日凌

通信廣播衛星除繞地球公轉外，還隨地球繞太陽運動。每年春分、秋分時，地球、衛星、太陽在同一條直線上，當衛星在地球與太陽之間，地球在接收衛星信號時，強大的太陽輻射會使通信短暫中斷十分鐘左右，這種自然現象叫做日凌中斷。這種中斷每年會發生兩次，每次持續約十幾天。日凌中斷現象是一種客觀現象，可以通過設計通信頻率減小日凌中斷的影響，但是不能完全消除。“日凌”會影響到衛星電視信號的接收情況，會出現畫面不清晰，有雪花等現象，但是不會損壞電視機。但是“日凌”對日常使用的手機信號不會造成影響。

衛星通信，就是利用通訊衛星作為中繼站來轉發無線電信號，實現兩個或多個地面衛星站之間的通信，是現代通信技術和航天技術相結合併由計算機實現其控制的先進通信方式。它居高臨下，視野開闊，不受地理條件的限制，也不受自然災害的影響，只要在它的覆蓋範圍內，不論距離的遠近，都可以實現通信。但是，在衛星通信過程中，地面衛星接收站（以下簡稱“地面站”）每年都要在春分和秋分前後遇上兩次接收信號中斷的現象，這種現象是太陽造成的，被人們稱為“日凌中斷通信”。

日凌對通信信號的干擾大約要持續十天左右。但是不同衛星、不同地域受干擾的時間也會不同。緯度越高影響越早，不過結束也早；緯度靠南的地區則相反。

地球自轉的軌道與太陽成23.5度的傾斜角，因此每年太陽會在3月21日(春分)及9月23日(秋分)時經過地球赤道上空。地球同步軌道通信衛星位於離地球赤道上空約36，000公里的軌道位置上，與地球保持同步轉動。因此，每年春分和秋分前後，在衛星地球站所在地的每天中午時分，衛星將處在太陽與地球之間的直線上。這時衛星地球站天線在對準衛星的同時也對準太陽，使太陽產生的強大的電磁波直接投射在地球站天線上。由於太陽產生的電磁波頻譜很寬，因此，對地球站來說，該電磁波是一個巨大的雜訊源，對其所接受的衛星信號造成干擾從而使接收鏈路嚴重惡化甚至中斷，這種現象即稱為衛星通信的“日凌現象”。

由此可見，日凌現象是衛星通信系統遇到的一種無法避免的自然現象。但日凌隻影響衛星地球站的下行鏈路，不影響其上行鏈路。它每年均會集中發生二次，即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期間，每次約延續6天左右。每次發生時，衛星地球站會連續數天在同一時段內出現接收信號質量下降或通訊中斷現象。因此，為保證衛星通信系統的穩定運行，應準確預測出日凌發生的日期和時間，以便及時採取有效措施防範和降低日凌現象對衛星通信電路的干擾。

日凌發生的日期和時間與衛星地球站所處的地理位置和其接收天線的電氣特性有關。

2021年3月6日，受天文現象“日凌”影響，近期，人們在看電視時，電視畫面可能會出現“馬賽克”“雪花”“黑屏”甚至信號中斷的情況。

日凌影響衛星電視信號，會不會幹擾手機信號？“不會幹擾手機信號。”市天文科普教育協會理事長吳志倫表示，因為手機一般不通過衛星傳輸，是通過地面基站傳播，數字電視是通過衛星傳輸。

吳志倫還表示，出現日凌現象這段時間，若太陽表面發生強烈的耀斑或有強烈的運動，會對通信衛星造成較嚴重影響。但目前來看，太陽活動為較低水平，影響不會太大。

緯度影響每年日凌開始和結束的日期。

春分時，地球站的緯度越高(北)，則日凌開始和結束的日期越早；秋分時，緯度越高，則日凌開始和結束的日期越晚。

如果兩地經度一樣，那麼緯度每相差3度左右，則這兩地日凌開始和結束的日期就會相差一天。例如，當地球站工作在C波段，其接收天線為2.4米時。重慶(東經106.5°/北緯29.6°)與貴陽(東經106.7°/北緯26.6°)的日凌發生日期分別為：

