經(jīng)濟觀察報 記者 沈怡然 自航空史上最大謎團“馬航失聯(lián)”事件之后，中國努力嘗試用衛(wèi)星監(jiān)控技術(shù)解決飛機失聯(lián)的難題，并取得實驗性的成果。

當前，中國空事衛(wèi)星系統(tǒng)首顆技術(shù)驗證衛(wèi)星正在運行中。繁忙空域內(nèi)，平均每小時可接收ADS-B消息數(shù)超過100萬條；最遠探測距離達到2000公里以上；半徑800公里的設(shè)計覆蓋范圍內(nèi)，95%位置消息更新間隔低于8秒……

這顆衛(wèi)星于2020年11月6日正式發(fā)射入軌，2021年8月17日，長沙天儀空間科技研究院有限公司（衛(wèi)星提供方，下稱“天儀研究院”）公布這樣一個消息：經(jīng)驗證，“北航空事衛(wèi)星一號”衛(wèi)星，實現(xiàn)了全球空域飛行數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，其搭載的星基ADS-B載荷監(jiān)視性能初步滿足空管運行的需求，可以直接留在軌道繼續(xù)使用。這也意味著星基航空監(jiān)視技術(shù)的運用在中國成為可能。

通俗來講，就是通過多次發(fā)射數(shù)百顆小衛(wèi)星，在低軌組成衛(wèi)星星座，以這些衛(wèi)星作為“空中雷達”，實現(xiàn)從飛機-衛(wèi)星-地面的信息傳輸。傳統(tǒng)航空監(jiān)測手段存在很大的監(jiān)視盲區(qū)，包括海域、南北極、荒漠，有了“空中雷達”和地面的配合，無論“天涯海角”都能監(jiān)視飛機在空中的一舉一動。

目前只是發(fā)射了一顆實驗星。項目由北京航空航天大學的國家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室主導（下稱“北航實驗室”），聯(lián)合天儀研究院、九洲空管等企業(yè)共同完成。

8月19日，天儀研究院創(chuàng)始人兼CEO楊峰對記者表示，保守評估，這顆星的有效覆蓋半徑800km約替代4個地面站，后續(xù)會繼續(xù)改進，計劃在未來實現(xiàn)整個星座的全球覆蓋。

大規(guī)模的衛(wèi)星組網(wǎng)還在計劃中。按照北航實驗室的判斷，如果500公里軌道高度，需要300多顆衛(wèi)星。全球航班數(shù)據(jù)服務(wù)公司飛友科技有限公司（下稱“飛友科技”）判斷，如果870公里軌道高度，需要77顆衛(wèi)星。

首顆星入軌

早在2020年11月6日，這顆衛(wèi)星于太原成功發(fā)射入軌。此后階段，楊峰和團隊并沒有絲毫松懈，每天不斷收集來自太空的數(shù)據(jù)，確認和驗證衛(wèi)星各方面的能力，因為衛(wèi)星入軌之后，才真正展開工作，這期間，團隊獲得了全球空域的大量飛行數(shù)據(jù)，同時完成了大量的測試。作為一家專注商業(yè)小衛(wèi)星研制及數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的民營企業(yè)，天儀研究院成立5年，完成了12次太空任務(wù)，成功發(fā)射21顆小衛(wèi)星。

北京航空航天大學是楊峰的母校，他曾經(jīng)的老師——北航張學軍教授正在研判，能否發(fā)射一組用于空管的全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，實現(xiàn)對地面站的補充和替代，來幫助空管部門解決一直以來飛機失聯(lián)的問題。

飛友科技CTO朱睿對記者表示，“馬航失聯(lián)”事件過去七年，很長時間內(nèi)，各方都無法確認飛機到底在哪，因為它正好處于海上雷達盲區(qū)。

傳統(tǒng)模式是，在飛機上搭載一套ADS-B系統(tǒng)（國際民航組織確定的新一代空管監(jiān)視技術(shù)），并沿飛機航路航線建設(shè)空管地面站，實現(xiàn)地面與飛機的互聯(lián)。同時，飛機也可向其它飛機、地面站周期性廣播飛機的位置、高度、速度、航向、識別號等狀態(tài)信息。其它飛機接收到廣播信息后，根據(jù)實際情況進行機動操作，防止飛機發(fā)生碰撞。

