广电技术与卫星应用

广电技术与卫星应用（通用12篇）

广电技术与卫星应用 篇1

VSAT是甚小口径卫星终端站, 也称为卫星小数据站或者个人地球站, 能够实现数据传递、文件交换、图像传输等通信业务, 是上世纪八十年代中期兴起的一种卫星通信技术, 有着实时、多点同步通信的优势, 在商业通信方面有着很大的应用空间。

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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[5]房少军, 王百锁, 栾秀珍.码分多址卫星通信系统中互调干扰的抑制[A].西部大开发科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C], 2000.

[6]周祖全, 易大章.卫星通信应对复杂电磁环境的对策研究[A].四川省通信学会2007年学术年会论文集[C], 2007.

广电技术与卫星应用 篇2

卫星轨道与卫星技术

卫星作为一个重要的空基平台，不仅要提供承载传感器的物理支持，还要提供电源供应、数据收发等辅助功能，这是内容将在卫星技术里面介绍。卫星轨道的选择取决于遥感数据的要求，将在介绍卫星运动规律的基础上介绍几种常用的卫星轨道。

2.1 卫星轨道

1卫星运动规律

卫星作为一个人造天体，服从天体运动规律。请参考理论力学、普通天文学等课程深入了解该部分内容

A 卫星轨道是一条圆锥曲线

卫星受到地心的万有引力作用绕地球运转其轨道在过地心的一个平面内。r  c a O 在极坐标下运动方程为：

2GMrrr

2hr2定义e＝c/a是偏心率，a是半长轴，c是焦距，P=a(1－e2)是半通径，是矢径与半长轴之间的夹角，此时轨道方程可以：

P1e2ra

1ecos1ecos偏心率e决定了卫星轨道的形状。至于用于对地遥感目的的卫星，其轨道是椭圆轨道（e<1）。

近地点，＝0°，ra＝a(1－e)远地点，＝180°，为：rp＝a(1＋e)

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 B 卫星在相同时间内扫过相同的面积 在极坐标下面积时间变化率dA/dt为：

dA121rhdt22

hrr显然，卫星高度越高，角速度越小，卫星运动速度越慢！

卫星在轨道上的能量

W1GMmGMmmv22r2a

21v2GM()ra此即卫星活力公式，以此可以推导远地点和近地点卫星运动速度！

C卫星轨道周期的平方与半长轴立方成正比

a3GM 22T4显然卫星周期只取决于半长轴，与其它参数无关！

天体运动规律只解决了卫星在轨上的运动状态。卫星由地面发射进入轨道则是由运载火箭来完成的，卫星在轨道上面的运行速度取决于入轨状态，因此对应于不同的运行轨道发射火箭的推力需求也不同，或者卫星入轨速度和姿态决定了卫星轨道形状！卫星轨道描述

在卫星对地遥感中，卫星空间位置是一个不可或缺的基本参数。一个没有轨道信息的卫星遥感资料是毫无价值的！

对卫星轨道的描述依赖具体的坐标系。在天文学以及天体物理学中，通常采用天球坐标系，这也是刻画卫星作为天体的运行轨道状态的最直观的描述体系，它不考虑地球的自转。在地面资料处理、卫星定位时通常使用地理坐标，它直接描述卫星相对地面的具体位置。

A 天球坐标系

以地心为中心，地球赤道平面所在平面为天赤道平面，地球两极与天球两极一致，这

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 样一个假想球为天球，它不随地球自转。天球上任意一点位置用赤经和赤纬表示。赤经以春分点为起点，反时针度量，以0-360°表示。赤纬由天赤道向南北两边至极地为90°。在天球坐标系下，描述卫星轨道需要以下几个参数：

图 天球坐标系

卫星轨道的空间取向参数：

倾角 赤道平面与卫星轨道平面的夹角。

升交点赤经：卫星由南半球飞北半球南段轨道称为轨道升段。轨道升段与赤道平面交点称为升交点。升交点位置用赤经表示，它表示轨道平面相对太阳的取向（赤纬是多少？）。太阳升交点赤经是多少？

卫星轨道形状参数

偏心率 确定卫星轨道形状 轨道半长轴：卫星运行周期

近地点角：轨道平面内升交点和近地点之间张角，它描述轨道半长轴空间取向

卫星在轨道上位置参数

平均近点角M：卫星通过近地点时刻为tp，则任意时刻t的平均近点角定义为：M=（t－tp），＝2/T。它描述任意时刻卫星在轨道上面的位置

卫星真近点角和偏近点角E 此时有开普勒方程将该参数联系起来：M＝E－esinE 3

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09

图 卫星真近点角和偏近点角E

B 地理坐标

地理坐标系以地球上面的经纬度表示轨道空间位置，它随着地球一起转动。在各种卫星定位中通常使用该坐标系。

星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。由于地球的自转和卫星绕地球的旋转，星下点在地面上形成一条连续的运动轨迹－星下点迹。

升交点与降交点：定义同天球坐标系，只是用地球坐标系来表示。由于地球自转，每圈轨道的升交点与降交点可能都是不同的。

截距：卫星绕地球公转的同时，地球不同的自西向东旋转，所以当卫星绕地球一周后地球相对卫星转过的角度称为截距。截距等于两个升交点之间的经度之差。由于卫星轨道相对地球每小时向西偏移15°，故截距与轨道周期和升交点经度之间的关系为：n+1－n ＝L＝T×15°/小时（西经取＋）

轨道数：从卫星入轨到第一个升交点为0轨道，以后每过一个升交点，轨道数目增加1。它描述了卫星在空间的飞行时间。

C 人造卫星经纬度随时间变化近似公式

在轨道定位中，有时候需要确切知道任意时刻卫星在轨道上的位置。摘自：

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 3常用卫星轨道简介

A 卫星轨道分为许多类，按照卫星轨道参数划分为前进轨道（倾角小于90°）、后退轨道、赤道轨道以及极地轨道。

前进轨道卫星顺地球自转方向运动，反之，后退轨道逆地球自转方向运动。赤道轨道卫星倾角为0°或者180°，卫星在赤道上空运行

极地轨道卫星倾角90°，卫星通过南北两极。由于地球自转，这一轨道可以实现全球覆盖。

按照卫星高度划分为低高度短寿命轨道，主要适合在军事卫星

中高度长寿命轨道，高度350-1500km，寿命在1年以上。既有较高的地面分辨率，又有较长的寿命，目前大多数民用遥感卫星都采用这类轨道。

高高度长寿命静止卫星

运行高度35800km，卫星寿命在几年以上，主要用于气象、广播、通讯领域。

按照卫星轨道形状又可划分为园轨道和椭圆轨道。圆轨道对于卫星轨道预告和资料定位十分方便。

B近极地太阳同步轨道

卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向，轨道倾角接近90°，有时又简称近极地太阳同步轨道或者极地轨道。卫星几乎以同一地方时经过世界各地。考虑到地球绕太阳公转的因素，必须使卫星轨道平面每天自西向东旋转1°。利用地球扁率引起的卫星轨道摄动来实现太阳同步轨道，卫星高度越高，实现太阳同步轨道的倾角也越大。对于TIROS-N系列，卫星高度870km，轨道倾角98.899°。

太阳同步轨道的有点：利用地球自转可以实现全球观测，尤其能够观测极区 在观测时有合适的照明，可以得到稳定的太阳能，保障卫星正常工作。

但该轨道时间分辨率低，对某个地区的观测时间间隔长，一颗极地太阳同步轨道卫星每天只能对同一地区观测两次，不能监视生命史短、变化快的过程。而且相邻两条轨道的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化。

C 地球静止卫星轨道

轨道倾角为0°，卫星在赤道上面运行。卫星周期等于地球自转周期。由静止卫星周期T=23h56m04s，可以计算卫星高度 H＝35860km，,卫星在轨道运行速度V＝3.07km/s 优点：

卫星高度高、视野广，一颗静止卫星可以观测地球南北纬度70°东西经度140°约占地球表面1/3的面积

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 可以对某个地区进行连续观测，时间分辨率高

但是，不能观测两极，而且由于卫星高度高，对传感器灵敏度以及分辨率能力要求高，对卫星定位要求高：失之毫厘，差之千里。

另外，由于静止卫星只能位于赤道上空，其上能够容纳的卫星数量是有限的。因此，在设计静止卫星时，必须考虑富余设计，在卫星工作生命到期时用推力火箭将卫星推向更高高度成为宇宙垃圾，腾空原来卫星轨道！

D 轨道选择原则

从理论上来说，遥感卫星的空间轨道可以是任意的。具体到遥感应用的具体任务需求，却要求选择最有利的空间轨道。有时候，轨道选择对实现遥感任务是具体来说，选择卫星轨道应该遵循如下原则：

减小地球大气磨擦，H>200km 全球覆盖性的地球观测－极轨或者近极轨 保持恒定光照－太阳同步轨道 连续观测－静止轨道 地面高分辨率－低轨道

尽量选用圆轨道，方便轨道预报和卫星定位。

关于前苏联在1965年4月23日发射第一颗试验通讯卫星闪电1A成功进入一个绕地的独特轨道。其高度变化在600km－39650km之间。西方专家认为苏联原计划发射同步卫星，由于这样那样的原因未能达到预定轨道。事实上，这个轨道是有意选择的，对于处于高纬度地区的苏联来说它是最适合的轨道。苏联人机智地应用了第二运动定律（越高越慢），把卫星发射在与赤道成65°倾角的椭圆轨道上，这样既能照顾到苏联北部又能顾及南部。当卫星在赤道以北时，远离地球，这样，在卫星绕地一周12小时内有8小时在苏联上空，这真是一个聪明的解决办法。