春分 秋分

重慶3月4日 - 12日 10月2日 - 9日；

貴陽3月5日 - 13日 10月1日 - 8日；

經度影響每天日凌開始和結束的時間。

地球站的經度越往西，則每天日凌開始和結束的時間越早；經度越往東，則每天日凌開始和結束的時間越晚。

如果兩地緯度一樣，那麼經度每相差2度，則兩地日凌開始及結束的時間會相差約1分鐘。例如，當地球站工作在C波段，其接收天線為2.4米時，上海(東經121.5°/北緯31.2°)與合肥(東經117.7°/北緯31.9°)在10月3日的日凌發生時間分別為：

上海： 12時53分 - 59分；

合肥： 12時51分 - 57分；

太陽光線與衛星地面站的接收天線軸線平行時發生日凌，這時衛星信號受到干擾，每天最長時間可達10 min，每年發生兩次，每次連續3～6天。北半球的地面站發生在春分日前，秋分日後的23天內。這種干擾嚴重影響傳輸信號質量，用戶不滿意投訴增多。有線電視台可根據地面站位置（經緯坐標）計算出本台所有天線發生日凌的時間，可把受干擾的節目提前通知用戶。下面介紹推算日凌時間的方法（見圖1）。圖1　日凌日期計算圖

令P點為衛星地面站址，北緯∠POK1=Φ 交赤道，東經°，S赤道上靜止衛星。

O：地心，星下點經度°

星下點經度與站址經度差Δλ=°－°

OS：地心與衛星距離，OS=42 164．177 km

=6 378．137 km（赤道半徑），=6 356．752 km（極半徑）

過P點作PD垂直赤道平面交於D點，作DD″⊥OS，作PD′垂直於PD，則PDD″D′為矩形。

過地心作OS′平行於D′S設∠SOS′=A

作OS″平行於DS設∠SOS″=B

地球自轉和太陽直射點的南北移動同時滿足兩個條件時發生日凌。（1）太陽光線S″O與DS平行並與OS夾角為B，（2）太陽光線S′O與D′S平行並與OS夾角為A。根據圖1，並運用立體幾何定律可得計算A，B的公式如下：

（1）

（2）

B值確定發生日凌時太陽光直徑經度位置，B>0時，>，B<0時，<，發生日凌的北京時間可用下式換算：　=12．00－（－120°）×4 （min）

（其中120°為東八區標準時線）>120°午前，<120°午後，=120°為正午12點。

A值確定發生日凌時太陽光直射緯度位置，若在春（秋）分前後45天里的平均南北移動角速度為ω=0．385 381 5°/天，則每年兩次日凌的時間

B值一天一次，A值一年共兩次，計算出值是日凌持續時間最長的一天，前後連續發生2～3天，每天的時間由決定。

對一個地球站來講，其日凌持續時間從太陽進入其天線3dB波束寬度開始，以離開其3dB波束寬度結束。因此，地球站的日凌持續時間與其接收頻率和天線口徑大小有關。

日凌與接收頻率的關係：接收頻率越高，天線3dB波束寬度越窄，則日凌持續時間越短。例如，對於2.4米天線：

C波段3dB波束帶寬：2.2°　Ku波段3dB波束帶寬：0.7°

地球每分鐘轉0.25度，則在天線口徑同為2.4米時，C波段日凌持續時間比Ku波段長約6分鐘。

日凌與天線口徑的關係：天線口徑越大，3dB波束寬度越窄，則日凌持續時間越短。例如2.4米的C波段天線3dB波束寬度為2.2度，3.7米的C波段天線3dB波束寬度為1.4度，則2.4米天線的日凌持續時間比3.7米天線約長3分鐘。

