[科普中國]-海事衛(wèi)星

組成結(jié)構(gòu)

海事衛(wèi)星系統(tǒng)由船站、岸站、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站和衛(wèi)星組成。下面簡要介紹各部分的工作特點：

1．衛(wèi)星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3顆衛(wèi)星覆蓋了幾乎整個地球，并使三大洋的任何點都能接入衛(wèi)星，岸站的工作仰角在5°以上。系統(tǒng)規(guī)定在船站與衛(wèi)星之間采用L頻段，岸站與衛(wèi)星采用雙重頻段，數(shù)字信道采用L頻段，F(xiàn)M信道采用C頻段，因此對于C頻段來說，船站至衛(wèi)星的L頻段信號必須在衛(wèi)星上變頻為C頻段信號再轉(zhuǎn)發(fā)至岸站，反之亦然。

2．岸站（CES）是指設(shè)在海岸附近的地球站，是衛(wèi)星通信的地面中轉(zhuǎn)站，歸各國主管部門所有，并歸它們經(jīng)營。它既是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的接口，又是一個控制和接入中心，設(shè)置在航行的油船、客輪、商船和海上浮動平臺上。船站的天線均裝有穩(wěn)定平臺和跟蹤機構(gòu)，使船只在起伏和傾斜時天線也能始終指向衛(wèi)星。

3．網(wǎng)路協(xié)調(diào)站（NCS）是整個系統(tǒng)的一個組成部分。每一個海域設(shè)一個網(wǎng)路協(xié)調(diào)站，它也是雙頻段工作。

4．船站（SES）是設(shè)在船上的地球站。在海事衛(wèi)星系統(tǒng)中它必須滿足：（1）船站天線滿足穩(wěn)定度的要求，它必須排除船身移位以及船身的側(cè)滾、縱滾和偏航的影響而跟蹤衛(wèi)星；（2）船站必須設(shè)計的小而輕，使其不至于影響船的穩(wěn)定性，同時又要設(shè)計的有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。海上船舶可根據(jù)需求由船站將通信信號發(fā)射給地球靜止衛(wèi)星軌道上的海事衛(wèi)星，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給岸站，岸站再通過與之連接的地面通信網(wǎng)絡(luò)或國際衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與世界各地陸地上用戶的相互通信。

5．系統(tǒng)工作在海事衛(wèi)星系統(tǒng)中基本信道類型可分為：電話、電報、呼叫申請（船至岸）和呼叫分配（岸至船）。

系統(tǒng)設(shè)備海事衛(wèi)星使用DAMA系統(tǒng)。它利用了有限的34MHz帶寬頻率資源，為全世界提供了將近15萬只通信終端的服務(wù)業(yè)務(wù)。海事衛(wèi)星的數(shù)據(jù)通信協(xié)議是經(jīng)過了多方面的論證，考證設(shè)計而成。在九十年代初投入使用。經(jīng)過將近十五年的使用考驗，證明它是一個穩(wěn)定、可靠的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它也是唯一的一個成功的商用DAMA同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以提供低速率（4.8k或3.1KHz）語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，也提供高速率（共享可達(dá)492kbps，流IP最高可達(dá)256kbps）數(shù)據(jù)服務(wù)，并且可以和公共電話網(wǎng)相聯(lián)通。海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)還可以提供真正的運動中通信，一個車載的終端可以在110公里/小時（最新產(chǎn)品的設(shè)計時速可達(dá)400公里/小時）速度下通過衛(wèi)星傳輸視頻圖像、數(shù)據(jù)、話音。根據(jù)不同用戶的不同需要，單臺車載終端可以提供256kbps的流IP數(shù)據(jù)和432kbps的標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)及64kbps的ISDN服務(wù)。

基本特點海事衛(wèi)星系統(tǒng)的特點是它的移動性。由于海事衛(wèi)星系統(tǒng)使用的L波段固有的特性，寬的天線波束使得L波段終端可以迅速地尋星和對星。在車載和船載終端情況下，該特性使得天線制造工藝簡化，成本低下。

傳統(tǒng)海事通信采用短波頻率，受電離層起伏和大氣干擾的嚴(yán)重影響，通信質(zhì)量和可靠性不高。

海事衛(wèi)星和船站間的上、下行線路采用傳播損耗和雨致衰減相當(dāng)小的L波段（上、下行為1.6/1.5吉赫），對通信十分有利。岸站和衛(wèi)星間的上、下行線路又采用微波C波段，便于與國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)連接，實現(xiàn)全球范圍通信。船只遍布在遼闊的海域里，通信業(yè)務(wù)零星分散，所以海事衛(wèi)星通信使用按需分配通信方式。