朱睿表示，空管希望擁有無死角、全覆蓋、信息豐富的監(jiān)視技術(shù)，但是，因為地理環(huán)境限制。例如沙漠、北極、南極、海洋等無人區(qū)，沒有電、沒有網(wǎng)，因此無法架設(shè)基站，形成一些盲區(qū)，這對飛機是存在極大安全隱患的。

自“馬航”失聯(lián)事件之后，對于以衛(wèi)星代替地面站對飛機進行監(jiān)視的思路，全球開始高度重視起來。

航空分析師李瀚明對記者表示，空事衛(wèi)星，除了避免飛機失聯(lián)以外的另一個價值，在于空管監(jiān)控飛機所需的地面設(shè)備投入和土地占用可以降低。衛(wèi)星得到進一步推廣，可以幫助很多飛機密度較低、相互間隔較大地區(qū)的空管和機場節(jié)省雷達和地面站等建設(shè)成本，對降低民航發(fā)展成本具有長遠意義。

中國開放民營航天約5年，小衛(wèi)星也獲得商業(yè)發(fā)展。和傳統(tǒng)高軌大衛(wèi)星相比，商業(yè)小衛(wèi)星通常在1000公斤及以下，理論上也能滿足傳統(tǒng)衛(wèi)星通信、導航、遙感的部分需求。在全球航天公司SpaceX、OneWeb的發(fā)展刺激下，小衛(wèi)星組網(wǎng)的概念在國內(nèi)被拋出，即單次或多次發(fā)射上百顆乃至數(shù)百顆小衛(wèi)星，組成低軌衛(wèi)星星座。

楊峰表示，在綜合成本上，幾年前一顆衛(wèi)星從研制、生產(chǎn)到發(fā)射，至少需要數(shù)千萬元，目前已經(jīng)低至數(shù)百萬元，整體上，造價和研制周期已經(jīng)大為縮短。

大規(guī)模組網(wǎng)待開啟

楊峰表示，星基衛(wèi)星在技術(shù)上的可行性已經(jīng)得到初步證實。下一階段，各方將盡快完成衛(wèi)星的組網(wǎng)建設(shè)。

飛友科技有限公司也在大力推廣星基手段。朱睿表示，星基手段的推廣難點在于，一定要在全球有足夠多的衛(wèi)星，否則傳遞信息的效率會慢，“如果不能快速反應(yīng)，甚至需要15-30分鐘傳輸?shù)孛妫秋w機早就失聯(lián)了”。對于組網(wǎng)規(guī)模，北航實驗室判斷，如果在500公里軌道高度，需要發(fā)射300多顆衛(wèi)星。

星座中，衛(wèi)星之間依靠路由實現(xiàn)互聯(lián)，海上衛(wèi)星無法聯(lián)絡(luò)地面，陸地衛(wèi)星（能聯(lián)通陸地上的地面站）可以聯(lián)絡(luò)地面。當海上衛(wèi)星接收了飛機的數(shù)據(jù)，先將數(shù)據(jù)傳給陸地衛(wèi)星，再傳給地面。若衛(wèi)星數(shù)量不足，則會增加傳遞的時間成本。

李瀚明表示，對于空事監(jiān)管衛(wèi)星星座，一些細節(jié)問題有待解決。其中一個問題是飛機和衛(wèi)星之間的溝通能力問題——目前衛(wèi)星只能單向接收飛機發(fā)出的位置信號傳回地面，不能承擔向飛機發(fā)出指令的任務(wù)。目前，北航的這顆ADS-B衛(wèi)星是單向通信的，實驗室后續(xù)會嘗試研發(fā)雙向通信的載荷，實現(xiàn)更高的通信效率。