手机能“遥遥领先”，原来是卫星当了“背锅侠”

自带卫星电话！遥遥领先！

某著名品牌新上市的机皇，让很多消费者发出了感叹。

只用一台看似平常的手机，就能与卫星取得联系，这究竟是怎么做到的呢？难道不用背上一口“大锅”来传递微弱的信号吗？今天咱们就来梳理一下“卫星电话”一些小知识和趣闻，说不定下次你换手机的时候就用上这些知识了呢。

到底啥是卫星电话？

所谓“卫星电话”就是用卫星作为“基站”的通信手段，在本文中，专指卫星移动通信（能拎着到处跑的那种）。

为什么要用卫星电话？地面基站不香吗？

平时我们觉得手机就挺好用的，是因为我们平时工作生活的地方基站多信号好。其实地面基站只修建到城市村庄和陆地交通沿线，但这样的地方只占地球表面积的 5%。像海洋、荒山、草原、沙漠、冰原这些地方，可就鞭长莫及了。试想，在茫茫大海上，去哪儿找基站啊？

另外，一旦遇到特大灾害，例如地震洪水时，地面基站被大规模破坏，也是卫星电话大显身手的地方。碰上这种叫地地不灵的时候，我们不妨抬头看看天，就会发现那里有通信卫星。而中国的卫星移动通信事业，就是在 2008 年汶川大地震之后正式立项上马的。

2005年，救灾人员在苏门答腊地震灾区使用卫星电话

卫星能保证总在我们头顶吗？

还真能，而且昼夜无休。秘诀就两条，要么靠卫星够高，要么靠卫星够多。

因为通信卫星主要有两种运行轨道，一种是地球静止轨道，一种是近地轨道。

地球静止轨道卫星在距地面35786千米的轨道上，在这个高度，它围绕地球运行一圈，地球也正好自转一圈，从地面看来，它悬在空中一动不动，在覆盖范围内的话，能做到一直在头顶。

而近地轨道上的卫星离地面只有600～1200千米左右，在这个高度，它必须跑得很快，才能不掉下来。所以近地轨道卫星不会一直停在空中同一个地方，为了通信不断线，就要发射许多近地轨道卫星，保证卫星电话总能“看”到几个。

这两种轨道有什么区别？

这两种轨道各有利弊。静止轨道卫星的好处是省钱，理论上只要发射三颗就可以覆盖地球上除极地以外的地方（实际上会多发射几颗作为备份），卫星通信事业可以从这里起步。

但静止轨道卫星距离地球太远，信号一来一回至少要0.24秒。另外，因为它们只在赤道上方运行，所以覆盖不到南北极地区，而那是科考人员常去的十分需要卫星电话的地方。还有就是对于中国的用户来说，静止卫星在南方天空上，所以建筑或者陡峭高山的背阴面不易接通。

而近地轨道卫星正好相反，它离地球近，信号延迟很短，信号质量也很好，而且能够覆盖极地，对朝南朝北也不太苛求，可它需要好几十颗才能罩住全球，成本就噌噌噌上去了。比如上世纪末的第一代铱星，就计划发射77颗卫星（所以用第77号元素命名为“铱星”）以覆盖全球，但铱星公司不幸随即破产，跟这方面“用力过猛”关系匪浅。

卫星电话信号好吗？会不会很费电？

假如通信卫星长得就像小区移动基站的话，信号当然不会好，要想从地面联系上这样的卫星，我们就要随身背一口天线大锅，既费电又费力。

幸好通信卫星长得不像小区移动基站。为了让我们生活静好，卫星毅然负重前行，当了背锅侠，字面上的意思！

天通一号卫星的巨大天线

以中国的天通一号通信卫星为例，它运行在静止轨道上，离地非常非常远。为了捕捉到35786千米外传来的飘渺信号，它背了一口大锅——足足有15米口径的网状天线。卫星的接收灵敏度和发射强度上去了，地面设备就可以基本保持智能手机的模样。国内有些智能手机已经集成了卫星电话功能，入网的就是天通一号。

卫星电话能上网吗？

如果连的是近地轨道卫星的话，是可以拿卫星上网，马斯克的星链计划就是干这个的，但做不到智能手机直连卫星，还要通过一个看起来相当碍事的天线。

如果连的是静止轨道卫星，那网速就堪忧，相当于回到了每秒几十k 的电话拨号时代，何况目前天通一号还没开通互联网接入业务。

所以，截至目前，不管用国内还是国外的卫星，智能手机集成卫星电话的本质还只是“不用怀揣两部电话”，而从功能上来说，它们只有通话部分是合体的。我们就先把卫星电话用作荒野求生工具，静待技术发展吧！

飞机上能用卫星电话吗？

实际上，早在民间普及之前，有些国外的航空公司就早已提供卫星电话了。有些飞机上，前排座椅靠背上挂个电话机，上面有一道刷信用卡的槽，其实用的就是卫星电话，航空公司很喜欢你打这种电话，但是它实在太贵了。

不过，它的天线就在飞机顶部， 本身就是飞机的一部分，因此并不会带来问题。

波音777机身上的各种天线，其中SATCOM用于卫星通信 来自客机技术资料

而个人自带卫星电话在飞机上用呢，就要分法律和技术两个层面来谈了。

法律上，不行，只要有干扰航空通信的风险就不行。

技术上来说，其实很难打通。我们跟卫星本来就离得远，卫星和终端之间更要“面对面”沟通效果才好，在露天宽敞的地方通话更方便，而进入室内或者有建筑或陡峭山体遮掩卫星方向的话，信号就不太好了。像《侏罗纪公园3》里，卫星电话深埋在一大坨恐龙便便里还能响，那是编剧艺术加工了一下。咱们的天通一号运行在赤道上方，对于中国所有用户来说，都在南天，对罩在飞机金属外壳里的乘客方向要求挺高的。

图片截自微博用户西域刀客之独立观点的短视频

有人近期在飞机上接通过卫星电话，也有人验证过，靠近朝南的舷窗边，能看到一丝卫星信号的情况下是有可能的，但坐得稍微深一点或者改个方向就不行了。不过，这里要敲敲黑板，再重复一下：拿到新手机想试想炫都可以理解，但在飞机上打卫星电话这真不符合规定！请不要这样做。

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作者丨曲炯 科普作者

审核丨林思雨 北京交通大学电子信息工程学院 副教授

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