卫星通信技术发展应用（共12篇）
卫星通信技术发展应用 篇1
摘要：通信卫星的发展史本身就是一部军事应用史, 作为现代战争中最具潜力的通信手段, 通信卫星及卫星通信的发展从一开始就引起世界大国的高度关注, 是当前空天军事战略极为重要的组成部分。本文详细介绍了通信卫星的发展。
关键词：通信卫星,卫星通信,发展史,军事战略
0 引言
卫星通信的概念最初由20世纪最著名的英国科幻作家阿瑟·查尔斯·克拉克 (Arthur Charles Clarke) 提出。1945年, 阿瑟·克拉克在《世界无线电》杂志发表著名论文《地球外的中继》, 提出利用通信卫星实现全球通信的科学设想, 并严格推导论证了卫星通信的可行性, 为全球卫星通信奠定了理论基础。在这篇论文中, 阿瑟·克拉克提出利用三颗同步轨道卫星即可实现全球通信, 这在当时引起包括专家在内的很多人的质疑, 但是1965年4月6日美国成功发射“晨鸟”同步卫星, 证实了通信卫星和卫星通信的可行性, 后来人们将地球同步轨道命名为“阿瑟·克拉克轨道”。
1 通信卫星发展历史
通信卫星, 顾名思义就是用作无线电通信中继站的人造地球卫星, 是卫星通信系统的空间部分。通信卫星定点于地球赤道上空约36000km (35786km) 的高空, 其运行周期与地球自转周期相同, 均为23小时56分4秒, 在地球上的人看来, 卫星是静止的挂在天空, 因此通常称其为地球同步轨道卫星, 或者地球静止轨道卫星。一颗地球静止轨道卫星大约覆盖地球42%的表面积, 覆盖区域内的地面、海面、空中的地面站能够同时通信。在赤道上方等间隔分布3颗地球静止轨道卫星, 即可实现除两极以外的全球通信。
1.1 卫星通信的试验阶段
1957年, 苏联发射了第一颗人造卫星, 开启了人造卫星进行有源通信的历史。在之前的1954年, 美国海军就成功实现了利用月球、无源气球卫星等进行跨大洋的中继通信, 证实了通信卫星和卫星通信的实用价值。
1958年12月, 美国航空航天局 (NASA) 用阿特拉斯火箭将一颗重150磅 (约68kg) 的“斯科尔” (Scole) 低轨道卫星射入椭圆轨道 (近地点200km, 远地点1700km) , 该卫星利用星载录音磁带实现了异步电话、电报通信。
1960年10月, 美国国防部又将“信使”卫星发射到高度为1000km、倾角为28.3°的倾斜轨道上, 并使用2GHz频率进行了类似“斯科尔”卫星的低轨道延迟通信实验。
1962年6月, 美国航空航天局用“三角洲”运载火箭把“电星-1号” (TelstarⅠ) 送入1060~4500km的椭圆轨道;同年12月, 又发射了“中继” (Relay) 卫星, 进入1270~8300km的椭圆轨道, 在美国、欧洲、南美洲之间进行了洲际电话、电视、传真数据的传输实验, 并对卫星的通信频率、姿态控制、遥测跟踪、通信方式等进行了实验。
1965年, “晨鸟” (IS-I) 同步卫星的成功发射, 使通信卫星正式进入实验阶段。这里需要说明的是, 地球同步轨道卫星的发射不是一次性发射完成的, 需要经过很多次轨道变换和姿态调整, 逐步过渡到同步轨道上, 因此, 技术难度非常大, 到目前为止, 掌握卫星发射技术的国家有十几个, 但能发射同步轨道卫星的只有几个国家或地区 (欧盟以法国、英国为代表) , 因此, 初期的实验, 均在非同步轨道上进行, 也是技术发展的正常步骤。
1963年7月和1964年8月, NASA先后发射了三颗“同步”卫星 (SyncomⅠⅡⅢ) , 第一颗卫星未能进入预定轨道, 第二颗进入了周期为24小时的倾斜轨道, 只有“SyncomⅢ”进入了近似圆形的静止同步轨道, 成为第一颗试验性静止同步通信卫星。“SyncomⅢ”成功地进行了电话、电视和传真的传输试验, 并向美国转播了1964年在东京举行的奥运会实况, 至此卫星通信的试验阶段结束。
1.2 通信卫星的实用阶段
随着通信卫星技术的成熟, 卫星通信逐步向民用倾斜, 进入市场化阶段。1964年8月20日, 美国、日本等11个西方国家为了建立单一的世界性商业卫星网, 在美国华盛顿成立了世界性商业卫星临时组织, 并于1965年11月正式定名为国际通信卫星组织 (International Telecommunication Satellite Organization, 简称INTELSAT) 。“晨鸟”即为第一代“国际通信卫星” (INTELSAT-I, IS-I) , 1972年, 中国加入国际卫星通信组织, 正式租用商业卫星开展通信业务, 到目前为止, 卫星通信与光纤通信、数字微波通信一起构成远距离通信的支柱。
目前, 国际卫星通信组织的卫星已经发展到第9代, INTELSAT-IX已经入轨运行, 固定卫星通信业务稳定增长, 逐步发展到卫星宽带通信直播高清晰度电视, 连接国际互联网发展网络电视等领域。
1.2.1 国际通信卫星发展现状
2000年2月12日发射成功的印度尼西亚的亚洲蜂窝卫星 (Aees) , 是世界上第一个区域性地球静止轨道个人移动通信卫星, 有140个点波束, 支持11000路通话话路, 波束覆盖占世界人口60%的亚太地区。
阿拉伯联合酋长国于2000年10月20日和2003年6月10日分别发射了瑟拉亚 (Thuraya I) 1星和2星, 每星具有13750路同时通话容量, 覆盖欧、亚、非106个国家。
2005年3月, 国际移动卫星公司发射了第4代Inmarsat-4 (国际海事卫星) 卫星, 它拥有全球波束和19个宽带点波束以及223个窄带点波束, 用两颗卫星即可支持Inmarsat系统的大部分业务。
除此之外, 中、低轨道全球移动卫星通信的业务主要是话音和数据, 亦可以与互联网连接, 进一步发展多媒体通信。由摩托罗拉公司开发的“铱星系统”便是典型代表, 只可惜其商业运作失败, 被美国军方购买下来, 作为移动通信系统使用。
1.2.2 国内通信卫星发展现状
1972年, 我国开始建设第一个卫星通信地面站, 并在1984年成功发射了一颗试验通信卫星, 1985年建成了北京、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州5个公用网地面站, 转播中央电视台电视节目。目前, 建成了北京、上海、广州的国际出口站, 能够提供2.5万条国际卫星直达线路;建成了以北京为中心, 以拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州、西安、成都、青岛等为区域中心的地面站, 使国内通信线路达到10000条以上。
1984年, “东方红”卫星发射成功, 开始了我国利用通信卫星传送广播电视节目的新纪元。目前上星节目多达几十个, 中央电视台的信号可以覆盖全国各个乡村, 真正实现了最后一公里的卫星直播。
2005年4月12日, “亚太-6号” (Apstar-6) 卫星发射成功, 它拥有38个C波段和14个Ku波段转发器;2006年10月, 直播卫星“鑫诺-2” (Sino-2) 发射, 它拥有22个Ku波段转发器, 但是鑫诺-2入轨失败, 后来作为反卫星武器的实验对象, 被军方用导弹摧毁, 在太空中留下了两万四千多个碎片。
目前, 我国的通信卫星在轨运行的有20多颗, 由中国卫通负责运行管理。我国商业卫星一般采用的卫星构架是:“东方红4号”通用卫星平台加载荷, 其中, 中星12是较为先进的通信卫星, 其载荷是由法国生产的, 用于商业通信领域;还有鑫诺系列卫星, 不再赘述。
在移动通信系统领域, 我国主要依托国际海事卫星通信系统和铱星系统开展话音和数据业务。
军事通信卫星, 较为著名的就是“天链”1星和2星的入轨运行, 2013年6月20日10时许, 全中国的中、小学生“全程”收看了中国女航天员王亚平的太空授课, 前后40分钟高质量的天地通话, 表明我国的通信卫星在中继星的设计上有了长足的进步, 为空天战略增加了非常重要的技术支撑。
2 通信卫星对于军事战略的重要意义
一是通信卫星是部署在外太空的中继站, 可以将通信信号进行跨大洋传递, 为远洋作战提供支撑。单颗通信卫星的传输距离可以达到18000km, 而且几乎不受自然条件的限制能够提供高质量、高带宽的通信信号, 这为我们将战场从陆地拉到远洋提供了机会。而微波接力通信、电缆、光缆、短波通信等均不具备这样的条件, 而且除短波、超短波通信外, 通信手段的抗毁能力几乎为零, 一旦发生战争, 极易造成通信中断。短波、超短波通信由于受带宽限制, 无法提供大容量、高速率的通信保障。
二是通信卫星可以采用广播方式工作, 覆盖区域内的接收机都可以收到中心站发出的信号, 极大地扩展了通信信号接收范围。尤其是点波束, 具有高增益、方向性好、不易被侦察干扰的特点, 是性能优良的通信手段。而且, 由于采用扩频通信的卫星信号大多淹没在噪声之中, 抗敌方截获的能力大为加强, 极大地提高了通信的可靠性。
三是通信卫星与侦察卫星等构成空天中继系统, 极大的提高了数据的回传效率。一般的侦察卫星采用异步传输的通信方式, 侦察数据首先暂存在卫星存储系统, 等待下一次与地面站建立链接之后将数据回传, 期间大约有90分钟的延迟时间, 这对于分秒必争的现代战场来说是极为宝贵的, 而通信卫星可以全天候的提供服务, 侦察数据可以在第一时间内通过中继卫星转发地面站接收机, 为实时决策提供强力支撑。因此, 通信卫星已经成为战略战役的最顶层设计, 各个军事强国都想在此独占鳌头, 形成在空天战场中的绝对优势。
3 从美军卫星数据链看通信卫星军事应用发展趋势
历经50多年, 美军先后研制装备了40余种数据装备, 其数据链体系可划分为三个空间层次、三种功能类型。
空间三层为:
(1) 卫星广域数据链;
(2) 战区通用数据链;
(3) 军兵种专用数据链。
功能三类为:
(1) 主要用于信息分发的数据链;
(2) 主要用于指挥控制的数据链;
(3) 主要用于武器协同的数据链。
从空间结构可以知道, 卫星广域数据链位于整个数据链的最顶层, 服务于战略和战术两个层面。这与美国海军和空军从一开始研发通信卫星系统是紧密相连的, 通信卫星就是位于地球外太空的通信中继站, 是为解决海军海上以及美军海外基地之间通信而研发的通信系统, 其目的从一开始就是为战略战役服务的。
美军卫星广域数据链是美军实施战略核打击和战役反导系统的重要组成部分, 其技术特性体现为广播分发信息和点对多点通信, 在功能上体现出大跨距和广域的特征, 是信息分发、指挥控制、武器控制必不可少的组成部分。
1990年的海湾战争, 伊拉克拥有当时相当可观的空军力量, 但在美国的打击之下, 很快溃败, 其中一个关键的因素就是美军采取的军兵种联合作战, 依托的从空间通信卫星、侦察卫星, 到空中的预警系统, 形成对伊拉克军队的压倒性制信息权, 一方面强化了己方打击的协同性, 另一方面完全瓦解了对方的作战系统。
海湾战争中一个典型的应用通信卫星的战术行动就是反导系统的威力。伊军的飞毛腿导弹从起飞到命中目标一般需要4分钟的时间, 而美军侦察卫星从发现导弹发射, 并将截获数据传送到位于夏威夷的数据分析中心分析, 然后将计算出的拦截数据传送到导弹拦截部队发射爱国者导弹对来袭导弹实施拦截, 总共需要三分钟的时间, 因此, 整个战争期间, 伊拉克军队的导弹大部分被拦截。这是信息技术在现代战争中的强力表现, 迫使我军改变军事战略布局, 从当时大力强调的军队机械化发展转变到信息化建设的轨道上来。
4 结束语