2.2 卫星技术

卫星遥感是一项庞大的系统工程，卫星作为遥感传感器的空间承载平台，与地面平台截然不同，需要一些专门的技术以保障正常的观测活动能够顺利进行。卫星姿态控制

问题：在太空中，如何保持姿态稳定？

引：宇航员在太空中如何把一个香蕉传给同伴？儿童常玩的陀螺

卫星对地观测，通常要求传感器保持某种固定的对地姿态。比如，一般来说要求正对

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 地面观测，但有些特殊的卫星观测项目，比如临边、掩星观测则要求某些特殊的取向。因此卫星遥感中姿态控制是最基本的卫星技术。比如，我国早期的风云卫星在上天10多天后姿态控制就出了问题，卫星发生翻滚，导致整个卫星报废！在太空中，卫星姿态稳定采用陀螺原理。早期采用自旋稳定，卫星绕自身旋转，自旋轴在轨道平面内平动，仪器装在卫星底部，则在一个卫星周期内只有部分时间能够进行观测，后来采用滚轮式自旋稳定，自旋轴与卫星轨道平面垂直，仪器装在卫星侧面，当仪器转向朝向地面时进行观测，这样在整个周期内都能观测。现在的卫星大都采用三轴稳定：

俯仰轴，与轨道平面垂直，控制卫星上下摆动

横滚轴，平行轨道平面且与轨道方向一致，控制卫星左右摆动 偏航轴，指向地心，控制卫星沿轨道方向运行。

在卫星绕地一圈中，偏航轴与横滚轴改变360°才能保持姿态稳定。卫星电源

卫星需要庞大的电能为通讯系统、伺服系统以及传感器提供电力供应。卫星的供电能力是限制卫星载荷的一个重要因素。早期一般采用化学电池，容量有限，适合返回卫星。目前大都采用太阳能帆板电池。但是在通讯卫星上，考虑可能出现的卫星蚀，卫星上面必须配备蓄电池。

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 210-1-***TIME

调制过程 通讯

卫星一旦进入轨道，通讯系统是地面与卫星之间进行联系的唯一途径。

卫星接收各种控制指令和发送各种状态，实时传输型遥感卫星，传感器获得的资料也必须借助通讯系统发回地面。通讯系统负责对卫星源数据进行调制，生成调制波，地面接收调制波，再经解调还原数据。通讯系统能力是制约卫星遥感的一大因素，特别是目前越来越突出。在有些卫星上面，特别是极轨卫星，当卫星不再地面接收区之外时还需要另外的资料暂存系统保存数据，在卫星再次飞临地面站上空时发送。卫星结构

由于受到运载火箭发射能力的限制，卫星设计要求采用高强度、轻重量的材料，在满足强度要求的同时尽可能减轻自身重要，以便尽可能多增加负载容量。另外，卫星在太空保持姿态稳定的需要，通常都设计成某种对称结构，现代卫星都有一对长长的太阳能帆板,以及固定指向的通讯天线。除此之外，现代卫星对空间电磁环境，空间热辐射的严格要求，也是卫星结构设计必须考虑的因素。

卫星在运行过程中，向阳面温度高，背阴面温度低，卫星的这种温差可以达到200℃。另外，用电功耗大的仪器会发热，需要将热量散发出去，处于低温环境的设备需要保温或加温，这些都要靠热控措施来解决。卫星的热控措施有被动热控和主动热控之分。被动热控就是为被控设备选择合适的表面涂层或隔热保温材料进行保温，或用散热好的材料散热。而主动热控则是以电控方法采用加热或通风的办法达到升温或降温的目的，以保证星上设备具有正常的温度环境。

卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 5轨道摄动与轨道维护

除了地球引力外，高空稀薄大气阻力，日月及其它天体引力，太阳光压，电磁力等因素都会导致卫星偏离预定开普勒轨道。在卫星业务运行的整个阶段，必须时刻监测卫星的轨道运行状态。

另外，在卫星业务运行过程中，出于某种目的需要变更卫星轨道－比如改变观测计划（TRMM升轨），报废静止卫星轨道转移等。卫星技术发展趋势

材料科学和电子科学的飞速进步极大地促进了卫星技术的进步。纳米级的电子元器件、微米以至纳米级的微机电装置、星上信息处理技术、星间激光信技术、超轻型材料和充气式结构、高效太阳能空间电源系统和电推进系统等 ,将推动卫星技术进入一个崭新的时代。

高强度轻型材料的发展，可以大幅度地降低结构重量，大大提高有效载荷重量； 电路的高度集成化和微处理器执行指令速度的大大提高 ,电子系统的体积、重量和能耗都会大大下降，性能指标则大大提高。

高效太阳能空间电源系统有望使得能源供应容量成倍提高，为荷载更多传感器提供便利。

风云一号D星外观

作业：

卫星通信技术发展应用 篇3

摘 要：本文介绍了卫星通信的基本概念及相关技术，重点介绍卫星通信技术在中海油应用领域上的发展以及小站卫星通信方式的应用。

关键词：卫星通信；海上石油卫星；VSAT；自动跟踪

0 引言

20世纪90年代初，从中海油开始建立第一个卫星端站至今，已经有超过20年的卫星通信技术应用。目前，已经形成了以湛江、天津、深圳、上海这4个中心站点为核心的网状网络，且已经具备了链路相互备份功能。

1 卫星通信在中海油的发展

1.1 TES卫星系统

TES（TelephonyEarthStation）是基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网，它在多个地球站之间提供网状连接，支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步、异步数据通信，TES系统在中海油的应用主要用于话音与数据传输。运用的是C波段卫星的频分多址方式FDMA实现与地面站间的通信，使用四相相移键控QPSK或二相相移键控BPSK调制方式，信道编码采用编码效率为1/2或3/4的前向纠错FEC。TES是中海油海上平台初期使用的一种主要的卫星通信方式，主要承载的业务为话音业务，所使用的卫星资源前期以亚洲3号卫星为主，后来转至鑫诺1号卫星。

1.2 VSAT卫星系统

VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成，中枢站的作用是汇集卫星来的数据然后向各个远端站分发数据，远端站是卫星通信网络的主体，VSAT卫星通信网就是由许多的远端站组成的，一般远端站直接安装于用户处，与用户的终端设备连接。VSAT卫星通信系统是中海油海上平台主要的卫星通信应用方式。此系统的特点是天线口径小、灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点，利用VSAT用户数据终端搭配复用器使用，可同时承载话音业务和数据业务。VSAT卫星系统主要配合Netperformer系列复用器使用，Netperformer系列复用器使用了信元中继cellrelay技术，将语音流和数据流分割为特定的信元cells，然后将不同业务类型的信元cells复用到单一的物理或逻辑链接上，根据对时延的敏感程度不同对业务进行分类，并赋予不同的传输优先级，能有效保证话音业务质量，为中海油的海上平台及移动船舶提供稳定的话音及数据业务。目前中海油主要使用的是中星10号的卫星的转发器来承载卫星话音及数据业务。

1.3 STARWIRE卫星网管系统

STARWIRE系统在网管NCS的支持下可提供PAMA，DAMA等业务，使用了先进的PCMA载波叠加专利技术，能有效地节省卫星转发器带宽。主要由NCS网管系统、ST用户终端、卫星三部分组成。STARWIRE卫星网管系统是第三代按需分配的卫星通信系统，终端设备内置路由功能，直接支持先进的IP网络互联业务。NCS网管通过控制信道监控ST的工作，ST之间通过控制信道FOW/ROW建立业务信道。中海油下属的4个中心站点通过STARWIRE网管系统能够有效管理所属辖区内的卫星小站。相对于早期卫星通信技术应用，NCS系统能够更加有效地对小站进行管理，节省卫星资源带宽。

1.4 SKYEDGEⅡ卫星网管系统

SKYEDGEⅡ卫星网管系统是一个双向卫星通信系统，由两个方向的传输构成：入境基于DVB-RCS标准，采用MF-TDMA技术对资源进行预约分配减少数据碰撞；出境基于DVB-S2标准，支持CCM及ACM工作模式，可用于单播和组播数据、VoIP、ABIS等业务数据。系统主要由卫星主站、卫星/转发器、远端站三部分组成。SKYEDGEⅡ支持三种基本网络拓扑结构星型、网状、多星状。SKYEDGEⅡ卫星网管系统是目前中海油主要使用的卫星通信系统，利用此网管系统，将中海油的4个海上卫星中心站进行整合，形成了统一的大网管系统，对各中心站点进行链路互备，形成一个完整的多功能卫星网管系统。

2 卫星通信技术在中海油的应用形式

2.1 海事卫星A/C/F站的应用

海事卫星共有4颗卫星覆盖全球海洋，它们分别是大西洋西区、大西洋东区、印度洋区、太平洋区。海事卫星A站于2007年底正式停止运营，中海油海上船舶与移动式钻井平台目前以C站、F站为主要的应用。

2.2 固定天线式的卫星通信应用

固定天线式卫星通信主要应用在中海油海上固定式采油平台、自升式钻井平台以及陆地端站上，是一种常规的卫星通信应用。固定式采油平台及自升式钻井平台主要以3.7米C波段的卫星天线为主，Ku波段卫星天线为辅。卫星中心站使用的是大口径卫星天线来承载卫星通信业务。固定天线式在中海油是最早的卫星通信应用，也是中海油目前最成熟的卫星通信应用，中海油内曾使用直径为12米的卫星天线作为卫星的主站使用。

2.3 半自动跟踪天线式的卫星通信应用

半自动跟踪天线主要应用于中海油自升式钻井平台，天线以C波段的半自动跟踪天线为主。由于工作环境需求，自升式钻井平台需要经常更换钻井位置，期间钻井平台需要拖航至新的目的地，使用固定式卫星天线则需要经常性地对天线的方位及俯仰进行调整，且拖航期间无法使用。采用半自动跟踪天线可以在拖航期间自动寻星，主要缺点是无法360度旋转，实现不了全自动跟踪，有时需要人工进行干预。

2.4 自动跟踪天线式的卫星通信应用

自动跟踪天线C波段主要以美国的SEATEL的97型全自动跟踪天线以及西安盘古通信技术有限公司的全自动跟踪天线为主；Ku波段主要以SEATEL的4006自动跟踪天线以及国内的一些动中通天线为主。中海油海上半潜式钻井平台一般以C波段的自动跟踪为主要的卫星通信，南海9号钻井平台所使用的自动跟踪天线卫星系统经过测试能够提供4Mb/s以上的链路带宽。Ku波段的自动跟踪天线主要应用与海上的移动船舶，包括拖轮及勘探船，这些移动船舶受限于天线的安装场地要求，而且对链路带宽要求不大，Ku波段的自动跟踪天线的应用非常适合在这类环境使用。

3 结语

卫星通信技术在中海油海上平台及移动船舶上有着超过20年的应用，从早期的TES小站的话音应用，到现在的多功能SKYEDGEⅡ网管系统的多业务综合应用，中海油在卫星通信应用方面已经覆盖了C、L、Ku等波段。随着中海油向深海发展，卫星通信技术将在中海油海上勘探、开发、生产方面发挥着重要的作用。

参考文献：

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[3]吴诗其，胡剑浩，吴晓文，曹世文，等.卫星移动通信新技术[M].北京：国防工业出版社，2001.