由于海事衛(wèi)星使用的L頻段為俗稱的黃金頻段，雖然它的通信費用昂貴，使許多用戶望而卻步。然而它的種種優(yōu)點，在移動衛(wèi)星通信中有著不可替代性。尤其是在突發(fā)事件應(yīng)用中，保持行進(jìn)中的視頻圖像、數(shù)據(jù)通信，在扎營后快速地建立通信樞紐，海事衛(wèi)星系統(tǒng)在國內(nèi)外都是占著首要地位。

主要功能及應(yīng)用應(yīng)急保障海事衛(wèi)星（Inmarsat）在國家歷次重大自然災(zāi)害和緊急突發(fā)事件中都是救災(zāi)一線的基礎(chǔ)保障，發(fā)揮著應(yīng)急通信在關(guān)鍵時刻的關(guān)鍵作用。例如1998年的特大洪災(zāi)；2003年新疆巴楚-喀什、內(nèi)蒙古以及阿爾及利亞等地震救援；大興安嶺森林火災(zāi)；2001、2002、2003年中央電視臺、新華社等媒體在阿富汗和伊拉克的戰(zhàn)事報道；屢次南極科考、珠峰登山活動；2008年初的南方特大雪災(zāi)救助現(xiàn)場；四川汶川特大地震災(zāi)害的抗震救災(zāi)等。1

在此次史無前例的特大汶川地震災(zāi)害中，在震中地區(qū)的常規(guī)通信手段全部中斷。海事衛(wèi)星（Inmarsat）作為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一種，以其便捷、可靠、不受當(dāng)?shù)氐孛鏃l件影響的特點，在受災(zāi)地區(qū)成為了主要通信手段，在抗震救災(zāi)的指揮聯(lián)絡(luò)、新聞信息的傳遞等領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用，主要表現(xiàn)在：一是各級政府用于抗震救災(zāi)的組織、指揮、協(xié)調(diào)、管理；二是各種救援隊伍直接的救援活動的通信聯(lián)絡(luò)與保障；三是災(zāi)難現(xiàn)場與外部必要信息管理的各種傳遞；四是各種新聞媒體和現(xiàn)場及時的采訪報道，包括電話連線、傳送文稿、照片和視頻圖像等，凸顯了海事衛(wèi)星通信設(shè)備在急、難、險、重等特殊條件和環(huán)境下可實現(xiàn)隨時隨地通信的獨特優(yōu)勢。1

在這次地震救災(zāi)過程中，海事衛(wèi)星（Inmarsat）通信系統(tǒng)的全球覆蓋、全天候、便攜、移動、寬帶通信的獨特作用被廣泛認(rèn)知和高度肯定。例如：國家抗震救災(zāi)總指揮部、國家地震局、公安部的特警隊和消防部隊、空降兵部隊、總參某部、國家電網(wǎng)，以及新華社、央視、鳳凰衛(wèi)視等新聞媒體、各大電信運營商等均使用由中國交通通信中心提供保障的海事衛(wèi)星設(shè)備進(jìn)行通信指揮和新聞發(fā)布。1

正如新聞媒體所報道的：“中斷通信的四川汶川最先實現(xiàn)通話是利用海事衛(wèi)星電話實現(xiàn)的”；“第一支到達(dá)震中汶川縣城的部隊使用海事衛(wèi)星匯報災(zāi)區(qū)情況”；“新華社記者使用海事衛(wèi)星傳回汶川縣震后的首張照片”。另有中央政府門戶網(wǎng)、新華網(wǎng)、新浪網(wǎng)等眾多網(wǎng)絡(luò)媒體報道了此次救災(zāi)過程中海事衛(wèi)星的重要作用。新華社、人民日報、中國日報、光明日報、中國水運報、中國交通報等都報道了海事衛(wèi)星在救災(zāi)過程中的特殊作用。1

