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1、防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)的研究 作 者 指導(dǎo)教師 摘要 伴隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信的需求和應(yīng)用越來越多，越來越普及，逐步成為應(yīng)急和特殊通信領(lǐng)域的重要的通信手段之一。本文介紹了我國應(yīng)急通信技術(shù)的發(fā)展過程，研究了衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，最后介紹了衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在各種突發(fā)事件中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù); 系統(tǒng)結(jié)構(gòu); 原理; 突發(fā)事件; 應(yīng)用 23 目 錄 引言 1 1應(yīng)急通信概述 1 1.1應(yīng)急通信的內(nèi)涵 1 1.2我國應(yīng)急通信技術(shù)的發(fā)展 2 2 衛(wèi)星應(yīng)

2、急通信原理 4 2.1衛(wèi)星應(yīng)急通信的概念及系統(tǒng)組成 4 2.2衛(wèi)星移動電話 9 2.3衛(wèi)星應(yīng)急通信的特點 10 3衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在突發(fā)事件中的應(yīng)用 10 3.1 衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)在汶川地震中的應(yīng)用 10 3.2 衛(wèi)星通信在貴州電力應(yīng)急通信網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用 11 3.3衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在安徽防汛中的應(yīng)用 13 3.4 寬帶VSAT通信系統(tǒng)在交通應(yīng)急指揮中的應(yīng)用 14 3.5衛(wèi)星應(yīng)急通信車在公共安全事件中的應(yīng)用 17 3.5 IPStar衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)在地震中的應(yīng)用 19 4 我國衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展 20 結(jié)論 21 致謝 22 參考文獻(xiàn) 22 引言 當(dāng)

3、今社會，日益增多的大型集會類事件給現(xiàn)有通信系統(tǒng)帶來極大的壓力；同時，一系列的突發(fā)事件諸如地震、火災(zāi)、恐怖事件等不斷地考驗著政府及其相應(yīng)的職能機構(gòu)的工作能力、辦事效率。提高政府及其主要職能機關(guān)的應(yīng)變能力、反應(yīng)速度越來越成為一個焦點的話題。在大型集會時，數(shù)以萬計的人群集中在一起，某些區(qū)域的通信設(shè)施處于飽和狀態(tài)，嚴(yán)重的過載會使通信癱瘓直至中斷；在消防案例中，建筑物被毀嚴(yán)重時，樓體內(nèi)的通信設(shè)施基本處于癱瘓狀態(tài)，而現(xiàn)場周圍的公用通信網(wǎng)無法完成指揮調(diào)度的功能，同時對圖像、視頻的支持度也比較低；在公安辦案尤其是重大恐怖事件的處理過程中，國家、地方領(lǐng)導(dǎo)需要實時的掌握案發(fā)現(xiàn)場的狀況，這時候圖像、視頻監(jiān)控的地位尤

4、其突出；更有甚者，在破壞性的自然災(zāi)害面前（比如汶川、玉樹大地震），基礎(chǔ)設(shè)施包括通信設(shè)施、交通設(shè)施、電力設(shè)施等完全被毀，災(zāi)區(qū)在一定程度上屬于孤城的狀態(tài)，所有的現(xiàn)場信息都需要實時的采集、發(fā)送、反饋。在所有的這些情況下，應(yīng)急通信系統(tǒng)是至關(guān)重要的。 應(yīng)急通信的目標(biāo)即是利用各種管理和技術(shù)手段盡快恢復(fù)通信，保證用戶正常使用通信業(yè)務(wù)，實現(xiàn)如下目標(biāo)，即應(yīng)急指揮中心/聯(lián)動平臺與現(xiàn)場之間的通信暢通；及時向用戶發(fā)布、調(diào)整或解除預(yù)警信息；保證國家應(yīng)急平臺之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)交互；疏通災(zāi)害地區(qū)通信網(wǎng)話務(wù)，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證用戶正常使用。應(yīng)急通信系統(tǒng)是社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，預(yù)防突發(fā)事件（包括自然災(zāi)

5、害和人為事件），及時處理各種突發(fā)事件，把突發(fā)事件帶來的損失減小到最低限度，是保證政治穩(wěn)定、經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。 建立應(yīng)急通信系統(tǒng)是一項系統(tǒng)性的工作。在各種通信手段中，衛(wèi)星通信以其覆蓋范圍廣，抗干擾能力強，可以在任何地點實現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)的特點，在應(yīng)急通信系統(tǒng)中起到重要作用。 本文主要研究衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)的原理及其在各種類突發(fā)事件中的應(yīng)用，最后給出了我國衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)建設(shè)和發(fā)展的建議。 1應(yīng)急通信概述 1.1應(yīng)急通信的內(nèi)涵 應(yīng)急通信，顧名思義，就是在原有通信系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞或發(fā)生緊急情況時，為保障通信聯(lián)絡(luò)，采用已有的機動通信設(shè)備進(jìn)行的通信，所謂緊急情況，包括搶險救災(zāi)、突發(fā)事件、重大

6、國事活動、國內(nèi)及國際通信援助、大型運動會乃至國防戰(zhàn)備等等[1]。眾所周知，在出現(xiàn)以上緊急情況或原有通信系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞時，保障通信聯(lián)絡(luò)的重要性是不言而喻的，為此，一些有能力的國家一般都建有自己的應(yīng)急通信系統(tǒng)，圖1.1為應(yīng)急通信網(wǎng)示意圖。我國作為世界上一個重要的大國，經(jīng)過多年的發(fā)展，不僅建立了世界上最大和最完備的通信網(wǎng)絡(luò)，也建立了一個完備應(yīng)急通信系統(tǒng)和一支強有力的專業(yè)應(yīng)急通信隊伍。據(jù)了解，我國的這支應(yīng)急通信隊伍也是世界上除美聯(lián)社、英國廣播公司以外的第三家有能力在海外提供應(yīng)急通信服務(wù)的隊伍。近幾年來，這支應(yīng)急通信隊伍在慶祝香港回歸、98抗洪救災(zāi)、支援文萊和上海的APEC會議、悉尼奧運會和2002年