地球距太陽約1.5億千米，衛星距地面約36000000米，地球的半經約6400000米，衛星與太陽的距離比與地面的距離約大四千多倍，不同緯度的地面站與衛星、太陽連線與黃道平面的夾角變化不大，只有在春分和秋分前後地球、衛星、太陽三者才可能共線。中國處於地球的北半球，由於緯度不同，每當春分節前幾天的白天，地球自轉的赤道平面與繞太陽公轉的黃道平面的夾角由北向南逐漸減小，衛星略高於黃道平面，北半球的地面站、衛星、太陽有時會處在一直線上，或者說太陽從南半球向北半球運動，我國從北到南先後出現“日凌中斷通信”現象，緯度越高，發生的越早，但總是在春分節前發生；每當秋分節後幾天的白天，地球轉動的赤道平面與其公轉的黃道平面的夾角由南向北開始增大，或者說太陽從北半球向南半球運動，北半球的地面站、衛星、太陽又會處於一直線上，這段時間我國又開始從南向北逐漸出現“日凌中斷通信”現象，緯度越低，發生越早，但一定在秋分節過後發生。當然，日凌中斷通信的條件是地球上的地面站與衛星、太陽處於同一直線上，由於地球、衛星、太陽三者的運動，處於同一直線上的時間畢竟很短，又由於經度的不同，各地每次出現“日凌中斷通信”的時間也不盡相同。同一地面站的“日凌中斷通信”現象一年內將遇到兩次，每次持續的天數和每天持續的時間長短則根據地面站的地理位置和天線的大小的不同而不同，一般最多持續一個星期，每天持續5—10分鐘，且發生在中午前後。

人們把日凌中斷通信稱為衛星通信的“死角”，是一種自然現象，不能避免。日凌中斷雖然無法防止，但提前預報后，各家運營商可以採取相關措施。世界各國在衛星通信過程中解決“日凌中斷通信”的措施：

1、避開。

即根據衛星所處的位置，地面站所處的經緯度數，天線的直徑，工作時的仰角，方位角等數值，預先計算出地面站出現“日凌中斷通信”的具體日期和時間，提前預報，使重要業務通信盡量避開“日凌中斷通信”的時間。

2、通過另一顆通訊衛星工作。

如每年的三月初，“日凌中斷通信”現象將在中國部分地區的地面站發生，這期間中央要召開“人代會”，為了順利收看電視直播新聞，中央電視台和北京電視台同時直播新聞，當中央電視台使用的亞洲一號衛星臨近“日凌”時，北京電視台使用的亞洲二號衛星仍能正常進行直播，使大會盛況和會議精神及時通過另一顆通訊衛星傳遞給千家萬戶的電視觀眾。

2013年2月25日至3月17日，用於我國廣播電視節目傳輸的衛星將進入日凌期，屆時衛星廣播電視節目接收將受到影響，廣電總局公布了“中星6A”、“中星6B”、“中星9號”、“亞太6號”、“亞太5號”、“亞洲3S”等衛星在國內主要城市的日凌時間。不同城市出現日凌的時間不同，持續時間也不等。屆時，不同城市視信號都會受到干擾，電視機會出現雪花或圖像看不清等現象。

日凌期間，屆時在全國範圍內，只要涉及通信衛星的行業，都有可能受到日凌的“騷擾”，比如收看衛視節目花屏、黑屏，打衛星電話不清晰或者無法接通，炒股時無法查看證券信息等等。幸運的是，由於手機依靠地面基站進行通訊，所以手機通話不會受到日凌現象影響。

日凌發生時，衛星電視轉播信號時斷時續，嚴重時信號會完全中斷，短的幾分鐘，長則一二十分鐘。這種現象只對部分電視台的節目造成短時影響，不會損壞電視機。此外，依靠衛星傳輸信號的衛星電話、股票交易數據也可能會受到影響。

對人體沒有影響

日凌會不會對人體造成影響？吳志倫表示，地球自轉軌道，與太陽存在23.5°傾斜角，在每年的春分和秋分前後，太陽運行到地球赤道上空，這時距離地球最近，太陽發出的電磁波對地球的輻射最明顯，會對通信衛星造成一定影響。太陽處在較平靜期，表面未出現強烈的活動跡象，較之地球磁場處於正常值，所以對地面上的人和生物，不會帶來直接影響。