通信卫星的出现, 打破了战略战役的传统布局, 使各国军队大力挖掘其军事应用潜力。可以说, 通信卫星在未来战场上的影响力是决定性的, 从各军事强国争先在空间领域发展自己的通信卫星系统就可以间接证明这一点, 或者说, 未来的战争是争夺信息权的战争, 而通信卫星是信息权中最重要的部分。
参考文献
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卫星通信技术发展应用 篇2
摘要：本文介绍了卫星通信的基本概念、分类、特点以及应用，并在梳理国内外学者的研究成果及文献资料的基础上进行了成果展示，以期对以后卫星通信的研究提供一些思路和借鉴。
一、卫星通信概述
卫星通信是一种微波中继通信，作为中继站，与发、收信地球站共同组成卫星通信链路。
目前的卫星通信系统，主要有固定业务的卫星系统(FSS)，移动业务的卫星系统(MSS)，和广播业务的卫星系统(BSS)，它们的组成部分不全都是相同的。一般的卫星通信系统是由空间阶段和地面阶段两个范围组成的，其中控制和管理卫星的检测站包含在空间段部分内。
卫星通信是指航天器与地球站之间或者地球站相互之间借助通信卫星转发器而进行传输的无线电通信,它主要涵盖卫星移动通信、卫星固定通信、卫星中继通信和卫星直接广播等四大领域。卫星通信技术是现代通信技术不断发展的重要成就,也是航空航天技术运用到实践中的重要方面。它具有容量大、覆盖面广、频带宽、稳定性灵活性强等优点。四十多年以来,它在国际国内通信、军事民用通信等领域得到了比较广泛的应用。
卫星通信网络是指通过人造地球卫星作为传播无线电波的中继站，从而达到两个及其以上的地面站之间进行相互通信的网络。其中，地面站也称为地球站，是指设置在在地球表面上的通信站点。通信卫星起到了一个传输无线电波的作用。卫星通信网络按照转发时间的长短，可分为立即转发式通信网络和延迟转发式通信网络。当卫星的运行轨道处在低轨道运行时，相对地面站来说，需要进行远距离的实时的通信，这时除了采用延迟转发方式之外，同时也可以利用多颗低轨道运行的卫星进行转发，这种网络就是一般所指的低轨道移动卫星通信网络。
二、国外卫星通讯技术发展概述
近年来，国外的卫星通信技术无论是在军事还是商业领域都有了长足的发展，有新型质量高、功率大、寿命长的卫星不断发射升空。目前世界最先进的卫星通信技术仍然被包括波音、劳拉、洛马、阿尔卡特以及休斯等美国和欧洲的几大实力雄厚的卫星制造商所掌握。欧洲为了缩短与美国的差距，正在努力研制新一代的大型通信卫星平台阿尔法舱。俄罗斯则是通过与欧洲和日本的`国际合作的方式来大力推进本国卫星通信技术的发展。
毋庸置疑，美国是目前世界上通信卫星技术水平最发达的国家，其通信卫星技术发展计划已经进行了很长时间，并且在军事、商业等领域都已经形成了系列化的技术先进的卫星产品。目前其通信卫星计划主要包括美国的转型卫星通信系统(TSAT)计划、空军宽带填隙卫星(WGS)计划和先进极高频(AEHF)卫星计划以及海军移动用户目标系统(MUOS)计划等。
在欧空局公布的未来通信卫星发展计划中，计划在-间将逐步提高16-30kw的卫星比例，计划达到30%，而8-16kw的卫星比重达到40%，这些成果目前已经基本完成，这标志着欧洲通信卫星向着超大功率的方向不断发展。
俄罗斯于公布了《俄联邦-航天规划》，计划在这中，俄罗斯计划将与欧洲和日本联合建设并发射13颗通信卫星，其中的8颗则是属于快讯系列卫星。
在俄罗斯公布的一份关于俄罗斯通信业发展的报告中，俄罗斯的航天局对其未来10年(-)通信卫星技术的发展趋势进行了预测。其内容大致包括以下：要掌握微波波段和光学波段技术进行相关项目;构建小型和中型卫星的低速率网络;宽带卫星通信利用大型卫星;在通信卫星上进行全部的信号处理;大力提高太阳电池的转化率。
三、国内卫星通讯技术发展概述
近些年来随着科技技术的发展，现代小卫星技术取得了长足的进展，这对我国航天技术发展和卫星技术的应用提出了更高的要求，国内的一些科技公司如中科院下属的所和厂、中国航天科技集团以及国内的许多大专院校如清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、成都电子科技大学等研究人员都对航天编队飞行星座系统的项目进行了大量的研究，其中有的对航天编队飞行星座系统提出了初步设想，并进入了专题项目的研究阶段，有的已经取得了明显的成果，如编队卫星的跟踪切换技术，激光终端机、单片微波集成接收机等问题已在实验室中得到很好的解决了，但这些与国外发达国家如美国、俄罗斯的星间通信技术相比，仍有不小的差距。
目前国内在这方面取得的比较明显的成果主要有以下几个方面：4月19日，由哈工大牵头研制的“试验卫星一号”成功发射，并搭载了一颗科学实验小卫星“纳星一号”。“试验卫星一号”主要用于资源测量和环境监控，它是我国成果研制的第一颗传输性立体的测绘小卫星。而“纳星一号”是我国研制的首颗纳型卫星主要用于研究开发纳型平台测试和进行航空航天的高技术演示。
由中科院上海小卫星工程部进行的“创新一号”卫星研究项目中，以星上计算机一体化设计、低轨小卫星扩频通信等关键问题的解决为重点，并进行低轨道小卫星之间数据通讯的关实验，以解决存储转发通信的问题。
现代小卫星的应用及发展 篇3
[关键词]现代小卫星 存储-转发 非实时 数据传输
卫星技术经过几十年的发展已经成功地在社会、经济、军事、科研等许多领域为人类带来了可观的社会效益和经济效益。在过去的几十年中,大容量、多用途、长寿命、高效率的大型卫星一直是卫星发展的主流。然而,大型卫星的研制周期长、费用高、技术复杂、风险大、发射费用高,在很大程度上限制了它的应用和发展。因而,成本低、性能高、方便灵活的小卫星越来越受到人们的重视。进入20世纪80年代以来，在发展大型卫星的同时，卫星小型化已成为当今国际航天器研制领域一个不容忽视的趋势。随着微波与卫星通信技术的不断发展成熟，现代小卫星以其自身的优势在通信各个领域都有了广泛应用和发展。
现代小卫星概述
1.现代小卫星的概念。实际上小卫星在航天事业的早期就有了，卫星发展最初就是从简单小卫星起步的。为了区别早期发射的小型卫星，目前的小型卫星统称为现代小卫星。
2.现代小卫星的特点。目前，现代小型卫星技术的发展如火如荼。它具有许多大卫星所无法比拟的优点。
发射方式灵活，能够机动发射，生存能力强，能适应未来的战术作战的需要；体积小，重量轻，既可以利用大型卫星发射火箭的剩余能力进行搭载发射，也可以一箭多星发射或用廉价火箭发射，从而大大节约发射费用；采用成熟、先进的技术，运用科学的管理手段，加之可以多种方式发射，因此小卫星的研制和发射成本低，系统投资少；结构简单、设计研制开发周期短、制造要求条件不高，可以采用标准化星体和模块化设计，从而可以批量生产和存储，便于即时发射和补充。国外一些航天大国的现代小卫星，从立项研制到发射，一般仅需要一两年时间。技术性能高，主要体现在卫星各分系统本身和有效载荷两方面。更为重要的是，由小型卫星组成的星座，使大型卫星也甘拜下风。许多小型卫星的编队飞行，相对于一个大型卫星。每一颗卫星既能独立完成自己的任务，还可以在太空中对其进行改装。
从上述种种优势不难看出，小卫星走俏太空使航天技术发展的必然。上世纪80年代末期以来，国际上出现了小卫星热潮，而且有愈演愈烈之势。它代表了当今空间技术发展的一种新趋势，受到了世界各国航天界的普遍重视。
3.小卫星应用于通信。小卫星一般在低轨道使用，成本低，特别适合稀路由，非实时、低成本通信应用，在众多通信手段中具有很强的竞争力。
小卫星在军事方面的应用前景非常广阔，是占领空间制高点夺取战争胜利的重要手段，主要应用在军事侦察和监视军事通信与导航、军事气象和海洋环境监测、空间攻防等方面。
农村邮电通信，我国约有24万行政村，目前仍有相当数量的行政村无法实现通电话，甚至有些边远地区无法通邮。采用小卫星存储转发技术就可以解决几千万甚至上亿人的通信问题。
边防哨所的通信，我国的边防线很长，大部分处在人烟稀少甚至没有人迹的山区，边防哨所与总部通信相当困难，有时会因为突发事件，造成大的损失。解决边防通信的最好办法是在边防哨所配备卫星终端设备，采用小卫星存储转发通信可以解决这一问题。
大海、大江渔船的通信，茫茫大海看不到边，涛涛江水望不到头，远洋船队或出海渔船，需要时刻保持与陆地的联系，否则船队出现问题，不堪设想。所以在船上安装卫星通信终端，可以保持与陆地通信联系，甚至通过接收卫星遥感数据确定鱼群的位置，来提高生产效率。
在勘探和探险中的通信，勘探队和探险队如采用卫星存储转发通信，可以及时将采集到的信息传送到总部，并及时得到总部的指示。
各种应急通信系统，对自然灾害，如地震、水灾、森林大火等，通过卫星存储转发通信系统可以立即架设通信终端，建立通信网络，及时与外界建立通信联系，取得外来援助，以减少损失。
提供个性化服务，由于国家开放了数据业务经营权，国内许多ISP公司的用户提供因特网及其增值业务。例如，通过卫星可以对移动用户、勘探队、探险队和临时性用户提供电子邮件存储转发业务及其他个性服务。对一些特殊用户感兴趣的地区提供遥感图像和数据，如对登山队及探险队提供特定地区地面积雪和水文情况等。
小卫星不但在民用通信、遥感气象、地球科学、空间科学、行星探测、技术验证等领域获得了广泛应用，在商业和军事方面的应用更是成为各国致力发展和研究的重点。
4.小卫星的发展。20世纪80年代以来，国际上微小卫星的发展十分迅速。目前世界上已有十多个国家涉足小卫星研制领域，美国、俄罗斯、法国、英国和意大利都有自己的小卫星平台或星座。印度、韩国、瑞典、丹麦、巴西、西班牙和以色列等许多小国家也都以研制小卫星为切入点，带动航天技术的发展。
近几年来风起云涌的移动双向个人通信市场，推动着小卫星的飞速发展。利用由小卫星星座构成的通信卫星网实现个人持机双向移动通信，不仅可以用于话音通信，还可用于传送数据、传真、图像和寻呼信息以及定位等。另外它还具有手持机发射功率低、延迟小、没有死角等优点，市场应用前景十分广阔。
我国已经成功发射的现代小卫星有“试验卫星一号”“纳星一号”、“创新一号”等，将在光学成像观测和环境、资源、水文、地理勘察及气象观测、科学实验、交通运输、环境保护、防汛抗旱等数据信息传递中发挥重要作用。
“超小型卫星”的试验，目前也正在进行之中。如果一切顺利的话，三年后，制造商将会制定可行的开发计划。随着政府机构、公司、大学、社区甚至富有的个人纷纷加入小卫星应用的行列，未来小卫星必将拥有无限风光。
总之，小卫星的发展与应用已引起世界航天界的广泛重视。小卫星以其成本低、质量轻、体积小、技术先进、研制周期短等特点,将有更广泛的应用前景。
参考文献：
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卫星通信技术发展应用 篇4
1 VSAT通信业务的发展
我国卫星通信业务最早在上世纪70年代开始, 国内最早的卫星通信地球站是尼克松访华时赠与我国的, 安装在上海虹桥机场, 能够实现与卫星的电话、电报和电视转播。为了发展通信业务, 国家邮电部开始进口卫星地球站系统, 分别在上海和北京建立了卫星地球站, 实现国际通信, 八十年代之后, 我国卫星通信技术不断发展, 卫星地球站逐渐向着小型化发展, 甚小天线地面站 (VSAT) 出现。VSAT是一种能够同时实现通信、电子、计算机功能的固态、智能、小型自动化无人值守地球站, 是现代卫星通信系统中至关重要的部分。
