通手機。

據稱，谷歌在安卓14中也增加了單向SOS短信功能，猜測它的Pixel手機和三星Galaxy手機將是首批支持衛星通信的安卓手機。不過，無論是蘋果，還是谷歌三星，單向短信已經無法引起用戶和市場的興趣，更談不上驚艷了。