卫星技术常见问答

卫星分为天然卫星与人造卫星，天然卫星如月球，而人工卫星是由人类制造并送入轨道运行的机器。
卫星在轨道上能持续运转，是因为它们以极高的横向速度抵消地球引力，从而“绕着地球下落但始终错过地球”。
第一颗人造卫星是斯普特尼克1号，于1957年10月4日由苏联发射进入轨道。
地球同步卫星在赤道上空约35,786公里处以与地球自转相同的角速度运行，始终悬停在地面同一位置。
截至2025年，地球轨道上约有11,000颗在轨活跃卫星，外加数万块失效卫星与太空碎片。
Starlink是SpaceX运营的低轨卫星互联网星座，采用数千颗低轨卫星，离地面仅几百英里，覆盖全球并提升连接质量。
大多数卫星通过太阳能板将阳光转化为电力，阴影时再由可充电电池供电。
卫星电话是一种直接与空间卫星通信的移动电话，通常用于旅行者、灾区或偏远地区，设备和通话费通常比普通手机贵。
iPhone 14及以后机型具备紧急SOS卫星功能，在无蜂窝网络时可通过卫星发送求救短信并分享位置信息。
卫星电视通过地球同步卫星传输信号，用户家中的卫星天线对准特定卫星接收信号，常见服务包括DirecTV和Dish Network。

卫星是围绕更大天体（比如地球或其他行星）运行的物体 ^[1]。它们在现代生活中扮演着许多角色，从传输电视信号、提供互联网/电话连接，到监测天气和实现GPS导航 ^[2] ^[3]。以下是按主题分类的详细常见问答，采用通俗易懂的方式解答了关于卫星及相关技术的常见问题。

卫星基础知识

什么是卫星？/卫星的作用是什么？
卫星是指围绕行星或恒星运行的任何物体 ^[4]。天然卫星包括卫星（例如，月球是地球的卫星），而通常所说的“卫星”则指的是被发射到空间、围绕地球或其他天体运行的人造（人工制造）机器 ^[5]。这些卫星承担着诸如通信、地球观测、导航等各种工作——例如转播电视信号、为天气预报拍摄地球照片，或实现GPS定位服务 ^[6] ^[7]。
卫星有哪几种类型（天然与人造）？
天然卫星是围绕行星自然运行的天体，比如月球绕地球运行。人造卫星是指由人类制造并送入轨道的物体（如国际空间站或气象卫星） ^[8]。简而言之，卫星和部分行星属于天然卫星，而通信、GPS或科学研究卫星属于人造卫星。
卫星如何保持在轨道上（为什么不会掉下来）？
卫星能留在轨道上，是因为它们以非常快的横向速度运动，使地球的引力与其轨道速度达成平衡 ^[9]。本质上，它们在受到地球引力“下落”的同时，由于前进速度足够快，总是“错过”地球——因此卫星持续“绕着”地球“下落”，而不是直接坠落。如果卫星减速过多，引力会拉它回地面，最终重返大气层。
为什么卫星在太空中不会互相碰撞？
通常，卫星都是被发射到精心规划的轨道内，以避免碰撞。太空非常广阔，不同的卫星在不同高度和路径运行。虽然碰撞极其罕见，但确实有可能发生——人类首次记录到的两颗卫星意外碰撞发生在2009年 ^[10]。为了降低风险，有机构会跟踪卫星和太空碎片，随着轨道交通增加，有时会进行规避碰撞操作。
现在太空中有多少颗卫星？
目前有成千上万的人造卫星在地球轨道上运行。截至2025年，约有11,000多颗在轨活跃卫星环绕地球（不包括太空垃圾） ^[11]。这个数字随着大量新卫星（尤其是如Starlink等卫星网络）的发射迅速增长。此外，轨道中还有数万块已经失效的卫星或碎片漂浮。
第一颗进入太空的卫星是什么？
人类发射的第一颗人造卫星是斯普特尼克1号，于1957年10月4日被苏联送入轨道 ^[12]。斯普特尼克1号是一个小金属球，内置无线电发射器，它的成功发射标志着人类正式进入太空时代。（作为参考，美国第一颗卫星是1958年的Explorer 1号 ^[13]。）
为什么卫星对我们很重要？/卫星都有哪些用途？
卫星已经变得不可或缺，因为它们能让我们完成地面难以或无法完成的工作。卫星实现了全球通信（将电视、电话和互联网信号跨越长距离传输）、帮助我们导航（通过GPS卫星精准定位你的位置） ^[14]、监测地球天气和气候（观察云层、风暴和环境变化）、以及进行科学太空观测（轨道望远镜可无大气干扰观测星系） ^[15]。简言之，众多日常服务——从在电视上观看体育直播，到用手机导航，都依赖于卫星。
什么是地球同步卫星？
地球同步卫星是指在赤道上空以与地球自转相同速度运行的卫星，因而始终“悬停”在地面同一位置上空 ^[16]。这些卫星高度很高（大约35,786公里或22,236英里上空）。由于它们与地球转动一致，地面天线可以长时间指向天空中同一点，与同一颗卫星持续通信（这就是卫星电视天线只需固定朝向一处的原因）。地球同步卫星通常用于通信和气象观测。
卫星如何获得运行所需的电力？
大多数卫星通过太阳能板将阳光转化为电能 ^[17]。它们配有大型太阳能阵列，将阳光转化为运行机载设备、计算机和通信系统的电力。同时还装有可充电电池用于当卫星经过地球阴影（遮蔽太阳）时继续供电。
卫星会停止工作吗？之后会怎样？
是的，卫星都有有限寿命（如燃料耗尽或设备老化）。当卫星停止工作时，操作人员通常会将其移到“墓地轨道”（高轨时），或让其重新进入大气层安全焚毁。低轨卫星会逐步降低高度，在几年或几十年后重新进入大气层并烧毁，减少长期太空垃圾的堆积。