7、世界杯足球賽以及今年陜西抗洪等方面都發(fā)揮了重要作用。 圖1.1 應(yīng)急通信網(wǎng)示意圖 1.2我國應(yīng)急通信技術(shù)的發(fā)展 我國應(yīng)急通信的發(fā)展與整個電信行業(yè)的發(fā)展，與國家應(yīng)急體系的建設(shè)應(yīng)該是息息相關(guān)的。目前為止，大致可以分成三個階段，第一個階段是1998年以前，第二個階段是1998年到2003年，第三個階段是2003年到2008年。其中有三個標(biāo)志性的事件，第一個是1998年的抗洪和信息產(chǎn)業(yè)部的改革。第二階段是非典，國務(wù)院主要以制定應(yīng)急預(yù)案為標(biāo)準(zhǔn)。第三個是抗地震災(zāi)害、工業(yè)和信息化部成立為標(biāo)準(zhǔn)。 在1998年以前，從通信建設(shè)投資和電話普及率看，我國的通信技術(shù)還相當(dāng)薄弱。“七五”期間投資只有200億

8、，“十五”突破了2000億。我國對于通信的建設(shè)也是非常重視，在每年通信建設(shè)投資非常有限的情況下，對于應(yīng)急通信的建設(shè)投入了大量的資金，尤其是在“八五”“九五”期間。我國的通信在應(yīng)急通信裝備、質(zhì)量方面可以達(dá)到先進(jìn)水平，另外在組織管理方面也形成了完善的應(yīng)急通信管理體系。在此期間建設(shè)完成了包括覆蓋全國的衛(wèi)星通信指揮網(wǎng)、移動通信交換、集群、傳輸在內(nèi)的1000多套網(wǎng)絡(luò)裝備。形成了空中與地面結(jié)合，有線與無線結(jié)合，固定與移動相結(jié)合的比較完善的應(yīng)急通信裝備體系。另外，加強了移動通信保障隊伍的建設(shè)，建成了以12個機動區(qū)域為主，各省應(yīng)急機動通信局為輔的政治覺悟高、業(yè)務(wù)素質(zhì)強、反應(yīng)迅速的應(yīng)急通信保障隊伍，而且這支隊伍

9、也一直延續(xù)下來。在08年的抗震救災(zāi)和冰凍災(zāi)害顯示出了過硬的實力。另外，在新階段也制定了相應(yīng)的管理辦法和解決流程。我們在調(diào)研的過程中，一些老電信的運維人員，對于這一塊都說得頭頭是道，這說明我國在這一階段對于應(yīng)急通信的建設(shè)、發(fā)展方面也是給予了高度的重視。 在1998年的抗洪中，我國的應(yīng)急通信發(fā)揮了重要的作用，受到了國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度贊揚，成為了我國應(yīng)急通信發(fā)展的里程碑。但是，1998年以后，隨著我國的電信行業(yè)重組、電信業(yè)改革的不斷深化，我國的電信業(yè)進(jìn)入了一個快速的發(fā)展期。每年電信業(yè)投資規(guī)模保持在2000億以上。但是，應(yīng)急通信的發(fā)展，卻進(jìn)入了一個振蕩期。 我們應(yīng)急通信方面出現(xiàn)了一系列的問題，首先

10、在應(yīng)急通信建設(shè)上，基本上處于停滯的狀態(tài)。分析產(chǎn)生的原因，主要來源于兩方面，第一個方面是政企分開以后，首先各界對于應(yīng)急通信的定位問題產(chǎn)生了比較大的爭議。并由此引申出應(yīng)急通信的建設(shè)發(fā)展，應(yīng)該是由政府來承擔(dān)，還是由電信運營企業(yè)來承擔(dān)。一方面，我們的電信應(yīng)急通信主管部門，向國家申請相應(yīng)的投資資金比較困難，而且難以落實。另一方面，承擔(dān)應(yīng)急通信任務(wù)的電信運營企業(yè)，自己有獨立的財務(wù)業(yè)績考核體系，對基本不產(chǎn)生經(jīng)濟效益的應(yīng)急通信建設(shè)熱情不是很高，不愿意進(jìn)行投資。 第二個方面可能也是比較重要的原因，就是我國公用通信網(wǎng)發(fā)展的規(guī)模，包括速度應(yīng)該是比較迅速的，特別是1998年以后，每年的投資在2千億以上。網(wǎng)絡(luò)的安全性

11、、可靠性也在日益提高，在這種情況下，我們的應(yīng)急通信還有沒有必要進(jìn)行投資，這也是各方爭論的問題。 從1998年到2008年，我們在應(yīng)急通信方面的建設(shè)投資，基本上為零。但是，因為這一個階段也是我們大網(wǎng)通信快速的發(fā)展期。因為我們的應(yīng)急通信也是我們公共通信網(wǎng)重要的一部分，也面臨著更新?lián)Q代。據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止，大概80%的應(yīng)急通信的設(shè)備處于嚴(yán)重老化或淘汰的邊緣，因此這10年基本上從建設(shè)這一塊，應(yīng)急通信處于一個艱難維持的困境。而從專業(yè)應(yīng)急通信保障隊伍來看，隨著企業(yè)的重組上市、機構(gòu)的改革調(diào)整，專業(yè)應(yīng)急隊伍面臨著工資低、待遇差，甚至被裁員的危險，隊伍的不穩(wěn)定導(dǎo)致了一定的危險。 另外一點是我們的應(yīng)急管

12、理人員這方面，由于崗位的壓縮，也是面臨著工作任務(wù)重，而且還面臨著很多的新問題、新情況。這樣使得我們的應(yīng)急管理人員疲于應(yīng)付。 第三個階段非典的爆發(fā)對于我們是一個契機，國家對于突發(fā)的事件開始逐步重視。通過各行業(yè)、各部門應(yīng)急通信預(yù)案的制定，開始了應(yīng)急通信體系的建設(shè)。通過預(yù)案的制定，我們應(yīng)急通信這一塊也在組織管理。同時，我們國家的應(yīng)急通信主管部門，對于市場沖擊的新形勢下，如何發(fā)展也進(jìn)行了大量的探索，并取得了積極的成效。 08年冰凍災(zāi)害、四川汶川大地震、奧運通信保障，我們都經(jīng)受住了考驗。在建設(shè)跟不上，設(shè)備老化、落后的情況下，憑借著多年形成的完善的應(yīng)急處置管理體系，以及我們應(yīng)急通信保障隊伍的專業(yè)素養(yǎng)和