新聞媒體隨著改革開放和各種新媒體的快速發(fā)展，新聞媒體間的競爭局面越來越激烈，面對眾多的時政、災(zāi)害、戰(zhàn)爭等各種新聞事件，如何培養(yǎng)自己獨特的、深入的新聞切入點，進(jìn)行深入的追蹤報道，已經(jīng)成為眾多新聞單位考慮的重點。傳統(tǒng)的新聞傳輸較多采用SNG衛(wèi)星設(shè)備，由于設(shè)備較復(fù)雜、不易操作，所以需要特別技術(shù)人員的專業(yè)支持，機動性差，甚至常常受到條件限制，不能及時到達(dá)新聞事件的現(xiàn)場，無法實現(xiàn)及時進(jìn)行新聞傳送，實效性比較低。海事衛(wèi)星（Inmarsat）系統(tǒng)以其移動、便捷、高速、可靠的特性，滿足了新聞媒體的行業(yè)通信需求，尤其是新一代的寬帶BGAN業(yè)務(wù)，其高達(dá)492Kbps的傳輸速率和多種可保障帶寬的業(yè)務(wù)，非常適用于媒體對大量圖片、視頻傳輸?shù)男枨?，已?jīng)在媒體界得到了廣泛使用。特別是在此次汶川地震期間，在常規(guī)通信中斷的情況下，新聞媒體通過海事衛(wèi)星及時地發(fā)回了災(zāi)區(qū)的圖片和視頻，讓全國人民了解到災(zāi)害現(xiàn)場的情況，如：新華社一線新聞記者全部使用海事衛(wèi)星設(shè)備向總社發(fā)布圖片、文字等新聞。1

GMDSS全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS）是國際海事組織（IMO）利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)改善海上遇險與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來進(jìn)一步完善現(xiàn)行常規(guī)海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救系統(tǒng)。該系統(tǒng)以現(xiàn)代先進(jìn)的通信技術(shù)為基礎(chǔ)，依靠國際間的協(xié)作，組成全球統(tǒng)一的遇險安全通信網(wǎng)，保證以最小的時延自動發(fā)送/接收遇險報警，同時為緊急與安全通信提供有效的通信手段。海事衛(wèi)星（Inmarsat）因其性能穩(wěn)定可靠，滿足GMDSS系統(tǒng)的要求，成為按GMDSS系統(tǒng)要求船舶必配的通信設(shè)備，海事衛(wèi)星是唯一被IMO認(rèn)可的GMDSS衛(wèi)星通信服務(wù)系統(tǒng)。1

海事衛(wèi)星（Inmarsat）具有遇險安全通信功能，其優(yōu)先級為所有通信中的最高級，其遇險報警的成功率可達(dá)99%。當(dāng)船舶發(fā)生遇險事件時，可在第一時間將遇險信息發(fā)送至地面接收站，并通過專線通知搜救中心（RCC），RCC可根據(jù)船位信息快速調(diào)用周圍救援船舶和飛機等展開救助行動，從而使得我國海上搜救效率提高到90%以上，從而可最大限度地保證船舶和人員的生命財產(chǎn)安全。1

常規(guī)通信日常情況下，海事衛(wèi)星（Inmarsat）可以作為常規(guī)通信的補充，用于商務(wù)服務(wù)。它可以根據(jù)不同類型的用戶需求，提供多種通信解決手段，從普通的話音傳輸、傳真、低速數(shù)據(jù)，短信、電子郵件、FTP、到高速的視頻傳輸。應(yīng)該說，海事衛(wèi)星（Inmarsat）經(jīng)過近三十年的運營，已經(jīng)是一個非常成熟的全球移動商業(yè)衛(wèi)星系統(tǒng)，其覆蓋范圍廣、通信手段齊全，尤其適用于遠(yuǎn)洋的船舶通信，早已成為船舶通信的主流傳輸手段。同時對于陸地和航空通信，也已成為常規(guī)通信的主要補充手段。1

業(yè)務(wù)歷程海事衛(wèi)星通信是IMO目前唯一指定用于全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS）的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，根據(jù)GMDSS的要求，提供海上安全信息、航行和氣象警報、氣象預(yù)報和與安全有關(guān)的其他緊急信息，提供遇險船舶位置標(biāo)識，提供搜救協(xié)調(diào)通信。隨著海事衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)展，以公約的形式通過了一系列通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)：分別為“海上船載衛(wèi)星通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（1982年通過）”、“飛機機載衛(wèi)星通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（1985年通過）”和“陸地移動衛(wèi)星通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（1989年通過）”。2