卫星电话与卫星通信

什么是卫星电话？/卫星电话如何工作？
卫星电话（或称“卫星手机”）是一种直接与空间卫星通信的移动电话，而不是依赖地面基站 ^[18]。这意味着它几乎可在地球上任何地方拨打电话（或发送短信/数据），只要可以直视卫星，即使在海洋正中央或偏远沙漠。卫星电话通过将语音或信息转换为无线电信号，发送至头顶的通信卫星，再由卫星转发至地面站，最后进入普通电话网络。卫星电话常用于旅行者、紧急救援者或无法获取可靠手机信号的组织。
谁在使用卫星电话？
凡是在没有常规手机信号的地方需要通信的人，都会用到卫星电话。这包括探险家、船员、荒野徒步者、在偏远地区的记者或研究人员，以及军队或救援队 ^[19]。它为灾区或偏远无网地区提供了关键的紧急通信手段。（普通消费者通常不会用卫星电话，因为设备和通话费用通常高于普通手机。）
卫星电话合法吗？价格贵吗？
大多数国家允许使用卫星电话，但有极少数国家出于安全考虑对其使用有限制或需登记。使用卫星电话通常比普通手机贵：设备本身更贵，通话费也更高（视服务不同每分钟可能几美元）。你还需要卫星电话服务商的订阅套餐或预付费信用。不过价格正逐渐降低，短期紧急使用套餐也已面市。在国外使用前请务必查明当地相关法规。
什么是卫星通信？
卫星通信是指任何涉及使用人造卫星的信号中继的通信链路。简单来说，太空中的卫星作为中转站，接收地面站（如地面天线）发来的无线电信号，并再转发至地球上其他地方的另一个地面站 ^[20]。这一技术可让数据、语音或视频以极快速度在世界范围内传送。卫星通信是卫星电视、偏远地区国际电话、卫星互联网甚至部分军用通信的基础。