八十年代开始, 数字化技术成功的应用到通信设备中, 卫星转发器性能得到有效提高, 全向等效辐射功率进一步增加, 单颗卫星转发器数量不断增加, 卫星通信能够直接和用户终端连接, 标志着VSAT基础的萌芽。国家颁布文件明确VSAT卫星通信业务向社会开放经营, 采用经营许可制度, 之后VSAT卫星通信业务逐渐成为中国电信业务组成, 九十年代以后, 国家经济起飞, 社会生产对电信业务网络规模和带宽要求越来越高, 固定电话无法满足人们的通讯需求, VSAT卫星通信技术凭借其广阔的覆盖面, 简单的建站施工和灵活的系统配置, 作为固定电话的补充迅速发展起来。
随着社会对数据通信业务需求的持续增加, VSAT业务经营单位开始提供数据传输服务, 包括无线寻呼、联网漫游、企业内网通信等, 商业通信系统主要有NEC的BOD系统和休斯的PES系统, 此时国内VSAT数据业务量逐渐饱满, 对我国无线寻呼通信的发展有着重要意义。
之后我国电信基础网络, 尤其是光纤通讯网络迅速发展普及, 移动电话和数据通信业务极大的发展, VSAT业务在寻呼业务方面受到极大的冲击, 语音和寻呼为主的VSAT业务都开始大面积萎缩。
2000年之后, 国家互联网产业迅速崛起, VSAT通信宽带技术不断发展成熟, 卫星远程应用、带宽数据光裸、宽带数据通信等有着优势的新技术业务不断发展, 同时通过经营业务的调整, 大力发展话语通讯, 通过新系统的推出满足人们对高速宽带的需求。
2 VSAT卫星通信特点
VSAT卫星通信的优势在于能够明显增加通讯容量, 通信成本更低, 话路租金明显下降, 随着航空航天技术的发展, 卫星的体积与重量都不断增加, 星上转发器不断增加, 卫星的通讯能力不断增强, 而地球站天线直径则越来越小, 地球站规模不断变小, 逐渐趋于自动化和无人化。基于VSAT的卫星地球站通信网能够满足一些有自建卫星专用通讯网行业的需求, 通常这些专用网都分布在偏僻的位置, 路由分布比较分散。
地形、地物不会对VSAT通信产生较大的影响, 适用于常规通讯手段难以实现通信的地方, 设备VSAT设备安装迅速, 条件允许的情况下1-2d就能够开通一个小地球站。除此之外, VSAT通信有着很高的通信质量, 通信网采用了各种自动纠错技术, 信息误码率很低, 而先进处理技术的应用能够明显缩短系统响应时间。
3 VSAT通信技术的应用
3.1 系统结构
VSAT卫星通信系统结构主要有主站、通信卫星转发器、小站三部分。
3.1.1 主站
也被称为枢纽站, 装有圈套口径天线, 能够有效减少远端小站发射功率和卫星发射功率, 并且主站装有VSAT主站终端设备以及网络控制系统, 负责进行全网的管理、监测和控制通常主站的数据端口都通过地面中断线路连接到用户和计算机, 有着很高的信息速率。
3.1.2 通信卫星
通信卫星是主站信号在空间的中转站, 负责接收主站的通信信号, 去噪、加强并发送给小站。
3.1.3 小站
是安装在用户通讯现场的信号收发系统, 有户内和户外两部分设备, 户外设备主要是天线, 可设置在建筑物屋顶, 多为偏馈修正抛物面天线, 户内设备和用户通信设备连接, 户内设备通过一根同轴电缆连接室外设备。小站本身能够实现通话, 通过语音端口, 进过卫星转发器和主控站技术处理, 能够用作电话网络, 小站用户就能够和网络内任意用户实现电话联系, 电话网上的用户也能够和小站上的用户联系。
3.2 基于VSAT的企业内网通讯解决方案
3.2.1 烟草生产卫星通信专用网络
卫星通信技术不断发展, VSAT通信凭借其巨大优势, 在政府、金融、教育、医疗、广电、物流等行业都有着广泛的应用。例如烟草卫星通信专用网络, 采用了成熟的VSAT通信系统, 在中心城市建立主站, 并建立了大量的远端小站, 同时实现数据和电话通信, 是VSAT比较成功的应用案例。
基于VSAT的烟草卫星通信专用网主要有地面和空间两部分结构, 地面主要是中心城市控制站、连锁店通信小站, 空间段则主要是Ku频段转发器, 形成了双向网络拓步结构, 形成了烟草连锁店之间可靠、成本较低的通信专用网络, 运行效果比较理想。
3.2.2 基于VSAT的电力通信系统
电力系统中应用的VSAT卫星通信网络主要有商业卫星租用和自行组建两种形式, 租用商业卫星就是将变电站和调度部门作为商业VSAT网络子网, 实现变电站和调度部门之间的双跳传输。而建设VSAT专用网则是在系统中, 根据信息传输流向, 选择调度部门作为VSAT通信网络主控站, 变电站作为远端形成通信网络, 为单跳传输方案。VSAT在电力通信中的应用满足了电力调控信息交流的需求, 运行成本较低, 取得了比较好的运行效果。
4 结论
VSAT通信技术有着建站快、通信效果好, 可实现偏远地区覆盖的优势, 在有独立通信网络需求的行业有着广阔的应用空间, 随着通信技术的不断发展, 卫星通信将其三网融合的优势充分发挥出来, VSAT技术将发挥更大的作用。
摘要：主要研究VSAT卫星通信技术, 对VSAT通信技术在我国的发展与其自身优势和特点进行了分析, 并以在烟草行业和电力行业的应用为例, 对VSAT卫星通信技术的应用进行了讨论。
关键词：VSAT,卫星通信,技术
参考文献
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试论卫星通信发展论文 篇5
1.1卫星固定通信现状
全球卫星固定通信要占全球卫星数的一半以上。针对中国而言，中国在时就已经建有国际、国内通信广播地球站80多座，中国已经建成国内卫星公众通信网，使中国边远地区的通信问题得以解决。
1.2卫星移动通信现状
卫星移动通信是传统的卫星固定通信与地面移动通信交叉结合的产物。卫星移动通信所利用的卫星既可以是静止轨道卫星，也可以是非静止轨道卫星。“国际海事卫星”系统是由国际移动卫星公司经营的全球卫星移动通信系统。该系统自1982年使用以来经历了四代。此系统的应用将用户终端进一步小型化，进一步提高通信数据速率，实现了高清视频直播移动通信。作为国际海事卫星组织的成员之一的中国，其已经建成覆盖全球的海事卫星通信网络，跨入了国际移动卫星通信应用领域的先进行列。
1.3卫星直接广播现状
卫星直接广播分为电视直接广播和声音直接广播。在卫星电视广播业务中，中国已经坚持覆盖全球的卫星电视广播系统和覆盖全国的卫星电视教育系统，全国共有34座卫星广播电视上行站，卫星电视广播接收站已经超过20万座。中国利用卫星传送广播电视节目是从1985年开始，目前已经有占用33个通信卫星转发器的卫星传输覆盖网形成，其主要对总共47套的中央、地方电视节目和教育电视节目负责。卫星广播电视业务的开展，扩大了农村地区广播电视的有效覆盖范围。6月9日， “中星9号”直播卫星发射升空。该卫星可满足广播电视客户的多层次的需求，在北京奥运会期间成功为广大观众传输数量丰富、清晰可靠的广播电视节目。
2卫星通信发展问题和难点
2.1高速数据业务需求
随着数字化进程和分组交换技术的.快速发展，传输高速数据业务的需求越来越高，传统的基于频分多址和码分多址的卫星通信已经难以满足其要求。由于卫星通信长时延的存在，在WAN和LAN中基于竞争的多址方式及差错控制协议均不再适用，因此，位于远地点的LAN利用卫星通信网络进行互联必须要有快速有效的转换协议，还需将时延对实时通信的影响得以减少。
2.2卫星通信用用宽带IP
目前，基于ATM的传输技术是宽带IP卫星系统所普遍采用的技术。对于ITU-TG.826和I.356的性能指标要求，ATM性能都能满足，这个结论是通过欧美等对卫星ATM层和物理层性能研究测试所的。如果卫星链路要想达到准光纤链路质量，需要系统采用RS块状编码、FEC技术等，并且ATM也可作为卫星系统的数据传输技术。但是事实上，卫星ATM实现起来是比较困难且复杂的，其与现存的卫星传输技术相差较大。
3卫星通信关键技术
3.1数据压缩技术
目前，数据压缩技术已经在数据处理中运用地非常成熟。数据压缩可分为静态数据压缩和动态数据压缩，无论是哪种数据压缩，其在时间、频带、能量上给通信系统带了比较高的效率。MPEG62设计采用了面向对象的方法，目前已被多媒体卫星通信系统普遍应用。
3.2智能卫星天线系统
通常情况下，根据需要要求通信系统的带宽在2500MHz以上，因此，Ku甚至Q和V波段都被多媒体通信系统的使用。但是，雨衰比较严重的就是K以上波段，此时卫星功率受到限制。因此，对智能高性能天线的研究是非常重要的，采用多波束快速跳变系统，能够构成较大范围的多波束覆盖。蜂窝式天线覆盖图可在低轨道系统中地面接收天线做同频再用使用，并且具有跟踪功能。同步轨道系统形成蜂窝式覆盖图可用多馈源或相控阵天线类进行。
3.3卫星激光通信技术
卫星通信技术发展应用 篇6
【关键词】小卫星；编队飞行；标准化；地面测控网络
由中科院长春光机所卫星科技公司研制的东北地区的首颗商用小卫星“吉林一号”预计将于2015年实现首颗遥感卫星试飞！目前“吉林一号”已经顺利地通过前面两个阶段的测试，进入了正样试验阶段。其技术达到世界先进水平，有望角逐国际卫星影像市场，打破长期以来国外企业垄断局面。那么什么是小卫星呢？它又能给我们的生活带来什么样的影响呢？
首先要从卫星的历史谈起。1957年前苏联第一颗人造地球卫星的成功发射，标志着航天科技的诞生。随着航天科技迅速发展，人造卫星、空间站、航天飞机等航天器相继投入使用。但是，巨额的费用，昂贵的成本一直制约着航天科技的发展。据计算，发射一颗1000千克重的人造卫星，费用至少需1亿美元，这是许多国家难以承受的。冷战结束后，航天科技逐步从军事应用转向经济建设，商业运作促使航天科技必须降低成本，提高效益。在此背景下，在科学技术迅速发展的基础上，微小卫星得到了迅速发展。20世纪80年代以来现代微电子、微机械、轻型复合材料和高精度加工等新技术、新材料、新工艺得到了飞跃发展。在卫星设计方面通过采用新的设计思想，打破传统大卫星的分层界限，强调功能集成、系统集成和充分发挥软件功能，从而出现了现代小卫星。其具有高新技术含量高、功能密集度高以及成本低、性能好、研发周期短、质量轻、体积小等特点，可以实现批量生产。
微小卫星主要有2个发展方向。一是研制轻型单颗卫星，这类微小卫星已经开始执行地球观测任务，提供达到军用分辨率的图像。美国空军未来的全球定位系统（GPS）卫星每颗将不超过100千克；二是将微小卫星群，进行编队飞行，以代替昂贵的单颗大型卫星，例如天基雷达（SBR）群、长基线信号情报（SIGINT）星座以及连接小型地面终端的通信卫星群等。
这里不得不提一下著名的商业影像小卫星，也就是大家都耳熟能详的谷歌地图卫星图片供应商。目前全球卫星影像解析度排名前三的是：美国DigitalGlobe公司的QuickBird（捷鸟）、美国IKONOS及法国SPOT5。其中SPOT5可以提供解析度为2.5米的影像、IKONOS可提供1米左右的影像、而捷鸟就能够提供最高为0.61米的高精度影像，是全球商用的最高水平。在卫星图像方面，美国五角大楼每年都会给予其三大主要合作伙伴DigitalGlobe、IKONOS和ORBIMAGoogle Earth数十亿美元的资助，作为回报自然是这些公司的卫星数据将在第一时间交给五角大楼作为军事应用，而且针对某些敏感区域在规定的时限内不允许商业化。目前提供高精度影像的城市多集中在北美和欧洲，其它地区往往是首都或极重要城市才提供。我国有高精度影像的地区有很多，几乎所有大城市都有。另外大坝、油田、桥梁、高速公路、港口码头与军用机场等也是Google Earth重点关照对象。百度地图数据基本上是美国DG公司的数据，粗糙的地方有用SPOT5 2.5M的数据，与Google基本属于同源的。我国某地政府就跟该公司购买过本城市的某波段卫星图像（某个省会城市），整图大小共6GB多，耗资数十万元人民币。另广东2004年买的某地区共2500多平方公里卫星影像共耗资146万元人民币（捷鸟的多波段彩色合成的现成影像针对大陆地区的价格约是30美元/平方公里，台湾地区的价格也是如此。如果是定购的话当然价格会更贵）无疑面对高保密性的军用需求和日趋广泛的民用需求以及如此高昂的垄断价格，我们必将要大力发展我们国家自己的小卫星群。