13、高度的責(zé)任感、使命感，圓滿地完成了抗擊冰凍災(zāi)害、抗震救災(zāi)，以及2008年北京奧運的通信保障任務(wù)，體現(xiàn)了我們應(yīng)急通信應(yīng)用的形象。應(yīng)急通信保障是我們各個電信企業(yè)重要的職責(zé)和任務(wù)。 2 衛(wèi)星應(yīng)急通信原理 2.1衛(wèi)星應(yīng)急通信的概念及系統(tǒng)組成 （1）衛(wèi)星應(yīng)急通信概念 衛(wèi)星通信簡單的說就是地球上（包括地面和大氣中）的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成[2]，如圖2.1所示。衛(wèi)星通信的特點是：通信范圍大，只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點之間都可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害的影響(可靠性高)，只要設(shè)置地球站電路即可開通(開通電路迅速)，同時可在多

14、處接收，能經(jīng)濟地實現(xiàn)廣播、多址通信(多址特點)。電路設(shè)置非常靈活，可隨時分散過于集中的話務(wù)量。同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間(多址聯(lián)接)。 圖2.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖 （2）衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及器工作原理 一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、通信地球站、跟蹤遙測指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)等四大部分組成[7]，如圖2.2所示。 圖 2.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖 通信衛(wèi)星的主體是通信裝置，靠通信裝置中的轉(zhuǎn)發(fā)器和天線來完成無線電中繼站的作用。一個衛(wèi)星的通信裝置可以包括一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器，每個轉(zhuǎn)發(fā)器能同時接收和轉(zhuǎn)發(fā)多個地球站的信號。用戶通過地球站（微波無線電收、發(fā)信臺）接入衛(wèi)星

15、線路，進(jìn)行通信。跟蹤遙測指令分系統(tǒng)對衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測量，定期對衛(wèi)星進(jìn)行軌道修正和位置保持等控制。監(jiān)控管理分系統(tǒng)是對定點的衛(wèi)星在業(yè)務(wù)開通前、后進(jìn)行通信性能的監(jiān)測和控制，以保證正常通信。 一條衛(wèi)星通信信道是由發(fā)端地球站、上行鏈路、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、下行鏈路和收端地球站所組成。發(fā)端地球站的信道終端設(shè)備首先將多路電話信號進(jìn)行復(fù)用，成為基帶信號，送到調(diào)制器對載波進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)上變頻器變換成載頻為f1的上行載波信號，最后經(jīng)過微波大功率放大器，經(jīng)雙工器由天線輻射出去。由發(fā)端地球站發(fā)出的上行載波信號經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸?shù)竭_(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器利用低噪聲接收機接收，并將載頻為f1的微波信號變換成下行載頻f2的信號，利用發(fā)射

16、設(shè)備的輸出功率放大器將信號放大到所需的電平，經(jīng)天線向地面發(fā)射。收端地球站利用高增益天線和低噪聲接收機接收下行載頻f2的信號，經(jīng)雙工器、低噪聲放大器和下變頻器的放大和變頻成為中頻信號，然后送到解調(diào)器恢復(fù)出基帶信號，最后通過復(fù)用設(shè)備進(jìn)行分路，并通過地面微波中繼線路或其他類型的長途線路等送給有關(guān)用戶。 常用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要有VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)、INMARSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)。 2.1.1 VAST通信系統(tǒng) 20世紀(jì)80年代初衛(wèi)星通信中出現(xiàn)的甚小口徑終端VSAT(Very Small Aperture Terminal)曾被比喻為計算機領(lǐng)域中出現(xiàn)的微機。它天線很小，與一般的衛(wèi)星地面站相比，可稱

17、為“微型地面站”。該技術(shù)九十年代初才在中國開始運用。這類小站可以很方便地安裝在用戶處。 通常，大量這類小站與一個大站協(xié)同工作，構(gòu)成一個衛(wèi)星通信網(wǎng)， 能夠支持范圍廣泛的單向或雙向數(shù)據(jù)、話音、圖像及其它綜合電信及信息業(yè)務(wù)。它的產(chǎn)生和發(fā)展是一系列先進(jìn)技術(shù)綜合運用的結(jié)果，奠定了衛(wèi)星通信設(shè)備向多功能化、智能化、小型化的方向發(fā)展。 典型的VSAT系統(tǒng)[5]（網(wǎng)絡(luò)）是由主站、衛(wèi)星和許多遠(yuǎn)端小站(VSAT)三部分組成的， 通常采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如圖2.3所示。 圖2.3 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖 衛(wèi)星通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星形、網(wǎng)狀或者星形／網(wǎng)狀混合三種，星形網(wǎng)由—個主站和若干個VSAT小站組成。主

18、站可與任一小站直接通信，各個VAST站之間必須通過主站轉(zhuǎn)接才能互相通信，此種網(wǎng)主要用于數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)狀網(wǎng)中各站無主次之分，任意兩個VSAT站都能直接互相通信，此種網(wǎng)主要用于話音傳輸?！獋€網(wǎng)內(nèi)可有數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千個VAST站。 圖 2.4 VSAT小站 VSAT網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是小站設(shè)備簡單、體積小、重量輕、且造價低，可車載或單人背負(fù)組網(wǎng)靈活、方便單個VSAT小站可方便地接入或離開現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)支持多種通信方式包括VSAT站與站之間的點對點通信、多個VSAT站之間的雙工通信、主站對小站的廣播通信通信容量大傳輸距離遠(yuǎn)適用于多種業(yè)務(wù)和速率通信質(zhì)量高， 路由少、鏈路環(huán)節(jié)少誤碼率低可配接各種終端

19、設(shè)備方便地與其他網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通。它是目前廣泛使用的一種組網(wǎng)式，衛(wèi)星通信方式應(yīng)作為我國應(yīng)急減災(zāi)通信系統(tǒng)的首選方式。 VSAT系統(tǒng)大量用于專網(wǎng)通信、應(yīng)急通信和“村村通”工程等領(lǐng)域。在汶川抗震救災(zāi)初期由于受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理條件復(fù)雜短時間內(nèi)無法打通光纜因此采取空投或空降的方式向災(zāi)區(qū)投放了大量的VSAT設(shè)備和配套的太陽能電池(或柴油發(fā)電機)， 每套VSAT可開通個2至4個公用電話， 投放后迅速形成通信能力， 初步滿足了抗震救災(zāi)的應(yīng)急通信需要。同時通過臨時架設(shè)的VSAT網(wǎng)絡(luò)， 在已修復(fù)的基站或臨時架設(shè)的小基站與移動交換機之間提供臨時通信鏈路恢復(fù)災(zāi)區(qū)人民的移動通信。災(zāi)區(qū)人民通過“中衛(wèi)1號”通信衛(wèi)星， 使用手

