軍民融合範例：商業遙感衛星在海灣戰爭中為美軍戰斧巡航導彈提供技術支持
小火箭出品
本文作者：邢強博士
本文共2512字，23圖。預計閱讀時間：5分鐘。
遙感技術也難逃小火箭定律：
小火箭定律：迄今為止，在人類工程技術發展史上，幾乎沒有任何一項尖端技術能夠被軍方所忽略。不管這項技術的初衷到底是用於提升人類的生活質量還是僅僅用來滿足人類的好奇心，最終這些傢伙大多都被拿來用於增強軍隊的作戰效能了。
遙感衛星的商業價值，長期以來，都是被低估的。
按小火箭聯合會的統計數據，整個2017年，全球太空探索領域（包括深空和近地）的市場規模為3450億美元。這其中，有四分之一是政府和軍方的火箭和衛星項目，有四分之三是商業的。
在2610億美元的全球商業航天產業中，通信產業獨佔鰲頭，佔據了59.3%的大半壁江山。導航產業則由於導航晶元和APP的崛起，佔有了32.5%的市場。而遙感產業，2017年的總規模為不到30億美元。
在傳統意義上的通信、導航與遙感三大產業組成的太空應用產業市場中，遙感的佔比勉強能進入1%的份額，可以說是太低了。
不過，從增量上來說，近幾年，遙感產業的年均增幅都在10%以上，是整個太空產業中最具活力和增長潛力的細分市場。
（如有引用，請註明來源：小火箭）
商業遙感衛星及其星座的發展，有著從前沿科學探索到商業應用再到軍事商業融合應用的發展歷程。
1972年7月23日，道格拉斯公司的一枚德爾塔-904運載火箭將陸地衛星-1號送入太空。
這是麥道第一次使用帶有9台固體助推器的運載火箭發射衛星。
這顆衛星每天能夠向地面測控站發回188張照片。美國宇航局NASA突然迸發出了商業點子：把這些照片賣給其他國家。
除美國宇航局的科研使用之外，加拿大、義大利、巴西這3個國家開始購買陸地衛星1號的照片。這是如今市場規模巨大的遙感衛星產業的萌芽。
上世紀70年代，麥道的德爾塔運載火箭成功開啟了運載火箭發射+在軌交付衛星+衛星數據服務的一種盈利模式。
1979年，時任美國總統吉米·卡特簽署了第54號總統令，將整個陸地衛星計劃（人類第一個民用對地觀測系列遙感衛星）從美國宇航局NASA整體遷移到美國國家海洋和大氣管理局NOAA，並且建議發展成長期的商業衛星計劃。
隨後，陸地衛星-3號衛星發射，再之後，美國決定追加4顆衛星，並開始準備成立民營的陸地衛星公司。
1985年，美國國家海洋和大氣管理局NOAA完全交出衛星的運營和管理權。美國休斯公司牽頭，接手陸地衛星系列。（有關該公司和休斯本人的傳奇，詳見小火箭的公號文章《兩次奔月！一顆傳奇廢棄衛星的自我救贖之路》。）
同年，人類第一家商業衛星遙感民營企業——地球觀測衛星公司成立。該公司為美國休斯公司和美國無線電公司合作成立，雙方簽下了10年的合約。地球觀測衛星公司負責運營陸地衛星-4號和陸地衛星-5號，擁有陸地衛星數據的獨家代理權。
1990年8月2日，海灣戰爭爆發。
美國軍方找到休斯公司，請求提供技術支持。當月，休斯公司旗下的地球觀測衛星公司調動陸地衛星-4號衛星，開始拍攝和處理戰區的高清遙感圖像。
商業企業對陸地衛星的運作效率非常高。當時，陸地衛星-4號入軌不久，就失去了一半的太陽能電池板。不過，該星還是保持了高達85Mb/S的超高速數據回傳能力和16天的時間解析度。
該衛星對軍方的技術支持，讓人們意識到了：
遙感衛星，不僅僅要注重空間解析度，還需要有強大的多光譜能力和較高的時間解析度，以及強大的數據回傳能力。
陸地衛星-4號，這顆在705公里軌道高度，98.2°軌道傾角的太陽同步軌道上運行的商業衛星，提供給軍方大量的數據，使戰斧巡航導彈獲得了前所未有的詳細和精確的數字地圖。
結合戰斧巡航導彈的地形匹配製導演算法，美軍擁有了戰區外精確打擊的能力。詳見小火箭的公號文章《戰斧導彈：首戰使用的殺器》
1993年和1999年，陸地衛星-6號和陸地衛星-7號分別升空。
2013年2月11日，時隔14年，陸地衛星系列重啟。陸地衛星-8號在美國范登堡空軍基地搭載宇宙神V號運載火箭401型發射成功。整個陸地衛星系列將持續提供寶貴的地球數據和圖像，用於農業、教育、商業、科學和軍事領域。
陸地衛星拍攝的夏威夷島
小火箭覺得值得一提的是，這顆衛星是軌道科學公司當年在美國亞利桑那州的工廠里生產的。如今，該公司已經被諾斯羅普·格魯曼公司收購。可見，諾斯羅普·格魯曼同樣具備研製高性能衛星的能力。
詳見小火箭的公號文章《小火箭 | 巨額併購！全球第四大軍火巨頭收購軌道ATK公司》。
如今，基於星座的近地軌道遙感衛星系統逐漸成為人們熱議的話題和太空產業新的增長點。
關於軍事與商業遙感衛星的測控，目前有這樣的一些解決方案：
鴿群遙感衛星星座採用的是UHF頻段的測控方案。具體來說，其上行的頻率選用450MHz頻段，下行的頻率則採用401.3MHz頻率。
為確保可靠性，鴿群衛星還支持S頻段的上行測控，擁有250kbps的帶寬。而高清圖像的下行還能讓原本用於在軍事領域非常流行的X頻段派上用場。100Mbps的帶寬可以讓衛星在單位時間內回傳更多寶貴數據。
單圈4.2G的數據量，結合UHF/S/X的三頻段測控系統，使得鴿群在數據量和測控可靠性方面，擁有不錯的市場競爭力。
上圖為鴿群星座拍攝的加利福尼亞州（局部）。
另外的就是天基測控方案了。
美國第一代天基測控星座融合了軍事和商業的應用。上圖為該星座在美國白沙軍事基地的地面設施。
之所以把地面設施選在白沙，是因為這裡常年氣候乾燥，年均陰雨天不足15天，能夠盡量避免降水對Ku波段上下行鏈路的影響。
放一個小火箭風格的白沙天基測控系統地面設施的注釋照片。
1998年7月15日，關島天基測控地面設備正式投入使用。
這套天線的加入，使得美國天基測控系統真正實現了全球100%範圍的實時覆蓋。
南極洲的地面設備升級工作也完成了。
講到這裡，還沒有和大家探討TDRS衛星本身的樣貌呢。
上圖就是美國第一代天基測控衛星（跟蹤和數據中繼衛星）完全展開後的樣子。
小火箭給該星做了一些注釋。
美國國偵局設置在伯克萊空軍基地的絕密軍事偵察衛星的地面天線。
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