那么建立我国独立的小卫星群及小卫星网络需要解决好哪些关键的技术性问题呢？
首先，单个小卫星的功能单一，载荷较少，不能独立的完成较为复杂的空间任务。从应用角度来看，小卫星的编队飞行实质上是利用多个飞行中的小卫星组成一定形状，每颗小卫星之间通过星间通信相互联系、协同工作，共同承担空间信号的采集与处理以及承载有效载荷等任务。整个星群构成一个满足任务需要的、规模较大的虚拟传感器或探测器。从外观上看，也雷同于一个大的或超大的虚拟卫星或卫星网络系统，执行相应的空间探测和成像等任务。
相对于传统的单颗卫星而言，多颗小卫星组成的分布式传感器系统能够有更好的灵活性和冗余度，可以降低任务失败的风险。与传统的单颗大卫星比较小卫星编队飞行能够在近地轨道为科学实验提供单颗大卫星很难实现的分布式空间平台。相对于卫星星座系统，卫星编队飞行的应用具有如下几个方面的技术特征：卫星编队飞行系统类似于一个巨大的虚拟传感器，由独立的、飞行中的小卫星有效载荷组成；具有很大的空间结构，系统中的各卫星可以以不同的方式收集科学数据，这些数据只依靠单个卫星是收集不到的。例如立体测绘观测，对地面的同一场景，或同时以不同的角度采集数据。
如何能够灵活机动，有效的使单颗小卫星迅速的编队，去完成不同的计划任务，就要依靠单颗卫星标准化平台的建立。构建标准化的空间平台利用标准化的小卫星，采用标准化的星间链路、通信接口和编码方式，构建标准化的空间技术平台。采用标准化的控制算法来控制空间平台的队形及各个小卫星的姿态，以减少控制算法。采用标准化的队形设计针对常见的空间任务，设计相应的标准编队队形，减少该环节的消耗，针对不同的任务建立不同的编队队形库，依据需求加以选用。开发一项新的空间计划就将像现在组装一台普通的计算机一样，根据不同的用途，选用相关的配件，安装相应的操作系统，控制算法等，以后就是应用的管理与控制了。
其次，小卫星编队是一种架构在太空的信息平台，而地面测控系统是保障卫星正常运行的重要组成部分。为了实现可靠高效的测控管理，地面站须满足一系列的技术要求。首先，由于单个测控站视野有限，卫星测控网必须全球分布，亦即建立天基测控网；其次，飞经上空的卫星承担不同的任务，因此同一地面站必须具有多星测控和数据采集的能力，当多星同时过站时，地面站能实现多星同时测控。另外，与民用卫星相比，军用卫星测控管理必须具有更高的实时性、机动性、安全性和生存能力，地面测控系统的系统结构、设备配置、运作模式和软件设计必须满足这些特殊要求。
小卫星群测控技术一般采取自主与非自主相结合的途径。目前的重点是提高星上自主性。根据具体任务及星上自主程度，不同小卫星的测控要求和业务系统组成相差甚远，但都必须认真考虑成本控制，彻底改变传统的卫星维护和操控模式。一方面要求小卫星高度自主、高度可靠和操作简单，另一方面其测控及业务系统也会具有以下特色：（1）多星发射与测控管理。简化测控管理。小卫星绝大多数为运行于中、低轨道的非定点卫星，一般采用单站跟踪定轨体制，以多普勒测速和干涉仪体制为首选。与业务相结合的多功能测控站，对卫星数量大，需要经常进行发射和测控管理的系统，可建立专用的测控网如俄罗斯的考斯康系统。为降低系统成本多采用测控与业务相结合的一体化多功能测控站，这种测控站具有卫星生产、测试、发射、在轨测控、监视、载荷控制及信息接收处理等业务功能。（2）与通用测控网兼容。为节省小卫星的发射和运行费用，应充分利用已建成的通用地面测控站。
小卫星作为国际航天技术和空间技术的一场划时代革命，小卫星群的发展使我国航天事业面临新的机遇和挑战。为此，我国应加紧开展小卫星群测控及综合业务系统相关技术的研究，在这场挑战中把握时机，合理规划，快速部署，探索小卫星群的测控与管理体制，深入研究小卫星的编队飞行控制，使之适应各种航天探测任务，为我国的科技，经济和军事发展贡献力量。 [科]
【参考文献】
[1]张玉昆.编队卫星飞行的动力学与控制技术.[博士论文].国防科技大学，2002.
[2]姜长生，吴庆宪等.系统理论和鲁棒控制.南京：航空工业出版社，1998：436-440.
[3]吴霞.小卫星编队飞行队形控制与仿真[硕士论文].中国科学院空间科学与应用，2006.
[4]刘林.胡松杰.航天动力学引论.南京：南京大学出版社，2005.
[5]张祥根.小卫星的现状、特点及发展方向.电信快报，2005.
卫星通信技术发展应用 篇7
一、卫星通信产业技术应用现状及发展特点
1.1卫星通信产业技术应用现状
按照业务方式不同可以将卫星通信系统分为宽带、固定、移动等多种卫星通信系统, 下面, 本文将介绍代表性卫星通信系统的应用现状:
1.1.1宽带卫星通信系统
宽带卫星通信业务是一种利用卫星作为中继站与地面站形成通信联系的业务形式, 是宽带业务与卫星通信技术结合的产物, 同时也是未来卫星通信产业的发展方向之一。中继节点的宽带通信卫星除需具备较高的G/T值、ERIP值之外, 还要具备基本的交换和处理能力, 利用宽带通信卫星可以实现双向高速多媒体业务。目前所采用的宽带通信卫星均为静止轨道卫星, 如美国的Space Way-F3、加拿大的Anik-F2卫星通信系统都是静止轨道卫星, 尚未建成低轨卫星宽带通信系统。泰国SSA卫星公司于2005年率先发射了一颗宽带通信卫星IPStar-1, 该通信卫星可提供区域性宽带业务, 同时该卫星也是世界上容量最大的商用卫星, 通信容量可达45Gb/s[1]。
1.1.2卫星固定通信系统
卫星固定通信业务是卫星通信的传统业务, 主要用于内部专网、数据采集、广播电视等工作, 根据应用领域不同可以分为多种类型, 如主要用于边远地区通信问题的点对点通信系统, 用于内部通信的ASAT系统及用于多媒体数据分发的分发系统等。根据信息传输速率不同还可分为宽带和窄带两大类型, 宽带是基于Ip的业务, 主要用于远程教育、电视会议等主流业务, 而窄带业务则仍以话音和低速数据为主, 近年来逐渐被宽带所取代。据通信行业的一份统计资料显示, 在当前卫星固定标准转发器中, 视频业务所占比例高达62%, 远远高于话音业务的14%。VSAT是卫星固定通信系统中的重要形式, 其天线口径远远小于2.4m, 工作段集中在C频段和Ku频段, 其最大优势为设备简单、造价低、组网方便等, 一个VSAT即可独立完成点对点通信业务, 适用于多种业务信息的传输[2]。此外, VSAT系统还可用于信息的采集与远程监控, 对“村村通”项目的建成提供技术条件。
1.1.3卫星移动通信系统
卫星移动通信系统可实现不同用户之间的信息沟通, 如移动用户与移动用户、移动用户与固定用户, 这种信息连接主要通过通信卫星中继站实现。目前所采用的卫星移动通信系统有国际海事卫星通信系统、北美移动卫星通信系统、亚洲蜂窝卫星通信系统等, 这些卫星通信系统主要是通过静止轨道卫星来实现通信业务[3]。国际海事卫星通信系统--Inmarsat是由国际海事组织经营管理的卫星定位系统, 第四代卫星通信系统--Inmarsat-4已投入使用, Inmarsat-4由3颗移动卫星组成, 主体尺寸为7m×2.9m×2.3m, 轨道类型均为GEO, 但3颗移动卫星在发射工具、轨道位置、覆盖范围上有所不同, 如Inmarsat-4 F1的覆盖区域为美洲, Inmarsat-4 F2的覆盖范围涉及欧洲、非洲及中东, Inmarsat-4 F3的覆盖区域为亚太地区。
1.2卫星通信产业技术的发展特点
目前国际卫星通信产业技术的发展主要呈现出以下特点:
(1) 卫星通信产业技术的增长动力主要来自于DMB, 即卫星多媒体广播业务, 该业务面向社会大众, 经历了DAB、DVB发展阶段, 时至今日的卫星广播数据量逐渐增大, 并以欧美、日本、韩国为技术发展先驱[4,5]。
(2) 卫星通信产业的支柱型产业为卫星电视直播, 随着数字电视的快速发展和大型文娱盛事的催化, 付费卫星电视得到迅速发展, 美国的卫星直播电视用户已达到2160万户, 欧洲为3500万户, 由此可见, 卫星电视直播是唯一一个可与地面有线电视进行抗衡的优势产业。
(3) 宽带卫星通信已成为卫星通信基础设施建设的重要内容, 宽带卫星通信自上世纪八十年代出现以来便成为主要的商用通信业务手段, 随着卫星终端设备费用的不断降低, 宽带卫星通信用户数量将不断增长。
(4) 卫星通信的应用范围不断拓展, 并在多个领域发挥着重要的作用。
二、卫星通信产业技术发展趋势
本文将从多个角度针对性分析卫星通信产业技术的发展趋势。
2.1宽带卫星通信技术的发展趋势
由于频谱资源和GEO卫星轨道资源日益紧缺, 今后的通信卫星将更多地采用EHF频段或更高频段, 从市场兼容角度分析, 多种频谱资源的混合结构仍然是卫星通信道路的重要组成部分。宽带信息网络是多媒体业务传输的基础, 为了提高通信质量和容量就要融合多种通信网络, 实现异构网络, 不论是宽带接入网域还是移动接入网域都将以全IP为发展目标。未来的卫星通信系统将不仅局限于系统自身的建设, 还将着眼于因特网通信系统建设, 借助类似因特网的通信网络实现全球范围内的信息接入和部署, 该项技术即空间因特网协议技术。空间因特网协议技术是IPv6协议、SISR、AISR技术的融合, 可将空中数据传输到地面, 确保网络高质量运行。
2.2星上处理技术的发展趋势
星上处理技术是在信息高速公路概念的基础上提出的一种全新技术, 该技术被广泛应用于卫星转发器设计中, 实现了卫星波束的编程、分配和转换, 提高了话音通信质量。2009年11月IS-14商用通信卫星在美国发射升空, 主要用于验证IRIS (太空互联网路由技术) 在军事卫星通信中的可行性。IRIS荷载可为用户提供更加灵活多变的IP网络, 进行多媒体数据交换, 从而大大缩短通信时间, 扩大通信容量。
2.3先进卫星技术发展趋势
目前的卫星通信系统很大程度上受到卫星自身体积、重量的限制, 为有效解决这些技术问题, 未来的卫星系统将在星体结构上进行大胆创新, 形成可装配式星体结构, 分开放置传感器、处理器等重要组件, 可自由更换硬件和软件而不必更换整个卫星。
卫星功能也将随之发生变化, 摇身一变成为侦查卫星或遥感卫星, “卫星簇”就是其中的一个典型代表。卫星簇由多个卫星组成, 这些卫星位于同一个轨道上, 彼此通过通信链路连接, 形成空间局域网。
三、结语
通过研究卫星通信产业技术应用现状及未来发展趋势可以看出, 卫星通信产业技术正在发生革命性的变化, 将对未来世界的经济、军事发展产生重大影响, 在产业信息化中发挥重要的促进作用。
摘要：随着通信技术的快速发展, 卫星通信在实现人类通信“无缝”对接方面发挥着不可替代的重要作用。本文首先分析了卫星通信产业技术的应用现状, 详细论述了其未来的发展趋势, 并结合目前卫星通信系统的技术优势提出卫星通信产业的发展前景。
关键词：卫星通信,产业,应用现状,发展趋势
参考文献
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[2]肖跃, 秦红祥.国内外卫星通信产业技术应用现状和发展趋势[J].卫星与网络, 2010, 07:20-25.