20、機與親人朋友取得了聯(lián)系[6]。 VSAT“村村通”工程重點在于解決我國偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)的通信問題。VSAT作為一種高效、穩(wěn)定、快捷、成熟的通信方式， 能為廣大農(nóng)村地區(qū)提供基本通信， 尤其在地面網(wǎng)絡(luò)無法達(dá)到的偏遠(yuǎn)區(qū)域更是不可替代的通信解決方式?！按宕逋ā辈粌H包含“村村通電話”工程而且還包含著“村村通電視”工程能夠使偏遠(yuǎn)地區(qū)接收到高清晰、多頻道的電視節(jié)目豐富廣大偏遠(yuǎn)地區(qū)人民的精神生活進(jìn)一步縮小城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝”。在突發(fā)的自然災(zāi)害面前它還是一種十分有效的應(yīng)急通信手段。在汶川抗震救災(zāi)中，VSAT“村村通”工程也得到了很好的利用，災(zāi)區(qū)未被破壞的遠(yuǎn)端VSAT話務(wù)量增加明顯，成為當(dāng)?shù)厝罕娤蛲饨绶答仦?zāi)情， 獲取救

21、援的惟一渠道。 2.1.2 INMARSAT系統(tǒng) 海事衛(wèi)星的出現(xiàn)是在上個世紀(jì)七十年代，它的出現(xiàn)和在這之前的海上的一些重大海難事故有密切關(guān)系。幾十年來，海事衛(wèi)星在海難救助以及海上航行的常規(guī)通信中發(fā)揮了巨大的作用。海事衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展也逐漸的走上了陸地，走進(jìn)了航空的領(lǐng)域?，F(xiàn)在說的海事衛(wèi)星是一個寬泛的概念，它實際上在為航空、航海和陸地同時提供著服務(wù)。中國交通通信中心是國內(nèi)唯一從事海事衛(wèi)星系統(tǒng)的運行、服務(wù)的支持、技術(shù)的發(fā)展的單位。INMARSAT系統(tǒng)是由國際海事衛(wèi)星組織管理的全球第一個商用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。原來中文名稱為“國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)”，現(xiàn)更名為“國際移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)”。 INMARSA

22、T系統(tǒng)由衛(wèi)星、固定站(岸站、航站等)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站和移動站(船站、機站、車載站等)組成，如圖2.5所示。 圖2.5 INMARSAT系統(tǒng)示意圖 INMARSAT通信系統(tǒng)的空間段由四顆工作衛(wèi)星和在軌道上等待隨時啟用的四顆備用衛(wèi)星組成。這些衛(wèi)星位于距離地球赤道上空約35700km的同步軌道上，軌道上衛(wèi)星的運動與地球自轉(zhuǎn)同步，即與地球表面保持相對固定位置。所有INMARSAT衛(wèi)星受位于英國倫敦INMARSAT總部的衛(wèi)星控制中心（SCC）控制，以保證每顆衛(wèi)星的正常運行。每顆衛(wèi)星可覆蓋地球表面約1／3面積，覆蓋區(qū)內(nèi)地球上的衛(wèi)星終端的天線與所覆蓋的衛(wèi)星處于視距范圍內(nèi)。 岸站（CES）是指設(shè)在海岸附

23、近的地球站，分屬INMARSAT簽字國主管部門所有，它既是與地面公用網(wǎng)的接口，也是衛(wèi)星系統(tǒng)的控制和接入中心。 船站（SES）是設(shè)在船上的地球站。因此，SES的天線在跟蹤衛(wèi)星時，必須能夠排除船身移位以及船身的側(cè)滾、縱滾、偏航所產(chǎn)生的影響；同時在體積上SES必須設(shè)計得小而輕，使其不致影響船的穩(wěn)定性，在收發(fā)機帶寬方面又要設(shè)計得有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。 SES根據(jù)INMARSAT業(yè)務(wù)的發(fā)展被分為A型站、B型站、M型站和C型站標(biāo)準(zhǔn)，1992～l993年投入應(yīng)用的B、M型站，采用了數(shù)字技術(shù)，它們最終將取代A型站和C型站。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站對整個洋區(qū)的信道進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)，對岸站調(diào)用電話電路的要求進(jìn)行

24、衛(wèi)星電路的分配與控制；監(jiān)視和管理信道使用狀況，并在緊急情況下強行插入正在通話的話路，發(fā)出呼救信號。 INMARSAT系統(tǒng)的一系列優(yōu)點，使得它在我國得到廣泛應(yīng)用。不僅作為地面網(wǎng)的一個有力補充和延伸，與地面系統(tǒng)共同發(fā)展，致力于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的移動通信問題，并在地面系統(tǒng)覆蓋不到的地區(qū)得以迅速發(fā)展，而且在搶險救災(zāi)、行業(yè)安全等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，成為應(yīng)急通信不可缺少的一部分。5.12汶川地震中發(fā)回來的第一張照片就是新華社通過海事衛(wèi)星(INMARSAT)發(fā)回來的。 2.2衛(wèi)星移動電話 （1）衛(wèi)星移動電話體積小、功耗低、使用簡便，整個通信網(wǎng)絡(luò)基本不不受地面環(huán)境條件的影響，方便人員攜帶或空投，可以在第一

25、時間運抵災(zāi)害現(xiàn)場，在其他通信設(shè)施回復(fù)之前是承擔(dān)災(zāi)區(qū)救援人員和民眾與外界聯(lián)系的唯一通道。因此在各類突發(fā)應(yīng)急事件中，最早使用的往往就是各類型號的衛(wèi)星移動電話。衛(wèi)星移動電話的缺點在于花話費比較昂貴，通信受氣候、空間遮擋等因素影響較大。在汶川地震救災(zāi)過程中，全國一共調(diào)集了近千臺衛(wèi)星電話，作為搶險救災(zāi)的排頭兵，為應(yīng)急指揮部門了解災(zāi)情、制定救災(zāi)方案、派遣救援人員、保障安全等方面作出了很大貢獻(xiàn)。在國內(nèi)使用較多的衛(wèi)星電話、歐星電話、銥星電話、全球星電話等。 （2）海事衛(wèi)星電話通過Inmarsat第四代衛(wèi)星系統(tǒng)向用戶提供話音服務(wù)，是衛(wèi)星通信和GSM通信雙模手機，是偏遠(yuǎn)地區(qū)通信和應(yīng)急通信的理想選擇。海事衛(wèi)星電話