作者简介：董恩奇（1994—），男，黑龙江双城人，沈阳理工大学学生。

刘珍宝（1993—），男，辽宁朝阳人，沈阳理工大学学生。

广电技术与卫星应用 篇4

1 我国VAST卫星通信技术的发展阶段

自上个世纪七十年代开始,我国就开始大力发展卫星通信事业。1972年,美国总统尼克松送给我国1个卫星通信地球站,用于信息传播等工作。为跟随时代的发展脚步,我国在北京、上海安装了卫星通信地球站,以推动通信事业的快速发展。在上个世纪八十年代,我国开始充分利用VAST通信系统,即采用小天线地面站来实施相应的卫星通信工作。所谓VAST卫星通信技术,是一项包含各种先进技术的综合性技术,不仅囊括了通信方面的内容,还包含了电子技术,充分利用现代化计算机技术,以实现卫星通信地球站的智能化和自动化。

我国VAST卫星通信技术的最初发展时期是上个世纪的八十年代末期,所使用的卫星通信技术较为成熟,采用的通信设备也逐渐趋于数字化,卫星通信网络较为稳定,其信息传播的功能越来越好。在这种情况下,VAST卫星通信技术兴起,成为我国卫星通信网络事业中的一项重要技术。在1993年,我国最终颁布了有效的文件,将VAST卫星通信作为一种可经营的业务开展,并制订了一系列的发展规划和管理方案。VAST卫星通信网络能够覆盖更多的区域,在建设方面的操作也较为简单,所需要花费的成本也较少,因在系统运行上十分灵活,因而其发展速度迅速,受到了广泛地应用。

1995年至1996年之间,是我国VAST卫星通信技术发展的第二个阶段。在这个阶段中,我国开始利用这项技术来开展数据传输业务,以供经营单位使用。VAST卫星通信业务更加丰富,业务量也随之增加,在经营方面获得了不小的收获,促进了我国无线寻呼通信业务稳定而迅速的发展。

上个世纪九十年代末期,是我国VAST卫星通信技术发展的第三个阶段,主要是利用此技术来实现有效的语音信息的传播,推动了寻呼业务的大力发展。在不断的发展过程中,VAST卫星通信技术已经取得了一定的成绩,至今随着计算机互联网的发展,此技术已经开始进入第四阶段的发展。充分利用多媒体技术和网络技术来实施有效的VAST卫星通信网络经营,从而为客户提高更为优质的网络通信服务。

2 VAST网络的特点分析

VAST这种通信网络系统的特点主要在于以下几个方面:首先,这是一种型号比较小的卫星通信地球占,所使用的天线口径值最小为120 cm,而最大则为300 cm;其次,在VAST卫星通信网络系统中,主要依靠于计算机技术的应用,需要由计算机来进行有效的管理,以确保关键参数符合规定的要求,具有智能性;最后,VAST网络是一种能够实现双向业务的现代化通信网络,所包含的业务内容也比较多,如语音、图像等,具有综合性。

3 VAST卫星通信技术的有效应用

就目前而言,我国VAST卫星通信技术的发展越来越好,发展进程也逐渐加快,其主要优势体现在其所具有的通信业务,更具现代化,符合社会对卫星通信事业发展的要求。无论是在政府、教育、医疗等方面,还是在金融、地质、交通等方面,VAST卫星通信技术都有着很好的发展和应用。

以某省烟草全国卫星通信网络为例,它充分应用了VAST卫星网络通信技术,分为两个部分,一个部分是地面段的通信网络,另一个方面则是空间段的通信年网络。在地面段中包含了一个用于实施指导和控制的中心站,以及多个VAST小站;空间段则应有频段转发器。在其通信网络中应用了双向数据传输功能,通过VAST小站来与中心指挥站来实施双向的数据传输业务,根据目前电话通信的需求来优化网状拓扑结构,从而实施有效的网络管理。

在此通信网络中所设立的卫星地球站,能够保障通信工作的顺利开展,具有规范的各项参数指标,通信网络可用率比较高,而且这种通信网络的操作方法并不复杂,在维护系统工作中也十分简单。

摘要：本文主要简单地介绍了VAST卫星通信技术的发展阶段,对VAST网络的特点进行了分析,探讨VAST卫星通信技术的有效应用,以不断创新VAST卫星通信技术,充分利用VAST卫星通信技术的作用,保障我国卫星通信事业的稳定发展。据此,有利于突破传统的通信网络模式,采用现代化数据通信网络技术,以扩展通信网络业务,发挥通信网络业务的优势,从而为卫星通信事业贡献出一份力量。

关键词：VAST卫星通信技术,有效应用,通信网络,发展阶段

参考文献

数字化技术在卫星总装中的应用 篇5

数字化技术在卫星总装中的应用

文章介绍了当前国外数字化装配技术的现状,并从建立卫星数字化装配协调体系,面向装配的并行数字化技术、建立包含数字化装配的仿真过程、数字化装配仿真与协调,装配生产线的`工装设计制造技术、装配现场的数字化应用技术和数字化质量控制技术等方面较全面地阐述了卫星数字化装配技术的研究内容和实施方案,指出了卫星装配数字化技术的应用将使卫星集成技术能力实现重大突破.

作 者：熊涛 孙刚 刘孟周 Xiong Tao Sun Gang Liu Mengzhnu  作者单位：北京卫星环境工程研究所,北京,100094 刊 名：航天器环境工程  ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 年，卷(期)： 25(1) 分类号：V465 关键词：数字化技术   卫星总装   仿真  

广电技术与卫星应用 篇6

[摘要]文章主要介绍了GPS卫星定位技术在北京电网地下管线测量中的应用，为进一步了解该技术在地下管线测量的中应用效果和测量时存在的问题，选择了四个公司的GPS设备分别对5个由测绘院提供的已知点进行测量比对试验，并总结出利用GPS卫星定位技术测量电网地下管线测量过程中需要考虑的问题以及解决问题的相关建议。

[关键词]电网地下管线GPS测量

O引言

随着城市经济水平的迅速发展、规模的扩大以及城市现代化建设水平的不断提高，城市地下管网作为城市的生命线也变得越来越复杂，种类也越来越多。正是由于城市地下管网具有上述特点，使得地下管网的资料不全、埋深复杂，加之管网埋深于地下，存在一定的隐蔽性，从而给管网设计、施工和维护造成了很多困难。北京市电力公司为加强地下管线的规划管理，建立并完善了地下管线资料，由于过去使用的是手工收集资料，绘制管线图的方法不仅工作难度大，同时还会受到城市规划施工过程的影响，很难满足规划和管理的实时要求。因此必须借助计算机技术，建立地下管网GIS，实现从管网数据采集、建立数据库到完成系统功能、辅助地下管网规划管理全过程的操作。为了深化GIS系统应用，实现输配电线路设备的精确定位，需采用先进的测绘技术对全市输配电线路设备进行测量。

1 GPs测量原理简介

1.1 GPS系统的原理

GPS定位属于无线电定位范畴，24颗卫星的任何时刻的坐标都可以获得，即任何一颗卫星的任何时刻都可以视为已知控制点，对用户而言，一般只需要关心GPS接收机的使用即可。用户只需通过地面接收设备接收卫星播发的信号，就能测定卫星信号的传播时间延迟或相位延迟，计算接收机到GPS卫星间的距离(称为伪距)，确定接受面位置及时间改正数。

1.2 GPS系统的测量方法与精度

GPS测量，按其定位时间通常分为静态GPS测量和动态GPS测量。静态GPS测量定位一个点，通常需要观测1h左右，其测量精度可达到毫米级，而动态GPS测量定位一个点则只需1s甚至更短，其测量定位精度达到厘米级。GPS测量按其定位方式又可分为单机绝对定位和多机相对定位，单机绝对定位精度约为10m级，多机相对定位精度可达毫米级。静态GPS测量目前主要用于高精度的平面控制测量。

目前经常见到且大量使用的RTK测量设备即多机动态定位系统设备，其定位时间为：初始化几分钟后每1s定位一次，定位精度为厘米级。RTK系统由一台基站GPS接收机和若干台流动站GPS接收机加上数据链(通常是数字电台)组成。基站GPS接收机通常安置在一个已有三维坐标的控制点上，基站GPS接收机计算观测值的改正量通过数据链实时发送给流动站GPS接收机，流动站GPS接收机也进行观测值改正，从而得到较高精度的三维坐标。随着网络技术和无线数字通讯技术的发展，近年来出现了基于永久地面基站网络的所谓网络RTK技术和设备，其原理与上述RTK相似，只是基站不同，网络RTK覆盖半径大幅度扩大(整个北京市行政区域)，提高了工作效率。RTK测量设备主要用于控制点加密测量和开阔地带的地形测量。RTK工作原理示意图如图1所示。

2北京电网地下管线基础测试环境

测试采用北京市信息办已经建成的北京市全球卫星定位综合应用服务系统，该系统提供的GPS差分服务覆盖整个北京地区，系统由一个中心站，16个差分连续运行观测站，14个共享气象GPS观测站组成的连续观测网。