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[4]王余涛.2012年全球卫星通信产业发展综述[J].卫星应用, 2013, 01:33-40.
卫星通信技术发展应用 篇8
在大会上, 中张小国云电子科技集团公司第54研究所王新永书记代表联盟发起单位宣读发起成立联盟的“倡议书”;中关村管委会社会组织登记处处长庞庆涛宣读了联盟成立的相关批复;《数字通信世界》杂志社执行社长来春丽女士汇报了联盟筹备工作情况;中国电子科技集团公司第28研究所副总工程师夏耘宣读了联盟成员自律公约。中国空间技术研究院副院长兼中国航天科技集团公司卫星应用研究院院长李忠宝、卫星应用专家肖雄兵、重庆市南岸区区委常委/副区长王传臣、工信部军民结合推进司巡视员曹志恒几位专家, 就卫星应用产业发展的方向及产业热点问题做了主题发言。
中国空间技术研究院副院长兼中国航天科技集团公司卫星应用研究院院长李忠宝在发言中对联盟的成立表示衷心的祝贺。他说, 联盟架起了企业和政府之间的桥梁, 架起了产、学、研的桥梁。卫星应用是一个朝阳的产业, 而做好卫星应用的前提是制造与发射卫星。近些年, 我国卫星发射数量在国际上每年都排在前三名, 而且卫星发射的质量也很高, 发射的卫星有各种民商用通信卫星, 包括国际上出口的十个通信卫星和两个遥感卫星, 这些卫星决定了我们成立这个卫星联盟。如今, 卫星应用需要解决的迫切问题是天上的信息和地上的信息如何有效融合, 目前卫星应用的价格比较高, 相信用户将来通过天网和地网获得服务的价格和服务质量会非常接近。立体空间信息已经是大势所趋, 而通过卫星能构建出更大的立体空间信息。如今, 我国拥有丰富的卫星资源, 而且得到国家有关部委的大力支持, 未来全球市场对空间信息服务的需求更加强劲, 因此, 可以说卫星应用正当其时, 大家组建这个联盟也是恰逢其时。此外, 卫星应用还需要解决跨界融合的问题, 相信通过联盟这个平台, 可以把各方资源联合起来, 希望大家共同推动我国整个综合信息服务能力的提升, 这对我国整个工业发展、第三产业发展及国防的发展, 都有重大的作用。
卫星应用专家肖雄兵表示, 作为我国卫星应用的典型之一, 我国北斗系统的社会效益大于它的经济效益, 北斗行业确确实实还是一个公益性。联盟与产业发展是很有关系的, 联盟是一种结合体, 是一个外部性的需求所推动的结合体。前几年国家发改委推卫星应用专项的时候专门有一个版块就是3S+C, 就是卫星综合应用这样一个方向, 要推动综合应用。过去, 我国各个行业之间相互是隔离的, 到了今天, 需要大家一起探索, 真正提供一个行业的综合卫星应用解决方案, 这需要我们共同努力。围绕一些共性的技术研发和标准的制定、一些产业链的整合、一些市场的开拓, 尤其国际市场的竞争, 我们要联合起来, 因此, 今天成立卫星应用联盟, 是恰逢其时而且刻不容缓。相信在这样一个联盟的服务下, 我们卫星应用产业一定会走上一个新的台阶, 在这么一个好的发展时期, 两个重大专项的支撑, 我们一定会走向成功。
重庆市南岸区区委常委/副区长王传臣说, 首先祝贺卫星应用技术产业联盟的成立, 也祝愿各位成员单位在联盟内协同发展。这个产业联盟的宗旨之一就是促进政府和企业之间、用户和市场、产学研的环节的协同。因此, 介绍一下重庆市尤其是南岸区在相关产业发展的一些情况。重庆市南岸区聚集了很多的科研单位、大学及企业, 同时, 南岸区已经设立了西部手机制造基地、国家物联网产业示范基地、电子商务示范基地、软件和信息服务业基地、西部智能家电基地、为以上基地配套的生产性服务基地等六大基地。南岸区也被列为重庆市的车联网发展科技产业园。这个产业园打造了一个大平台、大网络和大数据, 这里面集聚了很多国内在物联网、车联网方向有实力的公司, 其中与车联网相关的企业有数百家。这些企业建造了全国车联网监管与服务平台等多个全国性的平台, 在这些平台上面运营的车辆统计有1, 200万部, 并且用户还在快速增加。希望产业联盟下一步有机会跟南岸区的这些企业和科研单位有些对接, 大家共同交流一些科研的信息和产业的信息寻找商机。
工信部军民结合推进司巡视员曹志恒在讲话中从推动卫星应用是国家战略性决策、当前卫星应用存在的问题需要尽快化解、卫星应用发展的方向和目标三个方面与大家进行了交流 (讲话稿本刊另发) 。
本次大会受到国家有关部委的大力支持与重视, 到会领导与嘉宾有:工信部军民结合推进司巡视员曹志恒、工信部无线电管理局副局长程建军、科技部创新发展司副司长余健、商务部对外援助司副司长王永普、民政部国家减灾中心副主任范一大、北京市突发事件应急委员会办公室副主任卞杰成、重庆市南岸区区委常委/副区长王传臣、中国国防科技信息中心主任于焕章、全国海关信息中心总工程师余振京、总参通信部研究员朱德生、总参网络管理中心研究员张宁、总参某部科技情报局原局长宋新考、国家发改委政策法规司原司长许骅、国家发改委宏观经济研究院原研究室主任曾澜、中国卫星导航定位协会原会长王志刚、北京汽车联合公司原总经理郑焕明、科学技术部国家遥感中心顾问郑立中、原国家广播电影电视总局科技司副司长江澄、南京通信工程学院教授李广侠等。到会的还有工信部产业政策司、通信发展司、电子信息司、软件服务业司、国防科工局及部属单位的相关领导, 还有来自发改委、农业部、水利部、住建部、公安部、交通运输部、国土资源部、国家卫生和计划生育委员会、海关总署、中国气象局、中国地震局、国家体育总局、国家海洋局、国家林业局、中国民用航空局等部委机关的领导, 以及来自国电集团、中国电科、中国电子信息、航天科工、航天科技、中海油、船舶重工、船舶工业、中国电信、中国移动、中国联通、大唐电信、五矿集团、南车工业研究院、北车股份、新华通讯社、中国科学院等中央直属企事业单位代表。还有来自中国卫星导航系统管理办公室、中国卫星导航定位应用管理中心, 以及总参信息化部、全军后勤信息中心等部队代表。
卫星通信技术发展应用 篇9
卫星通信的原理是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波的通信, 其最早的设想是1945年10月由英国空军雷达军官Arthur C.Clarke在英国的无线电杂志Wi reless World上发表的一篇名为《地球外的中继站》文章中提出的。在1965年, 国际卫星通信组织把第一代“国际通信卫星” (INTELSAT-1, 原名“晨鸟”) 射入静止同步轨道, 正式承担国际通信业务。
在1984年, 我国又成功发射了第一颗静止轨道试验通信卫星“东方红二号”;在1986年, 我国再次成功发射了“东方红二号”实用通信卫星, 达到两个频道电视转播和10 0 0路电话传输能力。时至今日, 我国共成功发射了5颗通信卫星, 共14个转发器。与此同时, 国外卫星通信事业发展迅速, 最先进的通信卫星的容量在80年代中期已达到24个转发器, 工作寿命长达8年以上, 截止到1988年全世界已发射近900颗通信卫星, 其中200多颗是民用地球静止轨道卫星……, 在这样的历史背景下, 1991年5月“亚洲1号”卫星发射成功, 1995年11月“亚洲2号”卫星发射成功。随后又发射了中星22号、鑫诺二号、嫦娥一号、北斗导航卫星等。“鑫诺二号”卫星的主要服务对象是我国大陆、港澳台地区的通信广播用户。该卫星使用我国研制的新一代大型静止轨道卫星公用平台, 装载22路Ku频段大功率转发器, 设计寿命15年, 整星指标和能力达到国际先进水平。
二、卫星通信业务种类及其基本结构
卫星通信的业务有三种:
(1) 卫星固定通信业务。进行通信的卫星地面站是固定的, 其特点是地面站的体积庞大、通信容量大, 以地面公共网络实时信息交换互联, 支持多种业务应用。
(2) 卫星移动通信业务。移动卫星载体之间或是移动载体和固定用户之间的卫星通信, 这里的移动卫星载体包括轮船、飞机、车辆及个人等。
(3) 卫星广播业务。主要包括电视广播、音频广播、远程教育和多媒体数据业务应用, 其特点是卫星上的发射功率大、信号频带宽等。
本文着重讨论的卫星通信系统是静止轨道卫星通信系统, 它由空间分系统、地面卫星通信系统、测控分系统等三部分组成的。
地面卫星通信系统的发射设备由上变频器和功放组成, 将来源于基带经过信源和信道编码后的基带信号通过调制器, 调整成为70MHz、140MHz或更高的中频信号, 并将射频功率放大到指定的电平, 经卫星天线发向卫星。发射设备可以单载波工作也可以多载波工作。
空间分系统上的人造卫星设有若干个转发器, 其目的主要是为了便于放大和发射及减少变调干扰, 目前的卫星通信多采用频分多址技术, 不同的地球站占用不同的频率, 即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。近年来, 已逐渐采用时分多址技术, 即每一地球站占用同一频带, 但占用不同的时隙, 它比频分多址有一系列优点, 如不会产生互调干扰, 不需用上下变频把各地球站信号分开, 适合数字通信, 可根据业务量的变化按需分配, 可采用数字话音插空等新技术, 使容量增加5倍。另一种多址技术是码分多址 (CDMA) , 即不同地球站占用同一频率和同一时间, 但有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术, 具有抗干扰能力强, 有较好的保密通信能力, 可灵活调度话路等优点。其缺点是频谱利用率较低。它比较适合于容量小、分布广, 有一定保密要求的系统使用。
接收设备由低噪声放大器、下变频器、解调器等组成。其作用是将天线接收到的来自卫星转发器的有用信号经过放大、变频处理后再经过信道解码、信源解码最终送至用户端。
三、卫星通信技术在新闻报道中的实际应用研究
卫星通信应用领域愈来愈广泛, 尤其在新闻报道和广播电视传输方面发挥了极其重要的作用。下面就以新华通讯社实际业务需求和应用现状为基础, 讨论研究卫星通信技术在新闻报道领域的拓展前景和发展方向。
1. 卫星广播业务的应用
新华社作为国家通讯社每天都要向国内、外新闻用户提供文字、图片、图表等信息服务, 因此, 目前新华社通过一套C波段全球网卫星广播网来完成这些服务。该卫星网络主要由两个子网组成, 即亚太地区高速数据广播网和全球低速数据广播网。亚太地区高速数据网使用的是中星10号卫星, 向覆盖中国大陆和亚太地区的各新闻用户进行新闻信息广播;全球低速数据网服务对象主要是中东、非洲等地区的海外新闻用户, 使用的是国际卫星组织的IS-904卫星。