26、是本次抗震救災(zāi)的主要衛(wèi)星通信工具。從汶川打出的第一個電話用的就是海事衛(wèi)星電話。北川縣現(xiàn)場搶險救災(zāi)指揮部于13日下午3時撥出的第一個電話也是通過海事衛(wèi)星電話。 （3）歐星電話用的是Thuraya的手持終端。Thuraya系統(tǒng)是一個由Thuraya衛(wèi)星通信公司建立的區(qū)域性靜止衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)覆蓋歐洲、非洲、亞洲、澳大利亞等110個國家和地區(qū)。歐星電話可以向用戶提供語音、短信、數(shù)據(jù)、傳真、GPS定位等業(yè)務(wù)。全球星系統(tǒng)是由48顆衛(wèi)星組成的全球低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)提供話音、數(shù)據(jù)、傳真和定位等業(yè)務(wù)在全球120個國家有超過21萬用戶。全星系統(tǒng)在我國北京和廣州建有信關(guān)站， 由于全球星手機必須要在信關(guān)站覆蓋區(qū)

27、內(nèi)才能進(jìn)行通信， 而墳川地震災(zāi)區(qū)位于信關(guān)站覆蓋區(qū)邊緣區(qū)域， 因此通信效果并不理想。銥星系統(tǒng)是世界第一個利用低軌道星座實現(xiàn)全球個人衛(wèi)星移動通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)實際上等于將地面蜂窩系統(tǒng)倒置在空中，于1998年11月1日投入運營， 提供話音、數(shù)據(jù)和定位信息服務(wù)。它開創(chuàng)了全球個人通信的新時代使人們在地球上任何地方都可以相互聯(lián)絡(luò)。據(jù)救援人員反映，銥星手機是這次抗震救災(zāi)中應(yīng)用效果最好的衛(wèi)星手機。 圖2.6 衛(wèi)星移動電話 圖2.7 海事衛(wèi)星電話 圖2.8歐星電話 2.3衛(wèi)星應(yīng)急通信的特點 衛(wèi)星應(yīng)急通信具有覆蓋面積大、傳輸距離遠(yuǎn)、通信頻帶寬、容量大、

28、通信線路穩(wěn)定、質(zhì)量好、建設(shè)組網(wǎng)快、機動靈活、可以廣播方式工作、便于實現(xiàn)多址連接、通信成本與通信距離無關(guān)等諸多優(yōu)點。與常規(guī)通信手段必須依賴地面設(shè)施如光纜、電線桿、基站等不同，衛(wèi)星應(yīng)急通信是利用空中的衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行地球上無線電臺、站之間的通信。從出現(xiàn)的第一天起，它就被賦予了重要的軍事、搶險、應(yīng)急、救援等通信任務(wù)。[8]在發(fā)生洪水、地震、戰(zhàn)爭等突發(fā)事件使地面光纜和微波中繼線路中斷時，衛(wèi)星應(yīng)急通信通信具有較高的機動性及靈活性，能夠快速組網(wǎng)，迅速恢復(fù)重要通信，完成應(yīng)急通信等特殊時期的語音、數(shù)據(jù)和圖像等通信任務(wù)。但其也有缺點，由于兩地球站向電磁波傳播距離有72000Km，信號到達(dá)有延遲，且10GHz以

29、上頻帶受降雨雪的影響，天線易受太陽噪聲的影響。 3衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在突發(fā)事件中的應(yīng)用 3.1 衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)在汶川地震中的應(yīng)用 1、VSAT地面衛(wèi)星通信站實現(xiàn)汶川縣城與外界進(jìn)行手機聯(lián)絡(luò) 2008年5月15日晚六點，中國聯(lián)通在四川地震嚴(yán)重的汶川縣映秀鎮(zhèn)開通VSAT地面衛(wèi)星通信站，這是首家電信運營商在此開通移動通信業(yè)務(wù)。成都軍區(qū)抗震救災(zāi)指揮部當(dāng)日亦向汶川縣城空投手機設(shè)備，包括軍用手機和聯(lián)通CDMA手機，并在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)小型基站。至此，讓汶川縣城與外界進(jìn)行手機聯(lián)絡(luò)終成為可能，如圖3.1所示。 圖3.1 微型衛(wèi)星地面站保障聯(lián)絡(luò) 2、通過INMARSAT系統(tǒng)傳出“孤城”第一聲 2008年

30、5月12日14時28分，四川省汶川爆發(fā)8.0級大地震，無數(shù)房屋瞬間夷為平地，公路、鐵路損毀嚴(yán)重，手機中斷、座機中斷、網(wǎng)絡(luò)不通，汶川瞬間成了一座“孤城”。由于固話、移動通信受災(zāi)中斷，衛(wèi)星電話在某段時間、某個地方將成唯一的聯(lián)絡(luò)工具。震后12分鐘，汶川縣電信員工劉道彬通過海事衛(wèi)星電話發(fā)出了來自震區(qū)的第一聲求救。44小時后，新華社記者徐壯志利用海事衛(wèi)星發(fā)出災(zāi)區(qū)的第一張圖片；武警某師參謀長王毅率領(lǐng)200名官兵到達(dá)汶川，通過海事衛(wèi)星電話向外界發(fā)出到達(dá)災(zāi)區(qū)部隊的第一個聲音。此后，各路搶險突擊隊都是攜帶海事衛(wèi)星電話進(jìn)入災(zāi)區(qū)。在通訊沒有恢復(fù)的情況下，抗震救災(zāi)前后方的聯(lián)絡(luò)只能通過衛(wèi)星通信。 圖3.2 海事衛(wèi)

