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摘要：分析了將自主衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用于海上通信的必要性，以及我國(guó)海上衛(wèi)星通信應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題；提出了自主衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在海上通信的應(yīng)用解決方案，并對(duì)自主衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在海上通信應(yīng)用的重要性進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星移動(dòng)通信；海上通信；自主衛(wèi)星；海洋應(yīng)用

1引言

我國(guó)是一個(gè)瀕海大國(guó)，東南兩面臨海，渤海、黃海、東海和南海四大海域總面積350萬(wàn)平方公里，大陸海岸線長(zhǎng)達(dá)18000多公里，港灣眾多、島嶼密布。因此，開展海洋信息化建設(shè)，進(jìn)行對(duì)海洋資源的保護(hù)、開發(fā)以及高效管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，一直是我國(guó)各級(jí)海洋主管部門的主要任務(wù)。由于海洋環(huán)境的特殊性，海上遠(yuǎn)程通訊、高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸手段已成為制約海洋信息化建設(shè)的主要技術(shù)瓶頸。而衛(wèi)星移動(dòng)通信由于運(yùn)行穩(wěn)定、干擾少、組網(wǎng)靈活、通信成本與距離無(wú)關(guān)、可提供不受地理環(huán)境限制的廣域覆蓋等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有效的海上通信手段。“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是我國(guó)自主建設(shè)的第一代大容量GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用多波束覆蓋我國(guó)領(lǐng)土和領(lǐng)海，可提供話音、短信、傳真、數(shù)據(jù)和圖像等多種業(yè)務(wù)，具有資源自主可控、全天候服務(wù)、無(wú)通信盲區(qū)、傳輸安全可靠、設(shè)施抗毀性高、與公共網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、適合支柱行業(yè)和政府機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部門應(yīng)用等特性，在應(yīng)急通信、海上通信和普遍服務(wù)等方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。因此，有必要推進(jìn)“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在國(guó)家海洋領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅可以完善國(guó)家海洋信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，還可以提高國(guó)家在海洋行業(yè)的信息獲取能力，推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。

2應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)自主研發(fā)、針對(duì)車載、船載和機(jī)載等中小型平臺(tái)和個(gè)人移動(dòng)通信設(shè)計(jì)的第一代衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)尚未開通，長(zhǎng)期以來(lái)主要通過(guò)Inmarsat系統(tǒng)的衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)以及國(guó)內(nèi)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文業(yè)務(wù)來(lái)滿足我國(guó)海上衛(wèi)星移動(dòng)通信的需求，并在海洋應(yīng)急救援、海洋防災(zāi)減災(zāi)、漁業(yè)管理、目標(biāo)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用等方面發(fā)揮了重要作用。

（1）Inmarsat系統(tǒng)

自1979年成立至今，國(guó)際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）技術(shù)不斷革新和演進(jìn)，目前已經(jīng)發(fā)展至第五代系統(tǒng)，并成為世界上唯一能為海、陸、空各行業(yè)用戶提供全球化、全天候、全方位衛(wèi)星移動(dòng)公眾通信和海上遇險(xiǎn)安全通信服務(wù)的通信系統(tǒng)。Inmarsat目前擁有并運(yùn)營(yíng)著全球龐大的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)之一，運(yùn)營(yíng)著13顆同步軌道衛(wèi)星，可以向南極、北極83°以內(nèi)的區(qū)域提供電話、傳真、寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和海上遇險(xiǎn)與安全通信，為50萬(wàn)臺(tái)衛(wèi)星終端提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用。目前，主用的第四代系統(tǒng)有4顆衛(wèi)星（第4顆為備份衛(wèi)星），可以提供全球?qū)拵Ь钟蚓W(wǎng)（BGAN）業(yè)務(wù)，可支持用戶最高數(shù)據(jù)速率達(dá)到492kbit/s。第五代系統(tǒng)（Inmarsat-5）已于2015年8月完成部署，利用3顆Ka衛(wèi)星組成全球高速（GlobalXpress）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可提供下行50Mbit/s、上行5Mbit/s的高速數(shù)據(jù)傳輸。雖然覆蓋范圍大，但I(xiàn)nmarsat系統(tǒng)為國(guó)外建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，其衛(wèi)星終端和通信資費(fèi)都較為昂貴，且衛(wèi)星資源受制于國(guó)外，漁船通信等敏感數(shù)據(jù)的安全性難以保障，給我國(guó)戰(zhàn)略和信息安全帶來(lái)嚴(yán)重隱患。