有待改善之处:
(1) 由于该全球网广播系统属于单向卫星网络供稿系统, 采用的是增加传输次数、即增加信道传输冗余度的方法来提高用户接收成功率, 但是这种方法只是在小文件卫星传输系统中比较有效。随着单个传输对象数据量增大, 信道资源变得愈发宝贵, 为了解决资源占用和接收成功率之间的矛盾, 未来的新闻卫星广播系统应采用增加前向纠错机制和丢包回传机制, 可以通过双向卫星信道或是地面网络回传, 这样做即可以通过使用先进的前向纠错算法提高一次性接收成功率;另一方面, 又可以将由于信道瞬断和误码等原因导致的丢包信息回传给播发系统, 播发系统通过重发、补发等手段确保用户有效接收。这种新闻播发回传机制在很大程度上提高了接收成功率, 同时将大大提高信道资源有效使用率。
(2) 目前新华社的全球卫星广播网是由两颗C波段卫星组成的, C波段卫星的优点是覆盖面积广, 缺点是信号强度弱, 易受干扰, 用户端接收天线尺寸大, 安装环境要求高, 不利于用户的普及和发展。尤其在海外发展用户受到很大的制约, 未来的新闻卫星广播网络应该朝着信号覆盖多样化发展, 对于中东这样的海外热点地区应增加Ku波段卫星重点覆盖。
2. 新闻卫星直播车 (DSNG) 系统的应用
新华社的新闻卫星直播车主要担负总社和新闻现场之间的通信和视频传输任务, 通过DSNG系统把新闻现场所采集到的视频及音频信号进行数字化、压缩、调制处理后发送到同步通信卫星, 再经同步通信卫星转发回总社新闻视频大厅。对于突发性以及重要的新闻事件, 新闻视频大厅可以将转发回来的视频不加处理直接转播。直播车内主要配备通信设备以及供电系统, 可以保障全天候野外工作。直播车投入使用以来成功完成了包括北京奥运会、上海世博会等多次重大视频报道任务, 充分体现其优越的机动性和灵活性。
主要系统功能描述如下:
(1) 卫星通信系统:包括Ku波段的天线系统、射频系统、功放系统, 主要完成在不具备有线电路的情况下通过卫星链路开通临时线路或与有线线路动态互备, 线路传输速率可达到30Mb/s (DVB+IP数据) , 支持多载波同时工作, 可支持DVB MPEG-2高清节目的传输。
(2) DVB上行广播系统:包括调制器、复用器、编码器等设备, 要求支持标高清MPEG-2节目的传输同时支持高标清H.264。系统主要实现视频新闻的传输和上星直播功能。
(3) 双向IP数据传输系统:包括高速数据调制解调器、加速器等, 可以实现广大覆盖区域内的高速数据连接可达到15Mb/s的连接速率, 通过TCP加速器可以实现基于TCP/IP协议的加速应用, 有效利用卫星带宽。
有待改善之处:
⊙设备体积和重量都相当庞大, 只适合车载安装。未来还应该将设备向小型化, 便携化发展。
⊙对于不通公路的新闻报道现场, 新闻卫星直播车前往有一定的阻碍。另一方面, 直播车载系统在远距离调配上也存在一定的局限性。
⊙由于采用的是Ku波段天线, 所以在新闻报道现场需要充分考虑雨衰的可能因素。
⊙相对于下面介绍的小型箱式VSAT上行双向系统, DSNG系统价格相对较贵不利于短时期的大量普及。
3. 小型箱式VSAT上行双向系统的应用
为了更加适应多媒体传播时代的发展要求, 新华社近几年来大力发展视频报道、新媒体报道。为此配备了很多基于IP的旅行箱式VSAT终端 (IPT Suitcase) 设备, 为的就是能够在新闻现场第一时间向总社传回新闻画面。IPT Suitcase是一套传输速率定位在64k~4M带宽的VSAT上行双向系统。旅行箱式IPT系统设计的非常紧凑, 全部卫星设备包括天线、高功放、卫星调制解调器和路由器, 都集成于一个旅行箱内, 使用较为便捷。可以手提或是由各种车辆运输、航空运输。相对于车载直播系统, 在系统调配方面能最大限度地降低运输及安装设置的花费。IPT旅行箱式系统可由一个非专业人士在5分钟内完成安装, 调试对星和发射等一切现场所需的工作。整个系统防水防尘, 包括电缆接口都是密封的军用航空头。真正实现了操作简便、小巧结实、易于携带和可适应于各种恶劣环境。2005年10月, IPT系统随新华社记者全程参与神舟六号飞船的发射与回收现场报道, 并经由东方卫视进行电视直播, 收到良好的回传效果。
旅行箱式系统是基于IP协议的, 主要功能可以在IP层上进行以多播方式的实时视频流广播。可以FTP方式进行文字、图片和预压缩的视频文件的传输。可以进行互联网浏览及数据库访问, 同时也可以完成多路Vo IP的电话传真通信任务。
有待改善之处:
(1) 设备体积和重量对于单兵作战来讲还是稍许庞大, 安装运输需要两人以上协同才能完成。未来还应该将设备向小型化, 便携化发展。
(2) 由于采用的是Ku波段天线, 所以在新闻报道现场需要充分考虑雨衰的可能因素。
4. 海事卫星系统的应用
新闻报道的要素之一就是保证信息的时效性, 而时效性的保证必然要以快速、畅通、可靠的通信来保证, 海事卫星以其体积小易操作等特点尤其适合于突发性重大灾难初期的报道任务。海事卫星通信系统可以提供低速率4.8k或3.1k Hz语音和数据服务, 也能提供最高速率256 kb/s的I P数据服务, 这意味着可以用海事卫星回传低码率的视频图像。在5.12汶川地震报道初期, 新华社记者发回的震区新闻图片和文字报道都是通过海事卫星来完成的。
有待改善之处:
只适用于突发应急报道, 其传输速率最高只有256kb/不能满足标准码率视频回传任务。
四、结束语
卫星通信技术发展应用 篇10
当自然灾害、工业事故、公共卫生和社会安全等突发事件发生时,日常网络环境往往受到损坏或限制,不具备新闻报道所需的基本通信条件。此时,卫星通信车的独特优势逐渐显现,有效提高应急报道响应能力,在新闻事件现场快速搭建指挥报道平台,实现音视频直播、互联网接入、现场指挥调度、应急保障等功能,是目前各大新闻媒体机构为应对突发事件应急报道配备的重要通信技术手段之一。
2 卫星通信车的基本原理
卫星通信车是指安装了卫星通信天线及相应设备,能够传输音频、视频及数据等多媒体业务的车载式卫星远端站。本文重点研究小型卫星通信车,该种车辆一般选用性能优越、具有较强通过性和良好适应性的越野车,并集成天线、卫星射频终端、音视频、指挥调度、双向数据传输、供配电等子系统,基本原理框图如图1所示。
根据通信车配备的天线系统不同,常见小型卫星通信车分为“静中通”和“动中通”。其中,“静中通”要求在静止状态下进行卫星通信,根据需要在指定地点建立与卫星主站或其他卫星站点之间的通信连接,为用户提供稳定可靠的通信服务。“动中通”能够在运动状态下对准静止轨道卫星,能够实现行进式应急报道,突破了车辆等移动载体在运动中进行多媒体通信的难关。
“动中通”与“静中通”相比较,更加机动灵活,移动中自动跟踪卫星,可实现点对点、点对多点的移动通信;并具有自动捕获能力,驶出盲区后迅速恢复通信,无需进行人工天线对星操作等优势,但“动中通”天线等效口径偏小,在使用过程中传输功率受限,在某些环境下传输性能可能会受到一定程度的影响。因此,在时效性和移动性要求较高的环境下可选择使用“动中通”卫星车实现移动通信;对传输质量要求较高及报道环境相对固定的环境下可选择“静中通”卫星车。
3 卫星通信车的功能
卫星通信车广泛应用于公安、边防、消防、交通、水利、安全、环境监测等政府部门以及电信、电力、广电、新闻等企事业单位,解决在抢险救灾、应急报道等领域的通信保障问题。下面具体来分析卫星通信车在突发事件应急报道中发挥的重要作用。
(1)音视频直播报道。卫星通信车在突发事件等极端恶劣的通信条件下能够迅速搭建新闻现场与卫星主站端的通信链路,将前方画面及时传送到主站端,完成音视频直播报道。尤其是“动中通”可以在遮挡较少的地区实现移动中的音视频直播报道,有效地扩大报道范围。另外,卫星通信车可以与数字微波、3G/4G等无线传输技术相结合,大范围、高机动性地进行现场拍摄,对新闻事件进行全方位多角度地报道。
(2)建立互联网通道。综合运用先进的网络技术,在突发事件应急报道现场搭建以卫星通信车为中心的泛在通信网络,能够为记者及工作团队提供指挥报道平台,实现文字、图片等新闻稿件的即时发送传输,供主站端进行后续加工发布,同时提供文件传输、Vo IP、电子邮件、传真及上网等多种服务。另外,卫星通信车内可以配置提供无线接入点,记者通过便携机、手机、PAD等终端能够登陆微信、微博、访问社交网站等平台,进行网络在线互动,满足当前新媒体业务发展需要。
(3)现场指挥调度。以卫星通信车为中心搭建应急指挥调度中心,及时发送报道任务和指挥调度信息。现场指挥中心能够与前方记者实现语音和视频指挥,与后方召开电视电话会议,实现远程监控和指挥,让现场指挥人员不但能够通过语音发布各种应急指挥命令,而且能够通过视频图像实时了解到新闻现场情况,有助于指挥人员能够根据态势发展及时调整应对策略,做出快速有效地指挥。
(4)应急备份及保障。卫星通信车可以作为重大事件的线路备份及紧急事件支援,如光缆损坏、突发通信事故、停电事故等情况下,提供部分业务的备份传输和紧急电源功能,为其他电器设备提供一定的充电保障。
4 卫星通信车在应急报道中的应用
近年来,卫星通信车作为各大电视台和新闻机构应对突发事件报道的重要手段,得到了广泛地应用。2008年汶川地震应急报道,中央电视台采用成都电视台卫星通信车及时传回的画面,让全国观众第一时间看到救援过程,实现了生动深入的抗震救灾报道。此后,央视在全国几大城市建立应急报道驻点,并为每个驻点配备了机动灵活的卫星通信车。新华社目前配备的卫星通信车,在2010年玉树地震、2011年4月秦皇岛森林火灾、2011年9月四川特大洪灾、2013年4月芦山地震等新闻事件的应急报道过程中,快速到新闻现场并发挥了重大作用。
在突发事件应急报道过程中,卫星通信车快速到达、部署和运行,从而提高新闻报道的机动性、灵活性。根据不同的报道需要,多辆卫星通信车也可以协同配合,在重大突发事件报道现场动静结合,选择多个报道地点从不同角度,全方位立体化地将新闻事件呈现给受众。例如,由“动中通”进行移动式音视频直播报道,在行驶中遇到信号盲区时可以切换到“静中通”信号,多路音视频画面同时传送到主站接收端进行切换编辑播出,如图2所示,与此同时,各辆卫星车可分别为各自区域内提供网络接入、文字图片等稿件传输、指挥调度、应急保障等功能,充分利用卫星车功能使报道内容更加丰富。
5 卫星通信车的发展方向及趋势