31、星正用于四川都江堰上游紫平鋪水庫指揮協(xié)調(diào) 3.2 衛(wèi)星通信在貴州電力應(yīng)急通信網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用 1、災(zāi)情概況 2008年初的一次50年不遇的冰災(zāi)給貴州電力通信網(wǎng)造成了巨大的破壞。從1月19日第一條光纜斷纜開始，至2月18日冰災(zāi)后恢復(fù)重建止，貴州電力通信網(wǎng)主網(wǎng)受冰害造成光纜斷纜33條，8條光纜本體受損，光纜纖芯衰耗增大。地區(qū)網(wǎng)中斷光纜57條。貴州電網(wǎng)受冰災(zāi)影響的光纜總數(shù)有428條。中斷90條，中斷比例達(dá)21.03％。另有8條光纜受損。最嚴(yán)重時，貴州電力通信網(wǎng)解列成5個獨立的通信網(wǎng)，省調(diào)僅有一條臨時組織的通信出口。 2、解決辦法 圖3.3 應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 為了應(yīng)對這次危機

32、，貴州省電網(wǎng)公司應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)采用美國SatPath公司生產(chǎn)的Skyswitch衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來搭建貴州省電網(wǎng)公司的應(yīng)急衛(wèi)星通信專網(wǎng)。 SatPath的網(wǎng)絡(luò)采用了子網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以提供多種的連接組。SatPath的連接管理功能是目前VSAT工業(yè)中僅有的通過衛(wèi)星進(jìn)行路由尋址和交換的先進(jìn)技術(shù)，它是SatPath經(jīng)過多年的研究和開發(fā)的成果。 每個連接組可以配置成星狀組或網(wǎng)狀組。在貴州省電網(wǎng)的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)中，將會有一個網(wǎng)狀接通組和1個星狀接通組。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的使用成本很高，本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念是盡量地減少帶寬資源的使用。圖3.1所示為使用4信道的SkyMesh 4000終端所組成的多組混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的

33、配置，它可以使遠(yuǎn)端站直接同時與省調(diào)中心主站和各遠(yuǎn)端站同時進(jìn)行通信。 整個網(wǎng)絡(luò)是100%單跳連接，很好地利用了轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。網(wǎng)絡(luò)采用了MCPCFDMA，載波沒有信道復(fù)用報頭。它與TDMA 時分多址系統(tǒng)相比，在信道利用率上有 20% ~50%的改善MCPCFDMA 由于是零報頭，幾乎可以獲得100% 的通道效率。 對電廠和比較偏遠(yuǎn)的重要220kV及以上變電站，可加裝衛(wèi)星接收站，租用衛(wèi)星通道提供遠(yuǎn)動和調(diào)度電話的應(yīng)急通信?？紤]到發(fā)生突發(fā)事件時，滿足突發(fā)地點與調(diào)度中心的語音通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ㄒ螅膳渲靡欢〝?shù)量的衛(wèi)星應(yīng)急通信車。在任何需要的時候都能做到立即出發(fā)、盡快到達(dá)，滿足了電力調(diào)度應(yīng)急系統(tǒng)要求。

34、同時，為確保其使用效果，在配置衛(wèi)星應(yīng)急通信車時，必須考慮系統(tǒng)的最后通信接入問題，開通220kV及以上重要廠站和調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度通道。 應(yīng)急衛(wèi)星通信是電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)中一個重要的組成部分，在某些特殊情況下(如地震災(zāi)害)能發(fā)揮無法替代的作用。 3.3衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在安徽防汛中的應(yīng)用 1、衛(wèi)星通信技術(shù)在水利通信中的應(yīng)用情況 隨著通信事業(yè)的發(fā)展，衛(wèi)星通信以其覆蓋面廣、傳輸距離遠(yuǎn)、通信頻帶寬、系統(tǒng)容量大、質(zhì)量穩(wěn)定、建設(shè)組網(wǎng)快、站點設(shè)置靈活等優(yōu)點，越來越被廣泛應(yīng)用于防汛抗旱、水利管理等方面的工作。目前，水利部已擁有亞洲衛(wèi)星二號（AsiaSat- 2）半個波段，并建立了衛(wèi)星地面站，擔(dān)負(fù)起水利部部機關(guān)

35、與流域機構(gòu)的高速數(shù)據(jù)、圖像傳輸、話音等業(yè)務(wù)服務(wù)，承擔(dān)了部機關(guān)與重點省的防汛信息傳輸業(yè)務(wù)。 2、安徽省對防汛應(yīng)急通信的需求 安徽省地形復(fù)雜，氣候多樣，強降雨、大洪水、山洪、臺風(fēng)暴雨等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。這些突發(fā)性的自然災(zāi)害已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟建設(shè)。抵御洪澇災(zāi)害的重點不僅僅是城市人口密集地區(qū)。在全省江河、行蓄洪區(qū)以及一些偏遠(yuǎn)山區(qū)，山體滑坡、塌方、山洪、泥石流等發(fā)生時，帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡也是非常嚴(yán)重 的。而在這些特殊的地理環(huán)境中，地面有線或無線通信無法進(jìn)行覆蓋或者是在重大洪水發(fā)生的同時已經(jīng)完全將其破壞。防汛指揮調(diào)度中心對現(xiàn)場情況的了解和信息采集全部都要依賴于應(yīng)急通信。

36、因此在應(yīng)急通信中依托通信衛(wèi)星為傳輸手段，可以在最短的時間內(nèi)將應(yīng)急通信設(shè)備帶入突發(fā)洪水地點，從而將抗洪現(xiàn)場的情況、防汛信息等以語音、數(shù)據(jù)、動態(tài)圖像的方式傳送至防汛指揮調(diào)度中心，使各級防汛指揮部門第一時間內(nèi)掌握汛情信息，及時有效的進(jìn)行防洪調(diào)度，保障人民群眾生命安全，減少經(jīng)濟財產(chǎn)損失。 目前，全省已建設(shè)由省到市、廳直管單位及重要防洪工程的防汛抗旱綜合通信系統(tǒng)，涵蓋了數(shù)據(jù)、圖像、語音三種業(yè)務(wù)，基本滿足正常防汛及日常管理調(diào)度的需要。建設(shè)防汛應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主要是針對在發(fā)生大洪水、山洪災(zāi)害時，地面通信系統(tǒng)（專網(wǎng)或公網(wǎng)）中斷，實現(xiàn)防洪應(yīng)急狀態(tài)下現(xiàn)場與中心節(jié)點通信傳輸、骨干傳輸系統(tǒng)的保護(hù)路由及邊遠(yuǎn)地區(qū)水文