北京市全球卫星定位综合应用服务系统基准站分布图见图2。

系统主要包括：连续运行的GNSS基准站网、管理中心、监测中心、服务中心和用户子系统等五部分组成。基准站系统负责基准站数据的提取、远程存储、实时差分数据的转发。服务系统主要功能发布后处理数据和实时差分信号，通过无线公网为移动用户提供RTK／RTD服务，根据专网用户的要求，向专网用户发布各类GPS原始数据。WEB服务器接受Internet用户的请求，以各种不同的采样频率和时间间隔，提供观测数据和导航数据，并生成RINEX通用数据格式文件，通过浏览器方式下载到用户计算机上。流动站用户通过无线公网GSM或CDMA拨号到中心的专用调制解调器，以提取网络RTKI作站上的差分数据，用户可以选择接收网内任何一个基准站的差分信号。VRSI作站则为流动用户提供虚拟的参考站差分信号。

北京市全球卫星定位综合应用服务系统网络结构见图3。

3北京电网地下管线测量的基本要求

测量结果应满足以下方面的要求：

(1)市政管委在城市管线规划管理方面的要求；

(2)北京市电力公司在电网布局的规划、设计、应急抢险等方面的要求；

(3)北京市电力公司下属运行管理、维护管理、电力设备监控等方面的要求；

(4)为北京市电力资源管理系统数据库提供基础空间信息和属性信息方面的要求。

另一方面，由于历史原因，北京电网地下管线存在两种状态：

(1)已经施工完毕但却没有完整可靠的竣工资料的电力直埋管线、管道、管沟、电力隧道以及架空管线和其他相关设施，这些管线都需要进行所谓的整测(即需要调查、探测、测绘其空间位置及属性)；

(2)正在施工和将要施工的电力直埋管线、管道、管沟、电力隧道以及架空管线和其他相关设施，这些电力设备设施需要进行所谓的竣工测绘(跟踪施工进程，覆土前测绘其空间位置和调查属性)。这两种测量状态的差别主要是在管线设施的可见性上，前者大部分不可见需要通过调查探测获得其位置、埋深及属性数据，而后者则可见，可直接测量其空间位置并获得其属性。因而其实际能够获得的最终测量结果精度是有差别的。

对于探测和测量的精度要求应能满足电力应用的具体需要：

(1)隐蔽管线特征点的探查精度为：平面位置中误差不大于±0.1h，埋深中误差不大于±0.15h。(h为特征点中心的埋设深度)。

(2)隧道特征点的测量精度为：平面位置中误差不大于±5cm(相对于邻近控制点)，高程测量中误差不大于±3cm(相对于邻近控制点)。

(3)管线特征点的测量精度为：平面位置中误差不大于±5cm(相对于邻近控制点)，高程测量中误差不大于±3cm(相对于邻近控制点)。

4GPS地下管线测量对比试验实例

为了进一步了解GPS技术在地下管线测量的效果和存在的问题，特选择四家GPS测量设备供应商对北京市丰台地区的5个由测绘院提供的已知点进行测量比对，经转换后得出各公司测试数据的东北坐标表示方式，并与3个已知点坐标进行对比，如表1所示。

经过相关技术人员使用专业的误差计算方法得出四家厂商测量数据同标准值的误差对比，图4～图6分别表

示为四家公司测量数据X坐标、Y坐标和高程误差情况。

根据四家公司的测试所得出的经纬度和高程的结果结合其使用的设备可得出如下结论：

(1)四家公司在对已知的五个点在经纬度方面的测量结果基本接近。

(2)四家公司使用的测量设备均为RTK设备，都具有接受GPS和GLONASS两种不同类型的卫星信号的能力，其中公司四的设备要接受GLONASS卫星信号需要另行开通这一功能。公司一、公司三和公司四均使用RTK一体机式测量设备，在拥有由北京测绘院提供的账号登陆的前提下，通过VRS差分技术使用起来简单、方便。公司三更是在公司本部(亦庄)建立有自己的VRS基准站，在半径20km范围内可以接受到自己提供的卫星信号。而公司二测量使用的RTK设备为分体机式测量设备，在没有得到北京测绘院提供的账号登陆的条件下，可自行于测量范围内的制高点建设基准站用来进行高精度的测量，这使得其受环境影响大的缺点较为突出。

(3)四家公司使用手簿均采用WinCE系统，设备全部可以通过蓝牙与主机进行数据传输。其中，公司三使用的手簿设计更为轻巧，其液晶屏幕技术含量较高，在强光照射下屏幕显示相对其他厂商的设备更为清晰。公司四的手簿除能与本公司产品链接外，还能通过蓝牙通讯技术与第三方设备进行联合作业和数据共享。

(4)全站仪方面，公司二、公司三和公司四的全站仪都能够实现无棱镜测量，对于拐点、角落等难以放置棱镜位置的测量帮助极大。其中由以公司二的全站仪无棱镜测距更远，可达到1200m距离。公司三和公司四的全站仪使用激光为一级安全激光，即对人眼无伤害的激光，在作业中能够使事故发生的概率大为降低。

5北京电网地下管线测量过程中需要考虑的问题及建议

5.1测量过程中需要考虑的问题

(1)测量前应先收集原有资料(如管线规格、型号、起终点等)，以便现场测量时进行实地查询，提高工作效率。

(2)测量前需要预先做好外业测量调查人员佩戴的工作标识(作业证等)及人员的培训，否则会受到警察、老百姓、本区域不知情工作人员的干扰，影响工作进度。

(3)变电站、配电室、隧道、住宅小区等场所的进出需要提前与相关主管部门进行协调配合(如隧道井遥控锁开启)。

(4)马路作业和抽水作业时应设置作业安全标志设备及履行许可手续。

(5)测量工作开展前应熟悉电力测量技术相关规范文件，做好培训工作。

(6)测量数据详细程度应与工作量匹配，同时数据信息的提供方式与格式应有安全控制，并建立相应的安全机制。

(7)测量时应有必要的安全保障设备配置，以确保施工作业人员的人身安全。

5.2建议

首先，相关电力管理职能部门必须制定一个对电力资料档案完善管理的制度，组成具有权威的监督部门落实，这是做好电网地下管线测量工作的制度保障。

其次，在组织实施上，要确定电力测量由谁完成。有三种选择：完全由电力公司自己完成；完全委托第三方完成；部分内容由电力公司完成(资料审核及录入)，部分内容委托第三方完成(外业调查、探测、测绘数据整理)。三种选择各有利弊，第一种选择可解决一部分内部职工安置，数据及信息安全比较容易保障，比较节省资金，各部门协调容易，但管理比较麻烦，同时要组建测量队伍和购置设备，并需要对人员进行培训，短时间内较难实现；第二种选择在管理上比较省事，但需要比较多的资金支出；第三种选择可能是现实的选择，把非电力本行业的工作交给第三方专业部门做，既高效率又有质量保障，而把主要精力放在设备运行管理和信息更新及应用上。

广电技术与卫星应用 篇7

6月24日至27日, 安达斯集团携手湖南广电集团在长沙联合举办光纤与无线卫星传输技术的创新与应用技术研讨会。本次研讨会邀请到了来自全国各地30余家电视台的100多名代表、领导和技术专家相聚一堂。

湖南广播电视台副台长黄伟到会致词, 安达斯集团总裁王彤就当今广电行业发展所面临的新机遇新挑战结合安达斯集团自身业务发展的革新力量做了发言。德国Riedel公司和英国Vislink公司技术专家深入讲解了各自公司的产品及技术, 安达斯技术专家介绍了Riedel租赁系统在转播中的应用及安达斯自主研发的卫星车监控软件。会议还设置了设备演示区, 并组织代表到湖南广播电视台进行业务观摩。与会代表到湖南台观看了刚刚获得国家广电总局科技创新奖一等奖的1400平米演播室群正在进行的《我们约会吧》节目现场录制, 以及《中国最强音》的录制导控室。

广电技术与卫星应用 篇8

在物联网在应用和研发方面, 美、欧、日、韩等少数国家与地区起步较早, 总体实力强。物联网最初的研发方向是, 条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域应用, 而随着RFID、传感器技术、近程通信及计算技术等的发展, 其研发、应用近年来开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施、能源等领域。

目前, 物联网开发和应用仍处于起步阶段, 发达国家和地区抓住机遇、出台政策、进行战略布局, 希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。美国“智能电网”、“智慧地球”, 欧洲“物联网行动计划”, 以及日韩基于物联网的“U社会”战略等计划相继实施, 物联网成为抢占“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。我国物联网应用总体上处于发展初期, 许多领域积极开展了物联网的应用探索与试点, 但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前, 在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域取得了初步发展。

“北斗”作为物联网的一个重要组成部分, 主要应用在感知、网络两个层面。在感知层面上, “北斗”实现精准时间信息和位置信息感知, 主要应用在物流、航空、电网等行业;在网络感知层面, “北斗”实现感知信息和控制信息的全天候、全天时、无缝隙传递, 主要应用在水文、水利、气象、地质、地震等行业, 以及作为其他行业的应急数据传递方式。

基于物联网技术的配网抢修系统, 国内已有部分地区的电力公司和企业开展了初步的探索研究。如安徽电力公司的“基于标准化配置的配网设备抢修系统”、青岛供电公司“基于高可靠性的全过程主动式配电应急指挥系统”、山东鲁能软件技术有限公司的“配网生产管理指挥系统”, 都利用GPS实现位置感知, 缺乏对北斗导航进行应用和对配网生产抢修的一体化作业的研究, 尚未对北斗导航的网络功能进行研究。

总之, 目前配网抢修一体化的管理水平较低, 综合运用物联网和北斗卫星导航技术实现对配网生产抢修的一体化管理体系尚未提出。

2 应用总体设计

本应用研究将以精益化管理为指导思想, 围绕“安全、高效、经济”的目标, 开展电力业务故障抢修全过程分析, 深入剖析故障抢修管理中存在的问题, 通过评价定期纠偏, 持续改进, 以建立专业抢修班组、优化简化抢修作业流程为基础, 健全营销、配抢信息系统支撑功能, 开展抢修标准化作业和物资装备标准化配置, 完善常态监督评价体系, 加快故障抢修速度, 提升客户满意度。

