主頁（http://www.by236.com）：銥星系統的前世今生，通導融合的技術奇跡

沉寂多時的銥星，最近又火起來了，其火的重要原因是它從通信應用，跨界到導航與通信的融合應用，成為衛星導航的重要備份和替換手段。因此，第二代銥星星座將在今明兩年內部署完畢，并投入正式服務。從來沒有聽說過，一個在天上差不多待了20年的衛星星座，平白無故地被新技術進行改造，從此復活，重新煥發青春，蠻有點神話傳說的味道。其實銥星系統本身確實有許多故事，創造了許許多多的正面和反面的第一。

首先當然說，銥星名稱的由來。銥星移動通信系統是美國于1987年提出的第一代全球衛星移動通信星座系統。為了保證通信訊號的覆蓋范圍，初期設計認為必須在天空上設置7條衛星運行軌道，每條軌道上均勻分布11顆衛星，組成一個完整的衛星移動通信的星座系統。由于它們就像化學元素銥（Ir）原子核外的77個電子繞核運轉一樣，所以將該星座稱為銥星。后來經過計算證實，設置6條衛星運行軌道也能夠滿足技術性能要求，因此，衛星總數被減少到66顆，但仍按照原設計稱為銥星移動通信系統。

全球銥星星座部署布設示意圖

1997-1998年期間，美國銥星公司發射了六十六顆用于手機全球通訊的人造衛星，這些人造衛星總稱銥星。銥星移動通信系統是美國銥星公司委托摩托羅拉公司設計的系統，它通過使用衛星手持電話機，透過衛星可在地球上的任何地方撥出和接收電話訊號。銥星系統開創了全球個人通信的新時代，被認為是現代通信的一個里程碑。整個銥星系統耗資達50多億美元，每年光系統的維護費就要幾億美元。價格不菲的“銥星”通訊在市場上遭受到了冷遇，用戶最多時才5.5萬，而據估算它必須發展到50萬用戶才能贏利。由于債務危機、市場疲乏、技術缺陷、管理松散等多種多樣的原因，2000年3月銥星公司宣布破產。

銥星在2001年接受不足建設投資的1%（4800萬美元）新注資后起死回生，美國軍方是它主要客戶，還被用于伊拉克戰爭，負責美軍以及美軍與盟軍之間的協調行動。整個銥星群沒有離軌的主要原因之一，是因為美國政府認為它是戰爭期間美軍戰士的必要戰術能力，以及作為一個驚人的R＆R工具的鼓勵士氣的目的（銥星系統支持軍人與親人的對話）。 2009年2月10日上午，美國1997年發射的“銥星33號”與一顆俄羅斯1993年發射、1995年報廢的軍用衛星“宇宙2251號”相撞，地點位于西伯利亞上空，一時間，銥星又被大家關注了一番。2010年，銥星通信與波音公司就衛星網絡的維護，運行和支持達成了長期協議。波音運營星座，并為銥星的衛星控制系統（SCS）提供支持。

幾年前，有人發表文章提出，銥星與GPS結合的iGPS概念，利用載波相位測距測量，可實現高完好性的精密導航系統。這就是說，由快速移動的銥星飛船產生的大的幾何變化使得能夠快速漂移估計周期模糊度。利用銥衛星增強GPS還保證信號冗余，其使得能夠使用載波相位接收機自主完好性監控（RAIM）進行故障檢測。在短時間段內，可以利用測量誤差源的時間相關性來建立可靠的誤差模型，因此放松對差分改正的要求。在該文中，推導出一種新的電離層誤差模型，以解釋在短時間內跨越大部分天空的銥星衛星信號。然后，引入固定間隔定位和周期模糊度估計算法來處理銥星和GPS碼和載波相位觀測。描述和評估基于殘余的載波相位RAIM檢測算法以抵抗所有幅度和起始時間的單衛星步長和斜坡型故障。最后，關注電離層相關系統設計變量（電離層誤差模型參數，碼載波發散，單頻和雙頻實現）的靈敏度分析探討了iGPS實現一些最嚴格的導航完整性要求的潛力，能夠覆蓋在洲際范圍。

至今，銥星的發射升空的衛星數量已經達到95顆。銥星的技術奇跡遠不是前面所言的局限。原來銥星還有不少技術奇跡，譬如打破了幾乎所有制造航天器的所謂規則：一是衛星制造使用的是沒有任何完全空間質量限定或認證的部件；二是衛星不是在潔凈室內建造的，這些衛星像汽車一樣是“水平”地移動在裝配線上；三是移動裝配線每五天由一個名不見經傳的公司生產一顆衛星，該公司最終成為洛克希德馬丁（LMCO）的一部分；四是這些衛星可由幾乎每個具有發射能力的航天國家加以發射；五是原來的銥星衛星的工作壽命為五年，這是18年以前發生的事情。目前的66 plus衛星的銥星群，其中許多衛星已超過其預計壽命近400％，并且仍然有效工作。

今年1月14日一箭十星的銥星發射 銥星成為全球飛機空中交通監控的手段

最近，銥星（Iridium）的公司宣布了新一代銥星的全球天基能力，承諾補充和增強GPS和其他PNT星座。路透社援引銥星通信公司CEO Matthew Desch的話說，新技術使用的是郵票大小的芯片，最終可以集成到其他設備，如重型機械、汽車和電網設備。該系統稱為銥星STL（衛星授時和定位）系統，通過銥星的衛星星座發送信號，將代碼傳送到獨立認證的地面臺站。銥星公司和私營（Satelles）公司說，STL作為一個系統，已經在軍事、學術和商業應用中得到了證明。（Satelles和波音公司于2013年簽訂了STL的專利和技術許可協議）。

銥星的下一代（Iridium NEXT）全球衛星星座，將支持STL解決方案。 Iridium NEXT計劃于2018年年初完成。除了支持目前的銥星星座外，波音公司還與主承包商Thales Alenia Space簽訂合同，為Iridium NEXT提供系統集成和測試支持。因此，雖然STL遠不具體，但它使得銥星又一個有趣的可能性被提出，或已經顯然建立了在GPS和PNT在軌衛星增強這樣的基礎設施方面。

2017年1月14日，SpaceX公司在美國加州范登堡空軍基地，用Falcon 9火箭，一箭十星地實現了新一代銥星（Iridium NEXT）的首發式。在其后的18個月中，還有9次類似的發射，將實現星座衛星的全部更新。Iridium NEXT將實現稱為Iridium CertusSM新的寬帶多服務能力，同時提供技術靈活性，以支持銥星廣泛的合作伙伴網絡創新的新服務和技術。在這些技術中，來自銥星合作伙伴Aireon的一個獨特的托管有效載荷，將提供實時全球飛機監視服務，提高飛機在地球上空的能見性，實現自相關監測廣播功能，其空基ADS-B網絡將改變空中交通管理能力，在全球100％的地球上空空域提供空中交通監視和飛行跟蹤。