自1979年至今，在業(yè)務(wù)體系上海事衛(wèi)星經(jīng)歷了4代發(fā)展。第一代：上世紀(jì)8 0 年代早期提供業(yè)務(wù)，租賃其他國家的衛(wèi)星，其代表業(yè)務(wù)為Inmarsat-A，主要提供模擬話音、傳真、中、低速數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，現(xiàn)已經(jīng)停止服務(wù)；第二代：上世紀(jì)9 0 年代初期實現(xiàn)全球覆蓋，其代表業(yè)務(wù)有Inmarsat-C和Inmarsat-B，主要提供數(shù)字話音、傳真、中、低速數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)；第三代：上世紀(jì)9 0年代末期實現(xiàn)全球覆蓋，其代表業(yè)務(wù)有Inmarsat mini-M，Inmarsat-GAN和Inmarsat-F，主要提供話音、傳真、ISDN、MPDS等業(yè)務(wù)；第四代：20 0 9年實現(xiàn)全球覆蓋，提供海、陸、空三大系列的BGAN、FB和SB業(yè)務(wù)，以及增加了寬帶IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。2

海事組織海事衛(wèi)星組織原是一個提供全球范圍衛(wèi)星移動通信的政府間合作機構(gòu)，即國際移動衛(wèi)星組織，國內(nèi)習(xí)慣簡稱為海事衛(wèi)星。海事衛(wèi)星組織現(xiàn)已發(fā)展為世界上惟一能為海、陸、空各行業(yè)用戶提供全球化、全天候、全方位公眾通信和遇險安全通信服務(wù)的機構(gòu)。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由同步通信衛(wèi)星、移動終端（包括海用、陸用和空用終端）、海岸地球站以及協(xié)調(diào)控制站等構(gòu)成。海事衛(wèi)星系統(tǒng)在海事上的應(yīng)用為直撥電話、電傳、傳真、電子郵件、數(shù)據(jù)連接、船隊管理、船隊安全網(wǎng)和緊急狀態(tài)示位標(biāo)。海事衛(wèi)星系統(tǒng)還為海事遇險救助和陸地較大自然災(zāi)害，提供免費應(yīng)急通信服務(wù)。海事衛(wèi)星有多種不同的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通過一系列終端向用戶提供不同的服務(wù)。

海事衛(wèi)星是集全球海上常規(guī)通訊、遇險與安全通訊、特殊與戰(zhàn)備通訊于一體的實用性高科技產(chǎn)物。到目前為止，海事衛(wèi)星系統(tǒng)和設(shè)備在我國已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于政府部門、國防軍隊、新聞媒體、海關(guān)、外交、戰(zhàn)備通信、遠(yuǎn)洋運輸、漁業(yè)船隊、石油勘探、應(yīng)急救災(zāi)、登山探險、民航客運、水利監(jiān)測、野外作業(yè)等諸多領(lǐng)域。

1999年海事衛(wèi)星組織改革為一個國際商業(yè)公司——國際移動衛(wèi)星公司，同時保留了規(guī)模較小的國際組織機構(gòu)，專門負(fù)責(zé)監(jiān)督海事衛(wèi)星履行遇險安全通信的責(zé)任。

發(fā)展歷程按照不同系列的衛(wèi)星發(fā)展劃分階段，Inmarsat系統(tǒng)迄今為止已經(jīng)發(fā)展到第四代。

第一代海事衛(wèi)星系統(tǒng)主要通過租用衛(wèi)星實現(xiàn)。其中包括：美國通信衛(wèi)星公司的3顆衛(wèi)星上的部分轉(zhuǎn)發(fā)器、歐洲宇航局的2顆衛(wèi)星及國際通信衛(wèi)星組織第五代衛(wèi)星上的海事通信轉(zhuǎn)發(fā)器。這些衛(wèi)星和轉(zhuǎn)發(fā)器分布在三大洋上空，從1982 年起使用。3

第二代系統(tǒng)1990 年投入使用。海事衛(wèi)星系統(tǒng)具有獨立的空間段衛(wèi)星資源，共4 顆衛(wèi)星，采用全球波束覆蓋。第二代衛(wèi)星的容量為第一代衛(wèi)星最大容量的2.5倍。3

第三代系統(tǒng)1996 年投入使用。共有5 顆衛(wèi)星，第三代衛(wèi)星的容量為第二代的8倍，每顆衛(wèi)星在全球波束的基礎(chǔ)上增加了7個L頻段寬點波束。3

第四代Inmarsat系統(tǒng)共3顆衛(wèi)星，于2008年8月18日完成全部發(fā)射。衛(wèi)星突出的特點是星上裝有一個20m口徑的相控陣多波束可展開天線，有一個全球波束、19 個寬點波束和228 個窄點波束，其中全球波束用于信令和一般數(shù)據(jù)傳輸，寬點波束用于支持以前的業(yè)務(wù)，窄點波束用于實現(xiàn)新的寬帶業(yè)務(wù)。BGAN是Inmarsat的第四代系統(tǒng)。BGAN 的目的是形成第三代通用移動通信系統(tǒng)(3G)IMT -2000 的衛(wèi)星部分。它不僅支持寬帶業(yè)務(wù)，還將繼續(xù)支持工作在第三代衛(wèi)星上的全部數(shù)字業(yè)務(wù)和區(qū)域性中等帶寬的RBGAN(區(qū)域性全球?qū)拵ЬW(wǎng))。BGAN可以以492kbps的速率向世界的任何地方提供Internet業(yè)務(wù)、按需視頻、視頻會議、傳真、Email、電話和LAN接入。3