2.1 总体技术架构

技术架构如图1所示。

2.2 业务架构设计

本应用的业务架构设计是基于电力业务的角度去理解配网抢修业务需求, 强调以业务驱动为前提, 以实用化应用为目的, 以精细化管理为目标。结合基于GIS的配网抢修新要求, 配网生产抢修现场作业管理包括现场抢修应用、两票应用以及电力设备导航等业务。

(1) 现场抢修应用:分为服务端和客户端。服务端提供移动设备管理、数据传输加密、数据交互、定位服务、交互日志、系统设备和版本更新等功能;客户端提供抢修工单管理、故障快速处理、移动终端导航和现场拍照等。

(2) 两票模块:提供工作票管理、操作票管理以及唱票录音的操作。

(3) 导航定位:提供电力设备的查询定位以及路径规划、导航等。

配网生产抢修现场作业管理系统业务架构如下图2所示。

2.3 安全架构设计

项目基于物联网技术研究信息安全接入, 依靠安全可靠的无线通信方式将现场数据安全接入平台, 对数据及通道进行加密及优化处理, 进而汇总至业务系统, 总体实现现场作业数据的安全接入。信息安全接入架构图如图3所示。

3 关键业务和技术研究

3.1 配网抢修通信技术

当前, GSM /3G移动通信网络已完成组网和大面积覆盖, 北斗系统也面向亚太地区提供服务, 可运用GSM/3G和北斗通信技术为配网抢修工作提供可靠、实时、安全、可扩展的通信服务。系统以GSM /3G移动网络通信技术为主, 北斗短报文通信为辅, 为配网生产抢修提供全天候、无盲区的实时通信支持。

3.2 北斗导航定位技术

北斗系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统 (BDS) , 是继美国全球定位系统 (GPS) 和俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域, 产生显著的经济效益和社会效益。因此, 北斗系统可完全应用于配网抢修作业。

3.3 电力物联网技术

在国家电网公司的大力推动下, 电力物联网技术发展迅速。目前, 电力物联网是智能电网的重要技术支撑, 其在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量及用户交互等方面都发挥着巨大作用。电力物联网具有全面协同感知、互联互通、智能处理以及标准化统一应用及服务, 是实现电网智能化的根本保障, 也是实现“电力流、信息流、业务流”高度融合的主要手段。因此, 随着物联网技术在智能电网中的不断应用及高新技术的不断发展, 目前项目已具备物联网技术在配网抢修应用的研究条件。

3.4 数据支撑

配网抢修一体化作业的研究应用需配网设备的基础数据及业务数据作为支撑, 目前, 生产管理系统可以提供较完善的配网抢修基础数据及业务数据, 为项目的研究应用做好保障。项目主要难点如下:

(1) 当前, 现场抢修作业主要依靠移动网络通信与指挥中心进行交互, 由于配网设备分布范围广, 网络容易出现盲区, 需要相应的机制解决网络盲区和抢修通信不畅的问题。

解决思路:采用GSM/3G移动网络技术融合北斗通信技术, 利用北斗具有的双向通信特性, 以及全天候、不受天气和环境影响、基础网络设施依赖较少等优势, 实现配网抢修全天候的通信功能, 解决移动信号覆盖不到时, 出现抢修通信信息盲区, 提高现场抢修与指挥中心的实时通信能力。

(2) 目前, 基于电力物联网的移动端应用很多, 但可靠性高、易用性好、人机交互界面友好的移动端应用系统比较少, 还有待进一步研究。

解决思路:项目研究基于Android的配网抢修生产一体化作业系统, 系统采用先进的物联网技术, 研究复杂环境下北斗系统、网络通信以及配网抢修一体化技术, 结合Android系统的易用性、良好的人机界面, 实现移动端抢修作业的智能化、自动化, 改善移动端的抢修系统易用性不足、人机交互不友好、可靠性差等问题, 简化现场抢修过程, 提高现场工作效率。

(3) 基于物联网技术, 实现信息的安全接入方案还未完善, 需进一步完善, 保证信息安全。

解决思路:项目研究物联网安全接入模块, 采用高位加密算法对数据信息进行加密以防止信息泄露, 采用数字签名技术以提高物品和网络的认证技术, 采用数字鉴权技术识别可靠终端以保证信息提取的有效性, 针对重放攻击研究拥塞控制算法, 以此进一步完善信息安全接入方案, 保证信息安全。

4 系统建设情况

依据上述设计和技术研究, 笔者开发了基于物联网与北斗卫星定位技术的配网生产抢修一体化作业深化应用, 其功能架构如图4所示。

4.1 配网抢修一体化作业

研究配网抢修作业中, 抢修工单管理、现场两票、电网导航等应用, 实现对配网抢修的一体化管理, 完善配网抢修作业模式, 解决现场抢修效率低、速度慢等问题。

4.1.1 抢修工单管理

主要包含抢修工单查询、工单关联以及合并、工单拆分、重新派工、工单回退、接单派工、故障处理等。

(1) 抢修工单查询:提供抢修工单信息查询, 并以列表的形式显示。系统自动检测新工单的生成, 并可对抢修人员进行语音提示。

(2) 工单关联、合并:提供抢修工单之间建立关联、合并关系, 现场抢修人员需要将工单进行关联或者合并操作, 工单关联将选择的两条工单在业务上关联起来, 而工单合并是将子工单合并入主工单中, 多条工单合并为一条工单。

(3) 工单拆分:提供对已进行合并的工单从主工单中拆分出来。

(4) 预计修复时间查询:提供根据工单编号, 对此次抢修的预计修复时间记录进行查询的功能。

(5) 重新派工:主要是对已派工的工单进行重新派工, 重新派工过程需重新指定派出车辆、派出人员、派出时间、预计到达时间信息。当重新派工完成后, 故障抢修的派工信息发生更改。

(6) 工单回退:主要是对正在进行故障处理的抢修工单进行回退, 工单回退过程中必须反馈申请编号、回退节点、回退原因信息, 工单回退成功, 抢修工单即从故障处理流程节点回退到“回退节点”所选择的流程节点。

(7) 接单派工:主要完成对抢修工单的接单和派工操作, 现场抢修人员在进行故障处理之前, 必须进行接单、派工, 如果未进行接单派工, 则不能进行故障处理。

(8) 故障处理:主要完成故障处理操作, 并实时反馈现场抢修信息。抢修信息包括:故障原因、故障现象、到达现场时间、预计修复时间、恢复送电时间等。

4.1.2 现场两票管理

现场两票管理功能是利用工业级平板电脑的3G无线通信网络与服务器进行信息交互, 完成现场两票的开票和执行等工作。系统主要包括:操作票管理、工作票管理、现场数据融合、音频采集、车辆导航等功能。

(1) 操作票管理:包含现场操作票填写、审批、执行、归档和查询功能, 现场抢修人员可以在现场进行操作票填写, 并进行审批、执行, 完成后进行归档。也可以根据不同的条件对操作票进行综合查询。

(2) 工作票管理:包含工作票填写、签发、许可、结束、终结、评价、查询功能, 现场抢修人员可在现场根据工单填写工作票, 并进行签发、许可、完成后进行结束、终结、评价操作, 并提供根据不同条件的综合查询功能。

(3) 场数据融合:通过数据库无缝融合技术, 将现场操作票和工作票相关信息和语音多媒体资料自动归档到配电生产管理系统中, 实现对现场操作情况的备案。

(4) 音频采集:主要是对抢修人员执行操作票过程中的读票过程, 进行现场录音、压缩并保存, 上传到服务器上, 可对录音文件进行回放。

4.1.3 导航定位管理

实现基础功能、电网设备的查询、电网设备定位、电网设备路径导航等功能。

(1) 基础功能:基本的地图操作功能, 主要包括开图、全图、漫游、缩放、基于图形的查询和属性的查询, 并提供各种接口供其他模块调用, 用户可以通过此模块, 方便地查找各种设备以及设备所在区域周围的各种设备信息。

(2) 电网设备查询:通过属性查询、矩形查询、综合查询、一次设备信息、详细信息查询等方式对电网设备进行查询, 实现相应电力设备的详细信息展示。

(3) 电网设备定位及路径导航:通过属性查询、综合查询、详细信息方式对电网设备进行查询, 对查询设备可进行定位并在导航界面上高亮显示定位的设备, 进而实现导航路径规划的功能, 为用户提供多种可选择的详细规划路径。

4.2 配网抢修全天候安全通信技术

配网抢修通信技术主要基于GSM/3G移动网络和北斗系统实现全天候通信, 系统通信模式主要以G SM / 3G网络为主, 以北斗导航通信为辅, 同时结合国网安全接入平台, 保证通信安全传输。

4.2.1 数据交互通信

配网生产抢修的数据传输是整个系统的关键, 随着电力系统信息化的发展, 配网抢修各种需要实时通信的任务日益增多, 配网生产抢修中的语音、调度指令、多媒体数据、业务数据等数据都可以在统一的数字通信网传输。数据交互通信主要基于GSM /3G移动网络实现抢修数据的交互通信。

(1) 实时数据传输:实时数据指的是在线模式下、任务执行过程需要或其他在线功能中, 用户实时请求的、数据量较小的数据。此类数据的传输需要考虑两个方面的因素, 一个是数据传输的方式, 另一个是数据传输的格式。

(2) 多媒体数据传输:多媒体文件指的是包括音频、视频、图片等大文件类型的数据传输。考虑到这些数据包较大, 可采用目前已经相当成熟的FTP传输的方式来实现。

(3) 业务数据传输:业务数据传输主要基于实时数据传输, 实现对业务操作数据的实时上传和下发, 完善整个抢修操作流程。

4.2.2 应急抢修通信

通过增加对北斗导航模块独特功能的应用, 完善原有通信功能, 实现事故现场与应急指挥中心、调度中心间基于北斗短报文的应急信息的实时传递, 并据此制订基于北斗系统的配网应急抢修通信技术规范。