（2）“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行建立、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前已對(duì)包括我國(guó)本土在內(nèi)的東南亞地區(qū)實(shí)現(xiàn)全覆蓋，后續(xù)將于2020年完成全球覆蓋。“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備具有適裝性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類船載平臺(tái)，提供授時(shí)、定位、導(dǎo)航和短報(bào)文服務(wù)。但由于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不是專為通信設(shè)計(jì)，其通信能力較弱且系統(tǒng)容量受限，不能支持話音和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，難以滿足海上通信對(duì)話音、數(shù)據(jù)和視頻等綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用和傳輸需求。

（3）自主衛(wèi)星移動(dòng)通信

“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是我國(guó)自主研制的第一代大容量地球同步軌道移動(dòng)通信系統(tǒng)，系統(tǒng)以保證針對(duì)個(gè)人和車輛、飛機(jī)、船舶等移動(dòng)平臺(tái)的話音、短信、傳真、數(shù)據(jù)、視頻回傳等中低速移動(dòng)通信業(yè)務(wù)為主，可提供直接面向各行業(yè)指揮中心和個(gè)人、全天候的移動(dòng)通信服務(wù)。“天通一號(hào)”系統(tǒng)01星已于2016年8月6日發(fā)射成功，目前地面應(yīng)用系統(tǒng)已完成部署，即將正式提供服務(wù)，屆時(shí)將成為用戶容量不少于100萬(wàn)，服務(wù)范圍包括國(guó)土及周邊、太平洋及印度洋大部分海域的區(qū)域性衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，為政府、軍隊(duì)、行業(yè)、公眾等領(lǐng)域提供自主可控的移動(dòng)通信服務(wù)。根據(jù)規(guī)劃，“天通一號(hào)”02星和03星將分別在01星東西兩側(cè)部署，形成對(duì)太平洋中東部、印度洋海域及“一帶一路”區(qū)域的常態(tài)化覆蓋，將進(jìn)一步擴(kuò)充海上通信的可使用區(qū)域。“天通一號(hào)”衛(wèi)星星上采用透明轉(zhuǎn)發(fā)方式，系統(tǒng)支持星狀組網(wǎng)，即用戶終端通過(guò)信關(guān)站以單跳方式訪問(wèn)地面網(wǎng)絡(luò)，以雙跳方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶終端之間的通信，并能夠與地面PSTN、PLMN、Internet、行業(yè)專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端主要有手持型、便攜型、車載型、數(shù)據(jù)采集型、壁掛型、背夾型等多種形態(tài)，根據(jù)應(yīng)用需求支持1.2~384kbit/s速率分檔可變的話音、數(shù)據(jù)和短信等多種業(yè)務(wù)和定位功能，可廣泛用于不同行業(yè)和業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

3應(yīng)用解決方案

3.1海洋綜合信息服務(wù)系統(tǒng)

針對(duì)海洋信息化建設(shè)的綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，集成“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)，利用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)融合構(gòu)建一個(gè)海洋綜合信息服務(wù)系統(tǒng)，形成覆蓋天、地、海的立體化、大區(qū)域的一體化通信網(wǎng)絡(luò)。海洋綜合信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)主要由天通移動(dòng)通信衛(wèi)星、北斗定位衛(wèi)星、民用信關(guān)站、船載終端、浮標(biāo)終端和海洋綜合信息服務(wù)中心等幾部分構(gòu)成（見圖1）。該系統(tǒng)利用衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)一體化的傳輸與路由、接入與控制、運(yùn)維與管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了船與岸、船與船之間話音、短信、數(shù)據(jù)、視頻回傳、船舶位置管理、警報(bào)/預(yù)警等多樣化業(yè)務(wù)信息傳輸與綜合服務(wù)應(yīng)用，可滿足海洋船舶、海洋氣象、海洋水文監(jiān)控以及海上應(yīng)急救援、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域的使用需求。海洋綜合信息服務(wù)系統(tǒng)還可以通過(guò)民用信關(guān)站與其它通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和融合，如實(shí)現(xiàn)“天通一號(hào)”系統(tǒng)與地面PLMN、PSTN、Internet網(wǎng)的互聯(lián)互通，為用戶提供更多增值服務(wù)。