37、信息采集等，形成與地面防汛抗旱綜合通信系統(tǒng)互為一體、互為備份的可靠通信手段。 （3）衛(wèi)星防汛應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)防汛應(yīng)急通信應(yīng)對突發(fā)事件處置要求：具備快速、機動、高效性，能夠做到反應(yīng)快速，出行迅速，到達(dá)及時等特殊要求。衛(wèi)星防汛應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)宜以移動車載站、便攜站和衛(wèi)星電話為主，選擇點對點或點對多點雙向通信的星形網(wǎng)作為防汛應(yīng)急通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（防汛應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)見下圖） 圖 3.4 安徽省應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成 防汛應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括固定站（中心站）、車載臺、便攜站及衛(wèi)星電話組成，其中固定站和車載臺內(nèi)集成防汛所需的數(shù)據(jù)、圖像、語音三種業(yè)務(wù)設(shè)備。固定站設(shè)置在省防汛調(diào)度指揮中心

38、，并配備車載臺和便攜站各一套，防汛應(yīng)急衛(wèi)星電話主要配備在市級防汛中心，可根據(jù)應(yīng)急防汛需要調(diào)配使用管理。 在防汛救災(zāi)現(xiàn)場應(yīng)急情況下，衛(wèi)星通信車或便攜站到達(dá)發(fā)生突發(fā)事件以及搶險救災(zāi)等活動現(xiàn)場后，車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)在最短時間內(nèi)找到并鎖定衛(wèi)星，建立衛(wèi)星鏈路。在條件允許的環(huán)境下利用電纜將現(xiàn)場圖像和聲音信號傳送到應(yīng)急通信車或便攜站上。在環(huán)境復(fù)雜等不適合采用電纜傳送信號的情況下，可通過數(shù)字微波將現(xiàn)場圖像和聲音信號高質(zhì)量的傳送至應(yīng)急通信車或便攜站上。由車載站或便攜站通過衛(wèi)星傳送到防汛指揮調(diào)度中心，實現(xiàn)防汛現(xiàn)場與防汛指揮調(diào)度中心的實時異地會商、高清晰的現(xiàn)場圖像采集和傳輸、文件傳輸、Internet接入、話音通信

39、、信息共享等[9]。 防汛應(yīng)急通信系統(tǒng)是應(yīng)對防汛突發(fā)性事件的重要通信保障，通過防汛應(yīng)急通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信的建設(shè)，可為各級防汛指揮部門和水利管理部門防汛搶險救災(zāi)、處理突發(fā)性應(yīng)急事件等提供快捷有效的通信手段。尤其是在提高防汛現(xiàn)場的信息獲取能力、處理突發(fā)事件的快速反應(yīng)、組織協(xié)調(diào)、決策指揮等實際工作中具有重要意義，應(yīng)用前景廣闊。 3.4 寬帶VSAT通信系統(tǒng)在交通應(yīng)急指揮中的應(yīng)用 我國幅員遼闊，地理條件復(fù)雜。特別是近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，各行各業(yè)的經(jīng)濟活動也發(fā)展迅猛，人民生活水平也有了非常大的提高，道路交通、水運交通以及交通工具都有飛速的發(fā)展，使得公路、水陸交通的安全性受到很大的威脅，交通重大

40、特大事故和道路交通塌方等突發(fā)事件，也時有發(fā)生。這些突發(fā)的重大交通事故已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和國家的經(jīng)濟建設(shè)。 重大交通事故不僅僅發(fā)生在陸上城市人口密集區(qū)。在遠(yuǎn)洋、內(nèi)陸江河以及一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，塌方、洪水、地震或沉船等事故發(fā)生頻率也不斷增加。在這些遠(yuǎn)離人群的特殊地理環(huán)境下，地面線路（PSTN、GSM等）沒有辦法進(jìn)行覆蓋或是在重大事故發(fā)生的同時已經(jīng)完全被破壞掉了?，F(xiàn)場到指揮中心的全部通信都要依賴于應(yīng)急通信。應(yīng)急響應(yīng)，速度是關(guān)鍵。在交通應(yīng)急中采用交通應(yīng)急通信車、安全搜救船和單兵的應(yīng)急通信設(shè)備，可以在最短的時間內(nèi)將應(yīng)急通信設(shè)備帶入突發(fā)事件的發(fā)生地點，從而將交通現(xiàn)場的災(zāi)難情況、人員傷亡情況以

41、語音甚至動態(tài)圖像的方式匯報指揮中心，迅速確定災(zāi)難級別，有效的調(diào)動救援物資及醫(yī)療救援力量，在最短時間內(nèi)挽救傷者生命、挽回經(jīng)濟損失、恢復(fù)交通暢通[10]。 衛(wèi)星通信是真正的全球通信，具有覆蓋面廣、容量巨大、通信不受地理環(huán)境和氣候條件的限制等諸多優(yōu)點，機動靈活，接入方便，適用于多業(yè)務(wù)傳輸，可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠(yuǎn)距離漫游和機動靈活的移動通信服務(wù)等。在應(yīng)急通信中，衛(wèi)星通信具有不可替代的地位。 目前交通應(yīng)急通信系統(tǒng)主要使用國際移動衛(wèi)星、移動VSAT、集群通信等通信系統(tǒng)。作為交通應(yīng)急指揮的通信系統(tǒng)中的VSAT子系統(tǒng)，寬帶VSAT衛(wèi)星通信以其適應(yīng)信息傳達(dá)帶寬的量身定做的特點日益受到青睞。 V

42、SAT通信系統(tǒng)以其設(shè)備簡單、建設(shè)速度快、建站及通信費用低、組網(wǎng)靈活、多址接入、一點對多點、覆蓋面大、高可靠性、綜合通信能力強等特點獲得迅速地發(fā)展。VSAT特別適合在地域廣闊、地形復(fù)雜、地面通信網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)以及海洋實現(xiàn)遠(yuǎn)距離應(yīng)急通信。而隨著VSAT技術(shù)的日益成熟，為應(yīng)急救助提供寬帶VSAT通信服務(wù)已經(jīng)成為現(xiàn)實。 （1） 寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供功能 寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)以其為不同的應(yīng)急指揮中心與應(yīng)急救助現(xiàn)場間提供1～2M的通信帶寬，提供現(xiàn)場動態(tài)圖象實時傳輸、多路應(yīng)急救助指揮話音傳輸、現(xiàn)場保密數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，保障?yīng)急救助指揮信息的傳輸。寬帶VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)了應(yīng)急通信與日