(1) 短报文指挥调度功能:基于北斗通信功能的短报文指挥调度界面, 显示所属各用户终端上传的短报文信息, 并对单个用户或用户群下发指挥调度信息及其他通播信息。可实现点对点通信、组播通信、实时短信接收、通信查询功能、预置电文等功能。

(2) 应急GIS信息平台功能:应急中心基于实时在线通信网络, 建立基于北斗系统的应急GIS信息平台、通信平台和GIS信息平台, 可以起到相辅相成的作用, 共同为现场抢险救援工作保驾护航。

4.2.3 网络安全通信

对于配网抢修的安全通信可采用如下几种方式实现网络数据安全性传输:

(1) 数据加密通道:客户端与后台服务之间的数据传输通道为SSL安全通道, 实现数据传输过程加密。基于SSL的安全通道是目前较安全的数据传输通道, 通道采用RSA算法交换密钥, 每次数据包交互传输使用的加密密钥均不一样, 可以保证数据传输具有高安全和高可靠性。

(2) 数据访问控制:平台根据终端用户身份, 与原应用系统自动建立用户身份对应关系, 按照原应用系统提供的角色和授权进行访问控制, 包括可访问的信息和应用操作权限。

(3) 数据库安全控制:管理后台数据库严格遵照安全规定, 定期进行密码更改。对于数据库内的存储数据, 按照策略进行控制, 基础展现内容只为权限管理的关键字段, 数据库管理员的所有操作日志、平台用户访问及数据变更日志都会进行日志记录, 便于进行安全审计。

(4) 安全记录功能:用户在使用移动应用时, 对于系统的各项操作, 都会以日志的形式保存在服务器上, 保证管理员可以查看以往的操作日志。

4.3 配网生产抢修可视化管控

配网抢修可视化管控是基于北斗系统、配网抢修通信以及配网GIS平台实现对配网生产抢修的可视化管控。

4.3.1 抢修定位监控

利用北斗系统获取当前抢修故障点位置, 可以实现抢修车辆和人员的定位、跟踪、轨迹回放以及移动终端运行监控等管理。

(1) 抢修定位:在系统中可以查看当前抢修车辆和设备的位置、状态等。

(2) 抢修跟踪:在系统中跟踪指定抢修车辆和移动设备路径、速度等, 可实现多终端同时跟踪。

(3) 轨迹回放:回放抢修车辆和移动终端在指定时间内活动记录, 在系统中保存车辆和终端的运行记录。

(4) 移动终端运行监控:在系统中对正在运行的移动进行监控, 发现故障可以及时处理。

4.3.2 抢修可视化管控

(1) 抢修信息实时上报:通过GSM/3G移动网络辅以北斗导航通信, 来完善配网抢修的通信工作。用户采用移动终端进行现场抢修作业, 实时将现场抢修状况、抢修进度以及抢修位置上传到配网抢修一体化系统中。

(2) 抢修GIS信息平台:基于实时在线通信网络建立抢修GIS信息平台, 为现场抢险救援工作保驾护航。GIS平台可显示应急救援现场详细地图、抢修人员、抢修车辆等分布信息;可根据应急现场需要生成导航路径;可根据北斗终端的定位信息显示不同抢修状态;可实现对地图进行放大、缩小、查看和距离量算等功能。

5 结束语

广电技术与卫星应用 篇9

蒋兴伟博士主编的《海洋动力环境卫星基础理论与工程应用》, 于2014年由海洋出版社出版。该书无论从海洋遥感信息探测机理、工程实践和数据服务等方面, 还是从全球海洋观测系统能力建设方面, 都可堪称是一部前沿、开拓创新和应用服务的力作, 同时又是一项十分可贵的重大成果。在这本专著中, 作者为我国的海洋动力环境卫星的发展做出了艰苦的努力, 针对我国自主技术条件, 在主被动微波载荷的需求与指标、精密定轨方案、数据处理技术和产品应用方面进行了研究和论证, 组织了工程实施, 实现了工程的总体目标, 取得了一系列的创新研究成果, 为我国的海洋强国提供了强大的技术支撑。

本书分为4篇。第1篇介绍HY-2A卫星遥感基础理论, 包括雷达高度计、微波散射计和微波辐射计的观测原理;第2篇介绍HY-2A卫星工程, 包括卫星系统组成、工作原理、运行轨道和系统指标, 以及地面系统组成、主要任务、功能和技术指标;第3篇介绍HY-2A卫星的工程实施, 包括卫星系统、地面系统和精密定轨系统的实施方案;第4篇介绍HY-2A卫星数据的具体应用。本书内容丰富, 既有海洋现象的遥感成像机理和解读, 也有工程实现的方案和技术, 是对整个HY-2A卫星工程的很好的总结, 是广大海洋遥感工作者必不可少的珍贵资料。

在过去的20多年中, 海洋观测卫星在数量和种类上都有了很大的发展。这种发展结合了越来越多的国家发射海洋卫星, 极大地加深了我们对海洋和大气特性的了解。随着我国第一颗海洋动力环境 (HY-2A) 卫星的上天, 高度计的测高在我国实现了厘米量级的海洋高度测量;散射计海面测风实现了我国自主卫星的全年热带风暴的全部实况观测;被动微波辐射计的上天, 提供了不受云影响的海面温度的观测, 这些都是海洋动力环境卫星带来的重大进展, 也是我国海洋卫星的里程碑式的工作。

海事卫星宽带技术航空应用探析 篇10

自从海事卫星(Inmarsat)在1990年初提供第一个航空卫星通信系统以来.其航空通信业务一直在不断发展。目前,海事卫星航空通信系统为飞行在世界各地的飞机提供双向话音、传真、数据和互联网接入服务。如今,海事卫星新的全球宽带系统已经开始在空中提供接入服务,从过去只能以每秒几千比特的速率来进行话音与低速数据通信,发展到现在能够提供几百千比特到几兆比特的链路,各种新的业务与应用不断出现,乘客在飞机上实现电话通信和互联网接入已经不再是一个梦想。

二、海事卫星通信系统

国际海事卫星组织成立于1979年,海事卫星从第一代演进至如今的第四代,已成为世界上惟一能为海、陆、空三大领域提供全球、全时、全天候公众通信和遇险安全通信服务的机构。海事卫星航空通信系统主要由三部分组成:卫星、地面站和机载卫星通信终端。如图1所示。

第四代海事卫星采用三颗高轨道地球同步卫星,卫星与机载终端间使用L波段进行通信,发射频率为1525Hz～1559Hz,接收频率为1626.5Hz～1660.5Hz,该频段具有很强的抗雨雪衰减的能力,被称为通信的“黄金频段”。

地面站由抛物面天线、射频系统与信道终端设备、控制与信号处理设备等组成。地面站提供卫星网络与全球电信网、互联网之间的系统连接。地面站与卫星之间使用C波段4～6GHz频率进行通信。来自地面诸如空中交通管制中心、航空公司总部等机构的通信服务是经由地面站,通过现有公众电话网络和互联网接续至飞机。地面站是卫星和陆地网络通信的关键节点,负责处理机载航空终端的业务申请、交换,分配用户资源,容量等,提供语音、数据通信业务的建立。

航空宽带卫星终端接收和处理来自卫星的射频信号并将其发送,卫星终端与各种机载系统、外围通信设备或网络设备相连接,使用基于标准IP协议的宽带业务,建立起飞行中的通信系统,为驾驶舱和客舱提供语音、数据接入服务以及安全通信服务。

三、海事卫星宽带网络航空应用的技术特点

海事卫星航空宽带网络技术与3G技术相融合,可提供高速的数据服务,首次将陆地IP通信网、移动3G网中的丰富应用延伸到空中服务,并可根据航空领域不同需求,提供个性化的定制服务。

(1)海事卫星是惟一提供航空全球覆盖、双向电话、数据、传真、多媒体公众通信服务及遇险安全通信服务的移动卫星通信网络。

第四代海事卫星每颗卫星支持1个全球波束、19个区域宽点波束,193个窄点波束。每个窄点波束一般可容纳6～8个信道.最多25个信道。每个信道频宽200kHz,可支持492kb/s传输速率。单颗卫星信道总数可达630个,信道可按照实际需要实现在不同窄点波束下的动态调配,有效地保障了飞机上不同应用服务的通信需求。

(2)海事卫星数字IP通信技术的发展,使航空通信跨入了互联网时代,满足了人们基于网络的各种应用需求。

海事卫星宽带系统采用了分组交换技术,并引入公网3G标准,在适应移动卫星通信特点进行专用功能开发的同时,更注重符合RFC2865,RFC2866标准及WCDMA3GPP等3G标准。其地面站的设计借鉴了陆地移动3G通信网的标准,在核心网上分为电路交换域和分组交换域两部分。电路交换域支持传统的电路语音、ISDN等传统海事卫星业务,同时增加了短信业务;分组交换域支持提供标准IP业务和6个等级的流媒体IP业务。其中标准IP业务主要为典型TCP/IP应用设计,如网页浏览,电子邮件、FTP、即时通信等,此业务设计为共享卫星信道,通信闲时高速率,通信忙时低速率,并根据终端产生的IP流量收费,这就大幅度提高了对频率资源的利用率,有效地降低了通信成本。而流媒体IP业务主要应用在对带宽,延时有较高质量要求的情况下,比如视频传输、视频会议,大容量文件传输等UDP应用。此业务设计为独享卫星信道带宽,并可提供从卫星到陆地接续网络的全程QoS保证,从而确保用户通信带宽和质量。IP业务信道分配的示意图如图2所示。