卫星互联网

什么是卫星互联网？/卫星互联网如何工作？
卫星互联网是一种通过绕地球运行的卫星而不是地面电缆或基站传输信号来访问互联网的方式。你的家或公司会配备一个卫星天线，既可发送也可接收数据到太空中的卫星 ^[21]。运作流程如下：当你上网或发送数据，调制解调器将数据通过天线上传到卫星，卫星再下传到与互联网主干网相连的地面站，然后再返回卫星并接回你处 ^[22]。由于这种方式为空间无线，几乎任何地方（即使偏远农村无其他互联网选择区域）都可覆盖 ^[23]。不过传统卫星互联网由于信号传输距离远，延迟更高。
卫星互联网速度慢吗？缺点有哪些？
现代卫星互联网可实现宽带速度，但也有一些缺点。到地球同步卫星距离较远（约3.6万公里），会导致较高的延迟（往返时延约600毫秒或更多），对网络游戏或实时视频通话影响较大。大雨或暴风等天气会干扰地面天线与卫星间信号，影响连接稳定性。过去许多卫星互联网套餐有流量上限或数据较小。新一代低轨道卫星网络（如Starlink）正在大大降低延迟并提升速度，显著改善了体验，但需要头顶有更多数量的卫星。
卫星互联网主要应用在哪里？
卫星互联网主要用于DSL、有线或光纤无法覆盖的偏远和农村地区，包括乡村住宅、海上船舶、航空（机上Wi-Fi常用卫星）、野外科研站等。凡是地面网络未覆盖的地方都可用卫星互联网接入。此外，还作为医院、企业等关键业务网络的备份连接方案，以防地面网络中断。
什么是Starlink？
Starlink是SpaceX（埃隆·马斯克的公司）运营的卫星互联网星座，目标是全球提供高速低延迟互联网服务。与传统卫星互联网利用少量远距离大型卫星不同，Starlink采用数千颗低轨小型卫星组网（离地面仅几百英里） ^[24]。这些卫星协同工作，几乎可以在地球任意角落保障头顶有卫星覆盖，用户只需用配套天线即可联网。相比传统高轨卫星，Starlink距离更近，延迟极低，可更流畅地支持视频、游戏、视频通话 ^[25]。（截至2025年，Starlink已经占据了大量活跃卫星数量，且服务仍在扩展。）
我如何获得卫星互联网？
你需向区域卫星互联网服务商订阅服务。服务商会为你提供并通常安装一套卫星天线（需无遮挡、能直视天空）和调制解调器/路由器。天线对准在轨卫星。设置完成后，你的电脑和Wi-Fi设备像连普通网络一样通过调制解调器上网。主流服务商有HughesNet或Viasat（地球同步卫星上网），以及低轨道Starlink。注意设备需供电，且需有合适的天线安装点（避免被树或建筑物遮挡）。

卫星电视与卫星广播

什么是卫星电视？/卫星电视如何工作？
卫星电视是一种由空间通信卫星传递的电视服务 ^[26]。卫星电视的广播信号首先由电视台发送至一颗卫星，再由卫星下传到用户家的卫星天线。流程为：你房屋外有一个对准特定地球同步卫星的小型天线，卫星会把频道信号传输到你的天线，再由接收盒解码信号并通过电视显示 ^[27]。由于卫星高度极高，无论城市还是偏远地区，只要天线能看见卫星都可接收信号。数以百万人通过卫星电视（如DirecTV或Dish Network）收看丰富频道，特别是有线电视未覆盖地区。
什么是卫星天线？
卫星天线是一种碗状（抛物面形）的特殊天线，用于接收（有时也可发送）与卫星之间的信号。天线的曲面能够聚焦来自遥远卫星的无线电信号到前方的馈源，由馈源传至接收设备 ^[28]。通俗讲，天线负责“采集”微弱的卫星信号并集中，使其能被解码为电视、互联网或电话数据。卫星天线常见于房顶或墙面（用于电视或上网），并且要求无遮挡直视卫星。天线有多种大小——小型适用于家庭电视直收，大型用于地面站或早期C波段网络。
什么是卫星广播（卫星收音机）？
卫星广播是一种通过卫星而不是本地广播塔传输电台频道的服务。简单说，使用特殊的卫星广播接收器，你可以在更广范围（通常是一整个国家或大陆）收听海量电台 ^[29]。例如北美的Sirius XM，将数字广播信号由卫星传送到订户的接收器（多为车辆上使用）。卫星广播需要付费订阅，但可收听各类频道如音乐、谈话、体育等，基本无杂音，在任何地方（城市到偏远公路）都能收听。它对驾驶员和卡车司机尤其受欢迎，因为信号覆盖范围大且不中断。接收器的天线（如车顶的小圆顶或“鲨鱼鳍”）收取卫星信号，接收器将其解码为可收听的音频。除了需设备和订阅，使用方法与普通收音机调台一样简单。