經(jīng)過20 多年的發(fā)展，Inmarsat 先后推出多個標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，研制了10 多種終端站型，從其發(fā)展來看，主要有以下特點：（1）技術(shù)上，充分利用最新的技術(shù)成果提高系統(tǒng)性能，由最初的模擬體制轉(zhuǎn)入數(shù)字化，現(xiàn)在的BGAN系統(tǒng)采用大型多波束天線、地面3G 等技術(shù)；（2）業(yè)務(wù)上，由單一的電話業(yè)務(wù)擴(kuò)展到數(shù)據(jù)、傳真、短信息、尋呼、E-mail 、衛(wèi)星定位、海上遇險告警救援、航空安全和航運管理等多種新業(yè)務(wù)，并由最初航行在海上的船舶用戶擴(kuò)展到陸地移動用戶以及航空用戶；（3）終端設(shè)備上，隨著技術(shù)的進(jìn)步，不斷縮小體積、減輕重量，目前市場上已知最輕的BGAN 終端不到1kg 。在終端應(yīng)用場合方面，包括適合船載、車載、機載應(yīng)用的動中通類型，還包括陸地便攜型以及即將推出的手持型，幾乎可以滿足各類用戶的使用需求。3

發(fā)展規(guī)劃衛(wèi)星臺階在2008年度海事衛(wèi)星發(fā)展規(guī)劃及應(yīng)用技術(shù)研討會上，前身為“國際海事衛(wèi)星組織”的國際移動衛(wèi)星組織（Inmarsat）將要利用一顆單獨的稱作AlphaSat的實驗商用衛(wèi)星，使海事衛(wèi)星應(yīng)用在不遠(yuǎn)的將來邁上一個新臺階。據(jù)了解，中國交通通信中心是Inmarsat的股東，也是被授權(quán)經(jīng)營和管理中國境內(nèi)Inmarsat業(yè)務(wù)的惟一運營商。Inmarsat正在計劃利用S波段發(fā)展第五代衛(wèi)星系統(tǒng)，它的出現(xiàn)將會成倍地擴(kuò)展現(xiàn)有帶寬，滿足更多用戶不斷增長的需求。

BGANBGAN就是海事衛(wèi)星移動寬帶系統(tǒng)。在船上、飛機上設(shè)置一個小的GSM基站和BGAN兼容，以BGAN做通道，客戶的GSM手機就可以在船上、飛機上打電話甚至上網(wǎng)了。但這需要取得安全方面的資質(zhì)和認(rèn)證。交通通信中心正在就這方面的事情和有關(guān)管理部門溝通，同時也在和有關(guān)航空公司在開展這方面的合作。殷林表示，在不久的將來，交通通信中心將可以在機艙內(nèi)向乘客提供空中語音、短信、郵件服務(wù)。在海上衛(wèi)星通信服務(wù)體系中，Inmarsat有一個GMGSS（全球海上安全體系）來保證服務(wù)，延伸到空中也是同樣，Inmarsat將出臺類似于GMGSS的規(guī)范，用于保障空中通信服務(wù)。一個好的消息是，國際民航組織正在考慮把航空寬帶業(yè)務(wù)作為航空安全的基本配置。

雙待手機海事衛(wèi)星服務(wù)還主要集中于行業(yè)用戶（比如交通航海、求援、探險、石油、森林等等）以及一些經(jīng)濟(jì)條件很好的消費者，普通的用戶還無緣享受其服務(wù)。為了讓更多的人享受到海事衛(wèi)星服務(wù)，Inmarsat將于2009年下半年正式推出新一代海事衛(wèi)星全球手機（GSPS）。它可實現(xiàn)海事衛(wèi)星和GSM網(wǎng)絡(luò)一機雙待，有更時尚的外觀、更長的待機時間和更強大的功能，如話音、文件傳輸、即拍即傳、即時通信、新聞在線、基于衛(wèi)星模式下的GPS定位等，它還具有英語、西班牙語、法語、阿拉伯語、簡體中文等操作界面。