卫星通信车可满足突发事件应急报道条件下的多媒体通信需要,为传递语音、数据、音视频等多媒体业务及指挥调度提供了技术保障,在新闻传媒行业的成功应用充分证明了其独特的优势和不可替代性,是当前卫星通信行业内需求旺盛、发展迅速的应用领域。
目前,我国大量投入使用的卫星通信车主要采用Ku频段卫星通信系统。近年来,Ka频段卫星越来越多,未来具有更大容量的Ka频段车载卫星天线将是卫星通信发展的一个方向和趋势。另外,为适应复杂的突发事件报道环境,适合于越野车安装的小型化低轮廓天线,尤其是体积小重量轻的相控阵天线等,是目前技术领域的研究热点。
随着卫星通信技术的不断发展,卫星通信车将向多频段、高增益、高带宽、高可靠性、低成本、便捷易用等方向发展,卫星通信车性能和稳定性也将不断提高,在突发事件应急报道中的应用也将会不断深入,为新闻报道的实时性、移动性、机动性、灵活性带来巨大提升,有效提高新闻报道的竞争力。
摘要：本文介绍了卫星通信车的基本原理及功能,讨论了卫星通信车在突发事件应急报道中的应用,最后阐述了卫星通信车未来的发展方向及趋势。
关键词：卫星通信,应急报道,卫星通信车
参考文献
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[4]陈晓葵.应急报道的通信技术[J].中国传媒科技,2010(1):44-46
[5]杨晓娜.卫星通信在突发事件中的应用初探[J].信息系统工程,2011(6):126-127
卫星通信技术发展应用 篇11
【关键词】卫星通信；应急保障；多角度
1.卫星通信在应急事件中的应用
卫星通信在各类应急事件中的应用可以按照功能性和机动性两个角度划分。
1.1功能性角度的应用
从功能性角度，卫星通信的应用分为以语间通信为主的应用、综合接入和中继备份3种方式。
语音通信为主的应用方式主要通过移动卫星业务终端实现，通常可以提供语音、短信、低速数据、定位、漫游等功能，不同的卫星通信系统功能略有差别。
综合接入的应用方式可以提供大容量的语音，并提供应急事件现场与指挥中心数据传送、静止或者运动图像的传送。大多数提供综合接入功能的卫星站基于ICP IP实现数据信息传送。
中继备份的应用方式支持2MBIT S以上的中继传输电路，紧急情况下提供应急事件现场与公众通信网络（或行业专用通信网络）之间的中继电路。
中继备份所用的卫星站可以基于IDR（或IBS）系统或者VSAT系统实现。IDR（或IBS）系统提供中等速率电路支持数据通信和语音通信，通常应用较多的是2MBIT S和8MBIT S速率。 VSAT 系统目前多数基于IP实现，通常可支持2-8MBIT S数据速率。
1.2机动性角度的应用
机动性主要针对可以应急通信现场工作的卫星站。从该角度卫星站分为便携站和车载站两种，各设备通过卫星链路实现与卫星固定地面站或者其他移动站之间的通信。
便携卫星站包括手持终端以及可通过1-2人搬运的卫星站，系统容量小，以提供语音通信应用和综合接入应用为主，用于完成各级事件的基本通信保障。便携站可采用集装箱量、抗震要求和包装形式可参照相关国家标准或者满足通信接口，便于与其他设备连接，实现现场快速组网。便携卫星站应30MIN内完成抵达现场后的组装，并建立卫星通信。便携站的重量一般在200KGC 以下。当发生特大突发事件，当地应急通信保障能力严重不足且地面道路条件不好时， 可将便携站空运或空投到应急现场，当发生突发事件且事件且通信需求较少，或通信需求较大但应急车不能第一时间起赶到现场时，可采用手持终端或人工搬运的便携站。
车载卫星站可固定安装在应急车上或者通过车辆运抵现场，主要用于提供综合接入及中继备份业务。车载站一般应在到达现场后10MIN内，完成了卫星通路建立。当发生特大、重大突发事件或举行重大活动且地面交通条件良好时，可提供应急通信保障。
2.应急卫星通信系统及其建设
2.1卫星移动通信系统
目前我国主要使用国外卫星移动通信系统开展卫星移动通信业务，覆盖我国的系统、海事卫星系统、铱星系统和Thuraya系统。实际应用中，可以结合卫星信号的强弱、使用费用、业务能力、终端小型化等因素，选用适宜的卫星移动通信系统。
国外的卫星移动通信系统虽然可以满足一定的应急移动卫星业务需求，但信息安全、频率协调等均得不到保证，一般用于对信息安全要求不高的应急现场。卫星移动通信系统是国家重要的战略性信息基础设施，对经济、社会发展和国家安全至着重要要，我国目前正在对拥有专属主权的卫星移动通信系统进行研究。
2.2宽带VSAT卫星通信系统
VSAT卫星通信系统技术成熟、可靠性高、网络结构多样、设计灵活、空间频段资源丰富，系统和设备正在逐步实现国产化。这些因素为设计、建设应急VSAT卫星通过通信网提供了技术、资源等方面的必要保障，近算来VSRT系统已能支持宽带应用。
在VSAT卫星通信系统设计中，应重点考虑网络结构、技术体制选择、与地面网的互联互通、网络管理等方面。
VSAT的网络结构包括星状网、网状网和混合网。应急VSAT的网络结构包括星状网、网状和混合网。应急VSAT系统支持的业务类型包括语音、高速数据和图像传送等业务，其中语音业务对时延敏感。根据我国突发公共事件的处置流程，语音业务发生在应急通信现场不同卫星站之间以及应急现场与后方指挥中心之间；数据和图像业务主要发生在应急现场与后方指挥中心之间。因此应急VSAT系统适合采用各站与主站之间星型网、省内各站之间网状网的混合网结构。
卫星通信体制与系统所采用的基带信号类型及复用方式、调制方式、多址方式、信道分配及交换制度有关，目前VSAT技术体制的选择主要集中在多址方式上。FDMA DAMA 和MF-TDMA方式是应急卫星通信系统最常用的技术体制。采用FDMA DAMA技术体制组建卫星网具备稀路由、突发性、大容量的特点，操作维护简便，终端的机动性好，非常适合应用在应急通信中。
VSAT系统的地球站分为主控站、固定站、车载站和便携站。其中车载站和便携站可以移动至应急事件现场。
VSAT卫星通信系统用户与公众网络专网用户之间的语音通信和数据传送通过卫星关口站来完成（配置了网管功能的关口站称之为主控站）。与地面网的互联通过在关口站设置VOIP网关及路由器实现。
宽带卫星通信系统通过在关口站设置地面电路接口，经语音网关转换成通用协议接口与公众固定电话交换网、公众移动通信网或者专网交换机连接，实现与电话网的语音互通。语音网关通用协议接口分为用户接口和中继接口两种，需要根据话务量来选择。
卫星系统关口站的数量及地点需根据实际业务流量向情况确定。卫星网内语音终端的编号方式遵循E.164标准，通常根据关口站与电话网的连接位置确定卫星电话编号，主要分为卫星关口站民当地市话交换局直接连接或者卫星关口站与当地的公网长途电话直接接连两种方式。
宽带卫星通信系统通过在关口站设置路由器实现与指挥中心之间的数据（含视频）传送。根据当地的网络情况，可采用专线方式、城域网方式或互联网方式。
为实现卫星头号站接入路由器与地面计算机网之间的路由寻址，需对各关口站路由器的IP地址进行统一规划。如果有若干卫星关口站，原则上应统一接入同一个计算机网络，并采用归属地的IP地址段。宽带卫星网内部要单独采用私有IP地址。
卫星网的网络管理及监控系统（简称卫星网管系统）对整个卫星网络进行在线控制和监视，将卫星通道的建立方式从工工变为自动，从而缩短卫星通道建立时间，将点对点连接变为DAMA星状、树状或网状连接从而提升星网络的灵活性。对于时效性要求较高的应急卫星通信系统而言非常必要。
通常卫星网管系统由控制服务器及软件、网管信道调制解调器、网管信令卡等组成，主要包含网络管理及网络控制两大功能。
对于全国性规模较大的卫星网络，为提高应急处置能力可采用分布网管结构，分级配置主网管系统和分网管系统。主网管系统将网络的控制处理功能分散交给多相分网管系统来完成，人而提高网络的可靠性并且缩短建链时间。主网管系统必须对分网管系统设置权限，划定管理范围，必要时可随时收回控制权限。
卫星通信技术发展概述 篇12
1 卫星通信概述
从通信的本质上说卫星通信属于微波通信的范畴, 因为卫星通信所使用的也是微波, 其工作频率在1-2G赫兹。卫星通信目前还没有发展到可以直接使用手持设备与卫星直接通信的程度, 目前的手持式卫星电话首先要与卫星地面站连接以后然后由卫星地面站与卫星通信, 卫星再与目标卫星地面站建立连接, 这样处于同一个或不同的卫星地面站的两人或多人之间就可以在卫星的中继下通信了。由上述可见, 一个完整的卫星通信系统必须包括三部分, 即卫星、地面站、用户。这三部分之中卫星与地面站所起到的都是中继的作用。卫星的星体包括了两个重要的组成部分, 即卫星母体与其星载设备。卫星地面站则是卫星面向地面众多用户的接入点也称为接口, 地面站的用户也可以通过卫星形成虚拟通信链路。卫星地面站不仅仅只是服务用户的机构, 卫星地面站最重要的任务是对卫星进行控制, 对卫星的控制主要包括卫星跟踪、卫星遥测、卫星指令系统更新维护等, 在卫星指令系统的更新过程中极易出现问题, 前苏联的一颗卫星就是因为更新指令系统而造成与地面永久失去联系, 从而导致卫星滞留在太空, 世界各国航空航天事业发展初期这样的例子较多。目前几乎所有卫星上都会设置若干个转发器, 每一个转发器使用不同的工作频率。目前的卫星通信技术在较大的卫星上通常采用频分多址技术与时分多址技术。频分多址通常用于模拟通信应用, 时分多址通常用于数字通信应用。每一颗人造地球卫星都运行在其轨道上, 轨道根据距地球的距离可以分为:LEO (低轨) 、MEO (中轨) 、GEO (高轨) 等三种。人造地球卫星按照其通信范围可以划分为国际、区域、国内等;按照其用途可以划分为综合业务、军事、海事等;按照其转发能力可以划分为无星上处理能力与有星上处理能力等;卫星通信技术按照其通信方式可以划分为卫星移动通信、卫星中继通信、卫星固定通信、卫星广播 (即卫星电视, 这是本分类中唯一的单向单纯接收方式的卫星通信方式) 。卫星通信方式是航空航天技术与现代技术完美融合的结晶, 卫星通信方式目前除了GPS导航技术与卫星电视技术已经走入寻常百姓以外, 许多先进的技术还需要假以时日才能走入普通人的生活。卫星通信技术的特点是覆盖面广, 想要覆盖全球只需要三颗卫星就够了, 而且卫星通信技术还具有容量巨大的特点, 每一颗卫星都可以安装多个转发器以增加其通信容量, 并且卫星通信的频带是所有通信手段里最宽的, 频段可以从150M-30G, 相对于上述特点, 卫星通信最被人类看好的一个特点就是其稳定性与灵活性, 这一点在汶川地震时表现得尤为明显, 在某一区域发生巨大自然灾害时, 除了卫星通信, 其他所有的通信方式均无法使用, 而卫星通信, 只要天上的那颗卫星还在天上, 地面站 (一般建在较大的城市的相对安全的秘密区域) 还存在就不影响用户在任何位置、任何情况下的通信。汶川地震发生时所有的互联网、手机都无法使用, 所有的电力供应全部中断。在这种情况下, 只有卫星通信是唯一可以使用的通信手段。卫星通信除了上述的优点以外还存在着一个致命的缺点, 那就是通信存在着一定时间的延迟。不过现在已经通过多颗低轨卫星转发解决了这一问题。