智能手机与卫星功能

iPhone中的“卫星”是什么意思？/为什么我的iPhone上会出现“SOS”或“卫星”？
新款iPhone（iPhone 14及以后机型）具备紧急SOS卫星功能。当你看到iPhone上出现“卫星”或“SOS”图标，说明你的手机找不到蜂窝/Wi-Fi网络，但设备提示可通过卫星进行紧急联系。在紧急SOS模式下，iPhone可通过卫星发短信向救援机构求助。如果你身处无网络区域，手机会引导你对准天上的卫星进行求救短信发送。简而言之，iPhone上的“卫星”代表设备准备好通过卫星连接寻求紧急帮助，只在无常规信号时作为最后手段 ^[30]。（不用担心——手机不会时刻用卫星，只有手动发起SOS或用特定卫星功能时才会启用。）
我的智能手机可以日常通过卫星打电话/发短信吗？
目前，主流智能手机（除紧急SOS外）无法作为真正的卫星电话。像iPhone 14的内置卫星功能仅限于紧急短信和位置共享，并不能用于日常语音通话或上网。但技术在发展：有些公司正研发可用普通手机直接收发短信的卫星服务。现阶段，若需真正全功能卫星通话或持续短信，仍要专用卫星电话或卫星上网热点设备。
卫星电话和iPhone的SOS卫星功能有何不同？
卫星电话是专为与卫星通信而设计的，能随时随地打电话、发短信，完全独立于蜂窝网络。iPhone的SOS卫星功能仅限于无网络时发送紧急关键信息（和位置），专为紧急救援而设。iPhone只在特定紧急用途下才用卫星，不能打普通电话或上网。而且iPhone的卫星SOS需在户外、有无遮挡视野，根据引导对准卫星操作，而卫星电话有专用天线，更适合频繁卫星通信。

“卫星”一词的其他用法

什么是卫星办公室？
卫星办公室是指公司在主总部以外设立的较小办事处 ^[31]。其本质是为了将业务拓展到其他地区。比如一家总部在纽约的科技公司可能在旧金山设有卫星办公室，这些办公室通常人员较少，主要为吸引当地人才、服务客户或缓解总部拥挤。简而言之，卫星办公室就像位于异地的“微型总部”，以便团队更贴近目标区域。
“卫星校区”是什么意思？
卫星校区是指大学/学院（甚至中小学）设于主校区以外的较小分校区或教学点。与卫星办公室类似，卫星校区为分支地点——例如，一所大学主校区在某城，同时在另一城市设有卫星校区，方便更多学生就近上课。卫星校区的学生可以学习和享受服务，无需远赴总校，同时仍属同一院校体系。
为什么“卫星”这个词会在这些场景（办公室、校区等）中使用？
这里的“卫星”是一种比喻。正如真实卫星绕行行星一样，“卫星办公室”或“卫星校区”是围绕总部或主校区运转的辅助分支机构。它表达了“依托主机构而存在的附属场所”，有异地但仍有业务和管理联系的含义——就像太空中的卫星虽远离地球但仍与地球紧密关联一样。