(3)海事卫星宽带通信技术的发展,使空地链路具备了可以承载更大流量的能力,使得航空通信服务的内容得以极大丰富。

海事卫星宽带网络采用特有的TCP PEP加速技术,用于解决卫星网络环境中因长时延、高误码率和非对称信道带宽等因素所导致的TCP传输性能低下问题。通过TCP PEP可使上传速率提升70%,在某些格式的文件传输中甚至高达300%,针对小数据量、间断发送的数据传输效果明显,如电子邮件。此外,为满足在飞行途中对高速互联网接入的需求,还可在地面接续系统中部署软,硬件产品,通过压缩技术将传统IP数据包变小后进行传输,从而实现了提高传输速度的目的。这就意味着乘客在旅途中,可以在更短的时间内发送或接收更多的数据信息,保证其在最短的时间内完成数据通信的需求。

(4)海事卫星宽带网络的全IP化、与陆地互联网一致的全球统一的接口标准是海事卫星航空宽带终端满足不同国家、不同应用的关键。

通用移动通信系统(UMTS)是国际标准化组织制定的全球3G标准之一,是应用于陆地通信的3G网络协议,不能直接应用在海事卫星宽带网络中,需要对UMTS协议做一些调整。海事卫星航空宽带网络仍然采用3GPP移动通信技术标准网络结构,包括核心网(CN)、无线接入网(RNC)和用户终端(UE)三部分。在网络结构不变的同时,海事卫星航空宽带非接入层协议与UMTS也保持一致。只是在无线接入网和用户终端之间的Uu接口接入层协议,使用了海事卫星专用的IAI-2接口协议代替了原有的WCDMA协议,以更好地适应卫星链路的需要。核心网和无线接入网之间的lu接口保持不变。

四、海事卫星宽带技术在航空通信领域的应用解决方案

现代科技的进步使卫星通信终端的体积越来越小,使各种机型的飞机安装使用更加方便。从驾驶舱到客舱,从飞行员到乘客,航空领域使用海事卫星宽带通信服务有了更多选择。航空宽带卫星通信系统的应用主要有以下四个方面:

1. 安全通信应用

安全问题从来都是航空业中优先级最高的议题。2009年法航AF447航班空难和2010年4月冰岛火山灰事件,使得航空业内对航空安全通信数据链的高效传输需求更加迫切,而飞行数据的实时采集以及飞机上的卫星数据通信链系统变得至关重要。海事卫星传统航空业务(Aero-H/I/L/H+)是国际民航组织(ICAO)批准的全球惟一的基于卫星通信的航空安全通信系统。现阶段,国际海事卫星组织正在努力争取尽早在航空宽带上实现安全通信服务,并将提供更高的网络容量和使用效率。中期目标是加强飞机飞行时重要数据的实时传输能力,如飞机的运行状态、飞行任务的进展情况以及与航空器运行相关的重要信息的传输;长期目标则是在航空宽带上实现大数据量的传输.满足驾驶舱安全服务和客舱乘客通信与娱乐的多种应用,方便飞行管理和客舱人员的使用。

目前,海事卫星航空宽带机载终端使用高、中增益的天线类型,以满足跨洋飞行的要求。ARINC781卫星通信体系架构提供了机载设备升级的可能性。国际海事卫星组织也计划通过航空宽带的IP数据通信能力以支持未来航空导航系统(FANS)的使用。

2. 客舱公众应用

2005年初,美国波音公司和德国汉莎航空公司宣布联手推出了空中无线宽带上网服务,使乘客能在飞机上浏览互联网和收发电子邮件。空客公司在2005年9月20日宣布推出全球首个客舱“无线网络系统”,乘客可以像在地面上一样,自由地在飞机浏览网页、收发电子邮件、IP电话。面向乘客的机载移动通信和无线互联网通信等客舱内的无线网络系统,已成为航空公司的迫切需求。在乘客旅行过程中,向旅客提供高效率的机上娱乐设施客舱服务,已经变成航空公司运营不可或缺的一部分。

基于海事卫星宽带技术搭建的客舱无线网络系统,就是把各种无线应用方式都集成到飞机电子体系架构中的一种技术系统。它使乘客可以在飞机上打电话和上网,而不用顾及是否会干扰飞机的飞行。

3. GSM客舱应用

通过海事卫星网络接入,实现在飞机上GSM手机通信,可由下述方案实现:机载卫星通信系统控制面板由乘务人员监控;航空宽带终端包括天线、低噪放和机舱卫星数据单元:配置单元模块负责系统控制、与其他系统交联接口、数据库储存;机载GSM基站用于收发信号、控制手机发射功率;机上控制模块产生白噪声隔离手机与地面GSM基站的通信,确保手机接入机载GSM基站;天线耦合单元将机载基站和航空宽带终端的射频单元信号进行合路;用于互联的漏波天线贯穿客舱天花板上方,发射射频信号;无线接入点可为具有Wi-Fi功能的终端或智能手机提供无线通信连接。图5为机载GSM卫星通信系统解决方案示意图。

4. 航空公司飞行管理应用

从驾驶舱到客舱,从旅客到飞行员,海事卫星航空宽带通信系统可以提供一套完整的卫星通信应用解决方案。即将话音、数据、飞行数据、航空天气预报、以及更多的所有的管理内容都集成在一个包。其中包括:起飞前的申报和许可;机场各航站楼的数字信息服务;为飞行员提供航站楼气象信息:指定起飞和降落时间:位置报告;飞行计划;电子邮件,无线设备和互联网的短信服务。

五、结束语

应用于航空通信领域的海事卫星经历了连续20多年的良性发展,通信系统具有全球覆盖广、可靠性高、高带宽、移动性强,使用灵活方便等特点。海事卫星航空宽带的高安全性和高效率适应航空通信未来发展的方向。航空宽带使用单一、紧凑的卫星通信系统,适用于各种类型的飞机,在为航空运输业安全、生产、管理带来更大便利和更高效益的同时,也使公众通信服务延伸到了空中这一最后的角落。

摘要：本文介绍了海事卫星航空通信系统的组成,分析了海事卫星宽带网络系统的技术特点,探讨了海事卫星宽带技术在航空安全通信服务、客舱通信服务、GSM客舱服务、航空飞行管理等领域的技术应用,对海事卫星宽带技术在航空领域的发展前景进行了展望。

关键词：海事卫星,宽带技术,航空应用

参考文献

广电技术与卫星应用 篇11

【关键词】卫星通信；3G 算法

0.引言

3G是一个全球无缝覆盖，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图与电视图像等，传输速率高达2MBITS，带宽在2MHZ以上，是一种真正的“宽频多媒体全球数字移动电话技术”。

卫星移动通信系统是实现无通信盲区，全面覆盖地域、空域，达到全球无缝覆盖的关键手段。为了真正实现全球通信，卫星通信系统是3G不可替代的重要组成部分。

在卫星移动通信中主要采用CDMA多址接入方式，由于CDMA存在多址干扰（MAI）这成为决定系统容量的关键因素。为了使卫星移动通信系统与3一有效地整合互联，需要找到消除MAI的有效方法，这对有限的卫星转发器频率资源相当重要。

1.卫星移动通信系统

卫星移动通信系统是指提供卫星移动业务的通信系统，其典型特征是利用卫星作中继站向用户提供移动业务，因此卫星移动通信实际上是传统的固定卫星通信与移动通信结合的产物。从表现形式来看，它既是一个提供移动业务的卫星通信系统，又是一个采用卫星作中继站的移动通信系统。

在一个综合网络中，卫星移动通信系统的特有优势在于：

*可以实现全球完整、连续的覆盖。

*可能作为地面蜂窝网业务覆盖区域的扩展。

*因有的动态信道分配技术可以解决特殊场合到不可取代的应急通信作用。

*系统的建立对于军民结合、平战结合、满足军事通信特殊需要等具有战略意义。

*卫星移动通信系统是3G的有效补充，在下一代移动通信系统中，移动卫星网作为一个分系统同样是不可缺少的。

1.1多址访问方式

卫星通过通信的一个基本特点是：处在一颗通信卫星波束覆盖区内的所有地球站都能从卫星接收信号，也都能向恒星发射信号，即具有多址访问能力或者多点对多点的通信能力。多址访问能力是卫星通信的一个独特的优点，但如果对地球站访问卫星的能力不加任何限制，则可能会使优点变成缺点。多个地球站同时以相同方式访问卫星，会在卫星上发生信号碰撞，造成这些信号都不能被 正确接收，因此必须控制地球站对卫星的访问，使不同地球站发射的信号不会在卫星在完全重叠（包括时间、空间、频率和编码等方面），同时，又能让接收地球站从卫星转发来的所有信号中识别出发给本站的信号。不同的控制策略构成了不同的多址访问方式。

卫星通信中的多址方式类似于地面移动通信中的多址方式，主要有TDMA、FDMA CDMA以及SDMA。

1.2 CDMA在卫星移动通信中的应用

*在通信系统中，CDMA应用主要有如下优点：

*宽带传输，抗多径衰落性能好。

*信号频谱的扩展和相关接收具有较好的信号隐蔽性和保护性，抗干扰能力强。

*允许共覆盖的多系统 多卫星同频操作，无需系统间协调，抗地面同频通信系统的干扰。

*有扩频增益，允许相邻波束使用相同频率，频率复用能力强。

*容量没有硬限制，增加用户会影响性能，但不会遭到拒绝。

*能充分利用话音激活提高容量，具有软切换功能。

由于CDMA的独特优点，在移动通信中得到了日前广泛的应用。

2.系统之间融合互联的关键技术

作为3G的接入方式，与FDMA和TDMA方式相比，CDMA更适合于通信容量小而又要求对多个地球站进行通信的系统（如军事应用，飞机和舰艇通信等），且在抗干扰、保密性隐蔽性、灵活性以及抗频率选择性衰落等方面上人独特的优点。

卫星移动通信中可以使用CDMA的接入方式，在实际系统中，码间干扰（ISI）、同频道干扰（CCI）以及系统中强信号对弱信号的抵制（远近效应）成为CDMA系统必然存在的败类主要干扰。CCI制约着系统的容量ISI制约着通信的速率。对ISI的抵制可以采用均衡或分集技术，而抑制CCI需采用多用户检测技术。