3.2應(yīng)用方案

目前，“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在海上通信領(lǐng)域的應(yīng)用主要有五大類業(yè)務(wù)。

（1）位置跟蹤和管理服務(wù)

位置跟蹤和管理服務(wù)是實(shí)現(xiàn)船舶實(shí)時(shí)航線追蹤、提升航行安全的重要手段。船舶或海洋浮標(biāo)終端利用北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)產(chǎn)生自身精確的定位信息，并將當(dāng)前的定位信息通過(guò)衛(wèi)星鏈路自動(dòng)、連續(xù)地發(fā)送到民用信關(guān)站業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的位置服務(wù)器，海洋信息服務(wù)中心等管理部門內(nèi)設(shè)置位置跟蹤應(yīng)用管理平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)與位置服務(wù)器進(jìn)行信息交互，提取所屬用戶的位置信息并進(jìn)行越界監(jiān)測(cè)、軌跡管理等后續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用，為管理部門的交通管理、緊急救援等任務(wù)提供決策支持，位置跟蹤和管理應(yīng)用如圖2所示。此外，海洋信息服務(wù)中心等管理部門還可通過(guò)位置跟蹤應(yīng)用管理平臺(tái)，主動(dòng)查詢所管理船載終端的位置信息，船載終端接收到位置查詢命令后，會(huì)即時(shí)上報(bào)目前所處的位置信息。

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)

在航行過(guò)程中，船舶可通過(guò)船載終端將自身的船位、航速、航向、船名、識(shí)別碼、目的港、載貨種類、航次和安全狀態(tài)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息通過(guò)衛(wèi)星通信鏈路傳輸?shù)胶Ｑ笮畔⒎?wù)中心等管理部門，實(shí)現(xiàn)航行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)下傳。具體實(shí)現(xiàn)可通過(guò)VPN專線構(gòu)建虛擬子網(wǎng)，從信關(guān)站核心網(wǎng)直接將航行數(shù)據(jù)路由到海洋信息服務(wù)中心，以保證航行數(shù)據(jù)安全性和業(yè)務(wù)使用便捷性。同時(shí)，船上乘客或船員還可以通過(guò)衛(wèi)星鏈接和信關(guān)站接入到地面Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入和郵件收發(fā)等應(yīng)用，數(shù)據(jù)通信應(yīng)用如圖3所示。

（3）視頻回傳服務(wù)

“天通一號(hào)”系統(tǒng)還為海上通信提供了寬帶多媒體手段，可實(shí)時(shí)傳送海上船舶遇險(xiǎn)實(shí)際圖像和視頻等信息，實(shí)現(xiàn)船舶安全監(jiān)控與遇險(xiǎn)救助“可視化”。船載終端將拍攝的圖像或者視頻信息通過(guò)衛(wèi)星鏈路發(fā)送到民用信關(guān)站業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的視頻/數(shù)據(jù)回傳服務(wù)器，海洋信息服務(wù)中心等管理部門設(shè)置視頻回傳應(yīng)用管理平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)與信關(guān)站的視頻/數(shù)據(jù)回傳服務(wù)器進(jìn)行信息交互，即可接收所屬終端的視頻、數(shù)據(jù)采集信息，并進(jìn)行分析和評(píng)估等后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用處理，視頻回傳應(yīng)用如圖4所示。

（4）話音調(diào)度服務(wù)

船載衛(wèi)星終端可以與“天通一號(hào)”衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它衛(wèi)星移動(dòng)通信終端或地面網(wǎng)絡(luò)（如PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)）的終端進(jìn)行話音通信。此外，為了便于話音業(yè)務(wù)的管理和調(diào)度，海洋信息服務(wù)中心還可以搭建坐席調(diào)度指揮平臺(tái)。利用該平臺(tái)，各船載終端用戶可以通過(guò)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)撥打同一個(gè)電話號(hào)碼，即指揮中心號(hào)碼，實(shí)現(xiàn)與指揮中心的通信；利用該平臺(tái)，指揮中心可以隨時(shí)指定與某個(gè)船載終端用戶進(jìn)行通信，或者將某個(gè)正在與指揮中心通信的船載終端衛(wèi)星電話切換到總臺(tái)。

（5）短信服務(wù)

