星座卫星移动通信系统是指利用一组卫星构成的星座作为中继节点来实现通信的一种卫星通信系统。根据构成星座的卫星轨道类型不同可分为对地静止轨道(GEO)星座卫星移动通信系统，如ACeS、INMARSAT等；低地球轨道(LEO)星座卫星移动通信系统，如Iridium、Globalstar等；中等高度地球轨道(MEO)星座卫星移动通信系统，如Odyssey、ICO等。与GEO星座卫星通信系统相比，LEO/MEO星座卫星移动通信系统具有传输路径损耗小、传输时延小、容量大、可实现全球覆盖等系统性能上的优势，但是系统实现复杂度较大，成本较高。

    本文从经济效能角度对比分析LEO、MEO和GEO3种星座卫星移动通信系统。在对星座卫星移动通信系统的成本进行分解的基础上，分析了Globalstar、Odyssey和INMARSAT3个系统的空间段成本、地面段成本以及系统总体成本。本文得出的结论对我国星座卫星通信系统建设具有一定的参考价值。

    1星座卫星移动通信系统成本构成

    星座卫星通信系统成本由空间段成本、地面段成本和终端成本构成(如图1所示)，本文重点分析星座卫星移动通信系统空间段与地面段的成本构成。空间段成本包括星座系统建设阶段付出的星座卫星的研制、发射和保险成本，星座系统运行阶段的空间段更新维护成本。地面段成本包括系统建设初期TT&C站和信关站建设成本，系统运行期间的地面段维护成本等。

    2星座卫星移动通信系统空间段成本估算

    星座卫星移动通信系统空间段成本与轨道高度、卫星数量、总功率、系统寿命等参数密切相关，本文在星座卫星通信系统成本分析过程中以GlobalStar、Odyssey和INMARSAT系统为参照，3个系统基本参数如表1所示。

    表1GlobalStar系统[1]、Odyssey系统和INMARSAT系统基本参数

    参数GlobalStarOdysseyINMARSAT

    轨道高度(km)14001000036000

    卫星数48123

    备用卫星831

    波束数1619200

    总功率(W)100018003700

    系统寿命(年)7.51015

    空间段成本估算首先确定卫星的总功率轨道高度，然后根据总功率和轨道高度利用估算公式估算出系统单颗卫星的空间段质量、造价和发射费等。

    设卫星总功率为Ptotal，根据下面公式估算单颗卫星的质量(单位lb)：

    。

    其中，表示太阳能阵列重量，表示电池重量，表示星上转发器重量， 表示星上天线重量，h表示轨道高度(km),α表示飞行器重量与加载重量之比，一般取1。

    星座系统空间段总成本估算公式如下：。

    其中，N表示星座覆盖全球所需的卫星总数；Csat表示卫星制造成本，估算公式为：；Claunch表示卫星发射成本，估算公式为：，h表示轨道高度(英里)；Cinsurance表示卫星保险成本，估算公式为：，β表示保险费用所占比例，一般取0.2。

    综合上述公式，可得出：。

    空间段维护成本可以用年平均费用来估算，其中Ylife为卫星寿命。根据上述估算公式，对Globalstar等3个星座卫星通信系统的成本估算如表2所示。

    表2星座系统空间段成本估算[2]

    参数LEOMEOGEO