2.1 MAI的抑制

CCI人产生是由一用户之间的相互干扰，也称为MAI。MAI来源包括同小区外的移动台、其他无线电通信系统等 ，其中主要的两种干扰是采用同一组频率的小区内信号之间的同频干扰和来自相邻小区信号的邻频干扰。CDMA系统的主要缺陷就是由MAI带来的容量限制。

传统的检测方式如匹配滤波器采用单入单出检测方式，不能充分地利用用户信息，而将MAI看作是高斯白噪声，大大降低了系统容量。传统的匹配滤波接收机或相关接收机存在的主要问题现在以下方面。

干扰底限：由于干扰信号与期望信号不完全正交，所以期望用户的匹配滤波器输出中含有MAI，即使接收机热噪声电平趋于零，由于MAIR 存在，匹配滤波接收机的错误概率也会表现出非零的下界，使得相关接收机很难达到低误码率。

远近问题：由于MAI的存在，如果干扰用户比期望用户距基站更近，干扰用户在基站的接收功率就会比期望用户大的多，扩频序列与干扰之间的相关就可能比与期望用户信号之间的相关大，于是传统的相关接收机的输出中MAI分量就可能很严重，期望用户信号甚至可能淹没在干扰信号中。

由此可见，抑制MAI可以有效地提高通信质量。

2.2 MUD技术

可以看出，更好的接收算法应该是对多个用户的联合检测。MUD的基本思想就是充分利用扩频码的已知结构信息，在通常的CDMA中将多径干扰与MAI看作等效于白噪声的无用信息来处理。这是一种消极的处理方法，实际上不论多径干扰还是MAI，本质上并不是纯粹无用的白噪声，而是有着很强规律性的伪随机序列信号。如果用户与各条路径间的相关函数都是已知的，从理论上看，完全有可能利用这些伪随机的已知结构信息和统计信息来进一步消除它所带来的负面影响，同时消除、削弱多址、多径干扰以及远近效应，从而实现提高系统容量性能的目的。MUD技术的应用使CDMA系统的优越性更加明显，成为3G 提高系统容量性能的目的关键技术之一。

单纯的MUD技术的研究应用已经不能更好地提高系统的性能，将MUD技也其他技术相结合成为目前更为广泛的研究方向。

与智能天线的结合

结合智能天线得到的空域信息，将MUD技术推广到窠进领域。由于空间信息的引入大大增加了检测器的输入信噪比，并且使得MUD可以应用到过载系统，即小区实际用户数可以多于用于区分用户的扩频序列数，这样进一步提高了系统容量。

多载波技术的结合

多载波技术能有效地克服衰落信道引起的符号间串扰，因此将MUD引入到多载波CDMA系统，研究频域与码二维信号处理技术，能够大大提高系统的抗干扰能力。

编译码相结合

由于MUD输出信号将进入译码单元，如果将译码与MUD结合考虑，相互作用，会大大改善检测性能，提高系统容量。

3.结束语

广播电视卫星直播应用技术探讨 篇12

1 广播电视卫星直播应用技术的基本形式

广播电视卫星直播技术, 有一个逐渐发展的历程。以往的卫星电视直播技术, 称之为分配式卫星直播技术。该技术先将节目信号传输至卫星, 再以c波段卫星作为中转站将节目信号传输至各地方电视台、有线电视网, 后两者通过电视网络构架最后将电视节目呈现给观众。这种方式的信号质量因为传输过程环节较多, 所以信息具有一定的延迟性, 信号的质量、节目的视觉效果也相对较差。经过进一步发展, 卫星电视直播技术进入了直播时代。用户不需要通过各地方电视台等环节, 而是可以使用蝶形天线接收卫星信号, 直接接收卫星电视节目。直播电视通过数字解压压缩技术, 先将节目压缩为数字信号等形式, 再将之传输到卫星上, 地面接收端在接受到数字信号时可以将其还原, 然后传输到电视接收机上直接进行观看。整个过程中都是以数字信号形态进行传导的, 由于数字信号的容量很大, 同时信号的传输过程损耗极小, 因而具备极高的传输能力。如KU频段电视直播卫星, 可以同时上传280套电视节目。在保证了传输速度的基础上, 同时也能有效保障信号质量, 对我国的广播电视发展起到了重要作用。

2 我国广播电视卫星直播应用技术目前的发展现状及应用中的一些问题

卫星电视具备多方面的明显优势, 如卫星信号的发射频率高, 覆盖功率大等特点, 不仅可以提高广播电视节目的信号传输速度, 同时可以增加覆盖面, 极大改变了传统地波传导信号的信号量不足, 信号质量较差, 信号覆盖面狭窄的缺陷。因而, 卫星电视自问世以来, 得到了广泛的运用。通过卫星直播技术的应用, 可以提供高数量、高质量的电视节目, 让人们获得更高水平的节目享受, 提高了人们的生活品质, 也为实现村村通事业的发展提供了行之有效的手段。

由于我国电视卫星直播应用技术还有许多待完善的地方, 应用过程中也出现了一些问题, 阻碍了广播电视卫星直播的进一步发展。1) 应对恶劣天气干扰能力不足。在恶劣气象环境下, 如暴雨, 大雪等天气, 由于信号的传输被影响, 使得电视节目的信号质量较差, 节目画面模糊不清, 观赏体验很差。2) 城市化过程中, 高层建筑影响了信号的传输, 对此尚无有效的解决方法。由于卫星直播的信号传输是直波形式, 城市建设中高层建筑的遮挡作用会使信号的传输受到很强的阻碍, 对电视节目的质量形成不利影响。3) 直播技术使得电视节目来源固定, 本土文化气息被削弱, 不利于本地特色文化产业的发展, 同时也就使得各种特色文化之间的互动交流受到限制。

瑕不掩瑜, 广播电视卫星直播技术虽然仍旧有许多技术方面的问题有待完善, 但是其成本消耗低, 安装简易方便, 电视节目信号质量较好, 可算物美价廉, 在村村通建设事业中发挥了重要的作用。与此同时, 也为我国的辽阔地域上的人们提供了一种很重要的信息渠道。

3 卫星直播技术应用于广播电视事业

目前, 卫星直播技术在村村通事业中得到了广泛应用, 国家对相关项目内容也做出了明确的要求, 对卫星直播技术的改进和完善有着重要的指导作用。

3.1 建立节目平台

卫星直播技术应用的第一步是节目平台的建立, 作为电视节目传输的前端, 它有着十分重要的作用, 电视节目的集成和播出, 是以节目平台作为基础的。建立节目平台需要通过多个系统来完成, 其中主要包括节目源采集和编码复用等内容, 通过将节目源信号进行特定的处理, 并利用编码复用技术进行解码完成节目采集, 例如我国的卫星直播技术, 视频动态编码设置为500Kbps~10Mbps, 在这一波段能将节目进行处理和编辑, 进而将广播电视节目提供给接受群体。此外, 为保证充分发挥出广播电视卫星直播应用技术的功效, 进一步发展完善我国卫星直播技术, 为广大观众群体提供更方便的操作方式和多种选择模式, 我国相关部门对卫星直播技术发展重点也做了指导性规定, 要求积极发展机顶盒业务。通过机顶盒业务的发展, 可以简化卫星电视的操作流程, 采用跨越性的检索方式让观众可以根据自己的个人兴趣爱好更为方便的查找和收看电视节目, 有利于建设个性化的广播电视服务, 对卫星广播电视有效发挥信息传递媒介的作用起到推动作用。

3.2 卫星直播信号传输

卫星传播技术是目前我国广播电视迫切需要发展改进的技术。我国广播电视事业的发展, 前期通过学习借鉴国外的发展经验, 取得了突飞猛进的成果。但是, 随着广播电视行业的发展, 核心技术的发展和自主知识产权的保护成为我国广播电视产业发展的制约因素。卫星直播信号传输过程中, 我们要掌握发展民族卫星技术产业, 加强我国卫星技术的科研开发能力和创新能力, 研发具备自主知识产权的国际先进水平的核心技术。要求在具备准确传输信号的同时, 达到并超越国际ABS-S标准。以确保卫星传输信号可以应对各种不利环境因素的干扰, 快速稳定传输到电视接收端, 使观众获得更加优质的广播电视节目。卫星信号传输过程的技术研发, 可以军民两用, 对我国军事技术的高科技化发展也会起到促进作用。

3.3 卫星信号接收技术应用

1) 保障信号接收的安全性。卫星信号接收的过程中, 会有干扰信号安全的诸多因素, 为了保障卫星广播电视的安全性能, 对机顶盒的技术提出了一定的要求。村村通使用的机顶盒要求具备屏蔽标准方式以外的解调功能, 让一些不利因素趁机而入, 对我国的广播电视卫星直播的安全性形成威胁。运用这种方式, 不仅可以提高直播信号的质量, 还能够对广播电视节目的安全播放提供保障。对我国卫星直播技术的应用起到积极的作用。2) 视频和音频的接受, 与节目平台的建立采用同一标准, 使用主级和第Ⅱ编码。3) 前期机顶盒使用透明式传输方式可以起到快速接收和成本控制的作用。此过程中, 为防止冗杂信号干扰, 保证信号质量和信号安全, 应当采用一体化变频器对设备功能进行调整和优化。4) 综合考虑天气等因素对信号接收的影响。如结合实际天气情况, 对天线接收口径进行调整, 控制可用度在合理的范围之内, 以保证卫星信号良好的接收, 保障卫星直播电视节目的质量。

4 结论

广播电视卫星直播技术应用于社会生活中, 可以有效发挥电视作为重要信息传媒工具的作用, 促进我国广播电视事业的发展和推进社会精神文明建设, 弥补偏远地区信息传递方式落后的局限性。有效推广广播电视卫星直播技术应用, 改进完善应用过程中发现的不足, 对我国社会发展具备深远意义。

参考文献

[1]那孜力汗·斯拉木.关于我国广播电视卫星直播应用技术的探究[J].科技传播, 2015, 21:91, 88.