短消息業(yè)務(wù)功能是指船載衛(wèi)星終端可以與“天通一號(hào)”衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它衛(wèi)星移動(dòng)通信終端或地面網(wǎng)絡(luò)（如PLMN網(wǎng)絡(luò)）的終端進(jìn)行短消息通信。為了便于短信業(yè)務(wù)的管理，海洋信息服務(wù)中心等管理部門可以搭建一套短信SP應(yīng)用平臺(tái)。利用該平臺(tái)，船載終端用戶可以隨時(shí)通過(guò)短信上報(bào)航行安全狀態(tài)等情況；利用該平臺(tái)，指揮控制中心可以通過(guò)短信下發(fā)指揮命令到一線執(zhí)勤人員。

4自主衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要作用

（1）提高維護(hù)海洋權(quán)益的能力

我國(guó)海上絲綢之路鄰國(guó)眾多，由于歷史原因，部分海上國(guó)土存在主權(quán)爭(zhēng)端。隨著我國(guó)海上事業(yè)和當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)的發(fā)展，領(lǐng)土主權(quán)和海洋權(quán)益爭(zhēng)端有日益加劇之勢(shì)，強(qiáng)化海洋國(guó)土主權(quán)宣示，提高海洋權(quán)益維護(hù)能力刻不容緩。“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)海上絲綢之路無(wú)線電通信有效覆蓋，既可以服務(wù)于海上絲綢之路的建設(shè)戰(zhàn)略，又可以提高我國(guó)控海能力，減少外交爭(zhēng)端。

（2）提高海洋應(yīng)急與搜救能力，確保航運(yùn)安全

海洋事業(yè)事故高發(fā)，海損事故和涉外事件時(shí)有發(fā)生，快捷、可靠的通信手段可以最大限度地減少或避免人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，是有效預(yù)防海難發(fā)生和組織海難救助的根本保證。利用“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，海上搜救部門可以隨時(shí)跟蹤航行船舶動(dòng)態(tài)，隨時(shí)與航行船舶保持通信聯(lián)系，從而可以極大地提高海洋應(yīng)急與搜救能力，確保航運(yùn)安全。

（3）為國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略提供信息技術(shù)支持

目前，全球范圍的海洋競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，以爭(zhēng)奪海域戰(zhàn)略資源和空間為特征的“藍(lán)色圈地”運(yùn)動(dòng)正在興起，我國(guó)周邊海域安全形勢(shì)嚴(yán)峻，尤其南海區(qū)域地緣關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，國(guó)家海洋戰(zhàn)略利益面臨巨大挑戰(zhàn)。利用“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)為海上信息提供廣域覆蓋、安全可靠的信息傳輸手段，可取得海洋信息權(quán)，主導(dǎo)全球海洋信息化體系建設(shè)，是保障國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略意圖實(shí)現(xiàn)的最有效手段。

（4）促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)

隨著“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用，必將促進(jìn)海洋信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。如此一來(lái)，既可以拉動(dòng)海洋電子裝備制造、海洋軟件研發(fā)、海洋信息服務(wù)等高科技產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，也能夠推動(dòng)海運(yùn)、漁業(yè)、海洋能源等傳統(tǒng)海洋行業(yè)向集約型、可持續(xù)性發(fā)展方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，快速形成健康、良性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

5結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)海洋信息化建設(shè)已進(jìn)入戰(zhàn)略機(jī)遇期。首先，海上絲綢之路對(duì)海洋信息化建設(shè)提出了迫切需求；其次，全球海洋信息化建設(shè)項(xiàng)目為我國(guó)海洋信息化建設(shè)工作提供了重要借鑒；最后，我國(guó)海洋信息化體系建設(shè)尚處于醞釀階段，亟需重點(diǎn)研發(fā)填補(bǔ)空白，帶動(dòng)海洋信息化實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。我國(guó)海洋資源開發(fā)利用、海上絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)、“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的開展，使得“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在海上通信領(lǐng)域極具潛力，具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]胡剛,馬昕,范秋燕.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海洋漁業(yè)上的應(yīng)用.漁業(yè)現(xiàn)代化,2010(01):60-62.

[2]閔士權(quán).軍民融合創(chuàng)新發(fā)展我國(guó)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè).數(shù)字通信世界,2017(03):35-40.

[3]何元智.軍民融合重大舉措——天通一號(hào)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)[C].2016年中國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用大會(huì),2016,10.

[4]王.海上通信方式選擇.中國(guó)海事,2016(08):47-48.

作者：1.肖娜；2.駱盼 單位：1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所高級(jí)工程師，2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所工程師