2 卫星通讯技术发展领域简述
2.1 卫星通信在军事领域内的应用
卫星通信技术在许多领域都得到了广泛的应用。当然, 卫星通信应用得最为先进的当属军事领域, 世界各拥有航空航天能力的国家纷纷秘密发射具有军事用途的卫星。这些卫星的先进程度令人咋舌, 地球上任何一个位置的任何一个人手上的报纸的大标题都可以被这些卫星清晰地看到, 而任何三颗卫星做一次全球范围的扫描以目前最为先进的军事卫星而言只要几分钟。也就是说在这个世界上的任何一个区域的军队的集结、军事力量的部署、人员火力的调动都可以通过卫星“居高临下”观察得一清二楚。卫星通信对于而各类军事间谍而言就更是方便许多, 每个间谍只要通过手持的间谍设备就可以实时地将剌探到的军事情报通过本国的卫星以加密方式即时传送。这就彻底地杜绝了通过手机、互联网等通讯方式容易被当地的国家安全局等机构监控、截获的可能。卫星通信在军事领域应用的一个最新趋势就是世界各国都在加紧制造携带杀伤性武器、电磁脉冲武器、电子对抗武器的卫星, 这些卫星不但可以毁伤、干扰对方的卫星, 还可以通过强度较高的激光波束、中子波束对地面目标以及空中的飞行器等目标进行毁伤。而控制这些武器则只需要在地面站以远程控制的方式即可非常方便地进行, 自从美国的星球大战计划实施以来, 人类还从来没有像现在这样距离星球大战这么近过, 随着高科技术的发展, 随着卫星通信事业的蓬勃发展, 星球大战已经距离人类不远了。
2.2 卫星通信在商业领域内的应用
虽然卫星通信事业最先应用在军事领域, 并且卫星通信事业的最先进成果也会率先应用于军事领域, 但是, 迟早, 这些先进的技术总会走入寻常百姓的生活。就像GPS、卫星电视、卫星互联网等以前只存在于发达国家的军事机构的技术, 现在已经进入了寻常百姓的生活一样, 越来越多的卫星通信技术必将随着商业化而进行人们的生活。目前纯商业化的卫星已经越来越多, 世界各发达国家都发射了数以百计的具有较高质量, 较大功率、较长寿命的纯商用卫星, 甚至国内外的某些私人公司都已经发射或在准备从事卫星发射等商业活动。我国的香港某家公司以及美国的微软公司也在着手从事商业性卫星业务。西方的资本主义经过数百年的发展, 财富的积累已经达到较高的水平, 目前世界上最为先进的卫星通信技术几乎都被这些发达国家的公司所掌握。目前世界最先进的卫星通信技术仍然被包括波音、劳拉、洛马、阿尔卡特以及休斯等美国和欧洲的几大实力雄厚的卫星制造商所掌握。欧洲为了缩短与美国的差距, 正在努力研制新一代的大型通信卫星平台阿尔法舱。俄罗斯则是通过与欧洲和日本的国际合作的方式来大力推进本国卫星通信技术的发展。
毋庸置疑, 美国是目前世界上通信卫星技术水平最发达的国家, 其通信卫星技术发展计划已经进行了很长时间, 并且在军事、商业等领域都已经形成了系列化的技术先进的卫星产品。目前其通信卫星计划主要包括美国国防部的转型卫星通信系统 (TSAT) 计划、空军宽带填隙卫星 (WGS) 计划和先进极高频 (AEHF) 卫星计划以及海军移动用户目标系统 (MUOS) 计划等。
欧空局在2001-2010年的10年间已经将其16-30kw的卫星比例成功地提高到了占总卫星数量的30%, 并将其8-16kw的卫星比重成功地提高到了总卫星数量的40%。这些成果的完成, 标志着欧洲通信卫星正向着超大功率的方向在不断向前发展。
俄罗斯于2006年公布了《俄联邦2006-2015年航天规划》, 计划在这10年中, 俄罗斯计划将与欧洲和日本联合建设并发射13颗通信卫星, 其中的8颗则是属于快讯系列卫星。
在俄罗斯公布的一份关于俄罗斯通信业发展的报告中, 俄罗斯的航天局对其2010年至2020年的通信卫星技术的发展趋势进行了预测。其内容大致包括以下:要掌握微波波段和光学波段技术进行相关项目;构建小型和中型卫星的低速率网络;宽带卫星通信利用大型卫星;在通信卫星上进行全部的信号处理;大力提高太阳电池的转化率。
3 国内卫星通讯技术发展概述
近些年来随着科技技术的发展, 现代小卫星技术取得了长足的进展, 这对我国航天技术发展和卫星技术的应用提出了更高的要求, 国内的一些科技公司如中科院下属的所和厂、中国航天科技集团以及国内的许多大专院校如清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、成都电子科技大学等研究人员都对航天编队飞行星座系统的项目进行了大量的研究, 其中有的对航天编队飞行星座系统提出了初步设想, 并进入了专题项目的研究阶段, 有的已经取得了明显的成果, 如编队卫星的跟踪切换技术, 激光终端机、单片微波集成接收机等问题已在实验室中得到很好的解决了, 但这些与国外发达国家如美国、俄罗斯的星间通信技术相比, 仍有不小的差距。
目前国内在这方面取得的比较明显的成果主要有以下几个方面:2004年4月19日, 由哈工大牵头研制的“试验卫星一号”成功发射, 并搭载了一颗科学实验小卫星“纳星一号”。“试验卫星一号”主要用于资源测量和环境监控, 它是我国成果研制的第一颗传输性立体的测绘小卫星。而“纳星一号”是我国研制的首颗纳型卫星主要用于研究开发纳型平台测试和进行航空航天的高技术演示。
由中科院上海小卫星工程部进行的“创新一号”卫星研究项目中, 以星上计算机一体化设计、低轨小卫星扩频通信等关键问题的解决为重点, 并进行低轨道小卫星之间数据通讯的关实验, 以解决存储转发通信的问题。
哈尔滨工业大学以解决星间激光通信和卫星编队飞行而进行的双星编队飞行项目也取得了很大进展。
4 国外卫星发展技术概述
美国移动卫星公司是首家将无线互联网电子邮件与移动用户的桌面管理电子邮件集成起来的无线数据通信公司, 该公司对e Link无线电子邮件的两项基本技术进行了改进。e Link无线电子邮件服务使e Link的用户能充分利用最新的电子邮件技术。该公司首先为它的e Link服务增加互联网信息接入协议 (IMAP) 的性能。其次, 它还将原有的两种电子邮件服务———e Link Agent (代理) 和e Link Messenger (信息传送) 合二为一。在原有的POP (邮递功能协议) 性能基础上增加IMAP协议使用户获得桌面电子邮件与手持式无线电子邮件设备更充分结合的无线电子邮件服务。
科胜讯公司的Dstream (tm) DBS解决方案可以通过卫星广播接收, 使个人电脑具有宽带连接和免费数字卫星电视及收音机广播功能。只需要一个PCI接口, 产品就可以直接内置在个人电脑中, 与个人电脑捆绑销售。Dstream DBS技术以该公司的Fusion (tm) 878A PCI解码芯片为基础, 能开发完整的DVB-S接收卡, 可通过卫星接收免费内容, 并把它传到个人电脑上。该公司的DVB-S广播接收和回放解决方案还允许这些PC插卡作为接收互联网内容、音乐和视频的宽带卫星数据接收器。Dstream DBS参考设计采用了应用广泛的Fusion 878A PCI解码器、领先业界的HM1821和HM1221硅片调谐器、及四相移相键控 (QPSK) 卫星接收用的解调器, 可支持多种媒体处理和多路化软件传输。Dstream DBS解决方案采用了基于软件的DVD回放技术, 可以非常经济地在个人电脑上实现MPEG-2视频和音频解码功能, 同时支持安装在新型和现有电脑上的众多第三方应用系统。Fusion解码器平台支持美国的ATSC数字电视标准。以Fusion为基础的这一新DBS技术将支持DVB卫星传送, 并将成为支持全球DVB地面和线缆传送标准的未来解决方案的发展基础。附加的模拟调谐器使平台可以支持多标准的电视接收卡。
在一个国际通信研讨会上, Globalstar公司与高通公司演示了利用卫星通信+CDMA技术进行移动上网, 数据传输速率达到9600kbps, 比目前利用蜂窝式电话上网要快得多, 而且, 用户无论在地球的任何一个角落, 都可随时高速上网。这一技术引起了众多网络运营商的兴趣。
为了促进因特网的普及, 提高网上的通信速度, 日本科学技术厅和邮政省计划在2000年即计划投资600亿日元, 用于研制和发射超高速因特网卫星, 并在2005年发射成功。这一卫星已经覆盖了整个亚太地区。经过授权的普通家庭的通信速度最高已经能够达到惊人的每秒155兆字节。一部长达24小时的电视节目仅用20分钟就能传输完毕。在发生灾害时, 只需一只手持的小型终端, 就能够收集有关灾情进展情况的图像, 并及时向中央和地方政府报告。同时, 它还能有效地提高通信教育和远程医疗的技术水平。日本宇宙事业开发团和邮政省通信综合研究所将主要承担卫星的研制工作。鉴于在山地和岛屿铺设光缆不便, 而且在城市的每个家庭都引进光缆耗资很大, 因此科学技术厅和邮政省决定通过开发实验卫星来普及高速通信网。卫星移动通讯技术与互联网的紧密结合, 意义重大。
结束语
业内分析家指出, “铱系统”的失败并不意味着移动卫星通信的无以立足, 而是市场定位与实际需求差距较大的后果。相反海事卫星系统20多年的发展, 足以证明移动卫星通信在海事、航空、一些特殊场合有着广阔的应用前景。
摘要：卫星通信即指利用与地球同步的卫星作为中继而进行的通信, 卫星通信系统通常包括地球同步卫星与其地面站两部分组成。目前的卫星通信已经进入了数字化的发展新阶段。
关键词：卫星通信,发展现状,概述,地球同步卫星,卫星地面站
参考文献
[1]熊群力, 姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术, 2004, 30 (1) :1-8.[1]熊群力, 姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术, 2004, 30 (1) :1-8.
[2]林来兴.发展我国小卫星星座和测控技术[J].飞行器测控学报.2000, 19 (3) :17-22.[2]林来兴.发展我国小卫星星座和测控技术[J].飞行器测控学报.2000, 19 (3) :17-22.