43、常通信的結(jié)合應(yīng)用， 在應(yīng)急救援情況下提供以下功能。 ◇實時電視電話會議功能； ◇高清晰圖像傳輸功能； ◇應(yīng)急救助指揮電話功能； ◇應(yīng)急救助指揮信息查詢功能。 在日常情況下提供以下功能。 ◇話音（直接進(jìn)入陸地公網(wǎng)）； ◇視頻電話 ； ◇高帶寬Internet數(shù)據(jù)傳輸； ◇郵件服務(wù)； ◇衛(wèi)星氣象云圖的查詢； ◇電子海圖顯示及查詢； ◇信息查詢系統(tǒng)。 （2） 頻段的選擇 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)通常使用的頻段主要有C波段和Ku波段。根據(jù)交通安全應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用的需要，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)工作頻段的選擇應(yīng)主要從以下幾方面考慮：（1）與地面其他通信系統(tǒng)間的干擾；（2）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源

44、和現(xiàn)有通信技術(shù)和設(shè)備；（3）通信業(yè)務(wù)需求；（4）天線接收系統(tǒng)噪聲；（5）電波傳輸損耗；（6）天線口徑和高功放的使用等。C波段電波傳輸條件好，雨衰小，C波段最大雨衰量一般不超過1dB。路徑可靠性較高，但天線口徑較大。Ku波段通信質(zhì)量不存在微波干擾，天線口徑小，雨衰大，在暴雨情況下，上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過20dB。 交通系統(tǒng)應(yīng)急救援任務(wù)包括了陸地和海洋，陸地的應(yīng)急救助指揮多發(fā)生在暴雨、泥石流、塌方損毀公路，需要輕便的設(shè)備，故陸地選擇Ku波段為好；海洋救助受海上衛(wèi)星覆蓋全向輻射功率的影響、雨衰的影響，而且海洋救助往往發(fā)生在惡劣海洋氣候環(huán)境下，故海洋選擇C波段為好。即在我國交通安全應(yīng)急通信的

45、工作頻段選擇上，海洋提供C波段VSAT通信，陸地及海岸線提供Ku波段VSAT通信。 （3） 網(wǎng)絡(luò)管理 寬帶VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理，確保應(yīng)急救助指揮通信的暢通，平時又要滿足日常通信的需求，帶寬的有效合理應(yīng)用是管理重中之重。交通應(yīng)急寬帶VSAT系統(tǒng)實現(xiàn)了日常通信模式與應(yīng)急通信模式的有效管理。 （4） 日常工作模式與應(yīng)急模式之間的切換 為簡化用戶的操作使用，從日常工作模式到常規(guī)應(yīng)急模式之間的切換采用全自動方式。根據(jù)支持業(yè)務(wù)的不同，這兩種模式之間的切換主要是由于系統(tǒng)所支持的帶寬按需分配功能、QoS功能及負(fù)載自動均衡功能實現(xiàn)。所謂帶寬按需分配，是指衛(wèi)星帶寬可以按照用戶業(yè)務(wù)的需要動態(tài)分配調(diào)

46、整。與QoS結(jié)合在一起，就表現(xiàn)為每種業(yè)務(wù)具有不同優(yōu)先級，并可按照約定獲得不同的帶寬保證，即高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)優(yōu)先獲得需要的帶寬，低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)只能使用高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的剩余帶寬。高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)是指應(yīng)急救助任務(wù)時的指揮通信業(yè)務(wù)。 3.5衛(wèi)星應(yīng)急通信車在公共安全事件中的應(yīng)用 相信經(jīng)歷過“ 五.一二” 汶川地震以及08奧運的通信業(yè)界人士都非常清楚，在“突發(fā)公共事件”發(fā)生時，各相關(guān)部門需要以超過以往的反應(yīng)速度來進(jìn)行應(yīng)對。相關(guān)部門的人員和資源的調(diào)配、整體的組織、協(xié)調(diào)和指揮，以及迅速掌握第一現(xiàn)場信息資料的能力高低，都會影響到事件應(yīng)對的成與敗。大多數(shù)“突發(fā)公共事件”都離不開衛(wèi)星通信車的支持，通過衛(wèi)星通信車在短時

47、間內(nèi)就可以恢復(fù)或補充現(xiàn)場的通信業(yè)務(wù)。 衛(wèi)星通信車[11]的種類很多，從使用波段劃分有C波段衛(wèi)星通信車，Ku波段衛(wèi)星通信車，Ka波段衛(wèi)星通信車；從工作狀態(tài)劃分有“動中通”和“靜中通”兩種類型。 1、“動中通”衛(wèi)星通信車 “動中通”衛(wèi)星通信車能實現(xiàn)在通信車移動狀態(tài)下與中心的圖像、語音、數(shù)據(jù)通信，解決移動現(xiàn)場信息傳輸?shù)男枰！皠又型ā币苿有l(wèi)星通信車是創(chuàng)智數(shù)碼面向公安、軍事、水利、交通、搶險救災(zāi)、廣播電視、野外勘探等領(lǐng)域需求，以提供實時信息采集、應(yīng)急通信保障和現(xiàn)場指揮支持為主要目的的衛(wèi)星通信移動式平臺。整個系統(tǒng)由載車、“動中通”天線系統(tǒng)、車載通信應(yīng)用系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助設(shè)施等部分組成。能實現(xiàn)語

48、音通訊/傳真、數(shù)據(jù)傳輸、視頻信號接收/存儲、有線/無線攝像機視頻實時傳送、視頻會議、車載無線局域網(wǎng)和語音通訊/傳真等功能。 圖3.5 “動中通”衛(wèi)星通信車 2、“靜中通”衛(wèi)星通信車 “靜中通”衛(wèi)星通信車為公安、武警、部隊、機場、林業(yè)等部門處理緊急事件的需要而設(shè)計，具有在任何地區(qū)，任何天氣條件下，實現(xiàn)實時的圖像、語音、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸功能，此外還配備指揮、會議等設(shè)施，具有快速反映，操作方便，使用可靠、靈活等特點。 圖3.6 “靜中通”衛(wèi)星通信車 3、由衛(wèi)星通信車構(gòu)成的應(yīng)急通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信車，在汶川地震中幾乎是起到了“奇兵”的重要作

49、用。以在汶川地震中發(fā)揮出色的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟會員單位捷思銳的通信車為例，該車輛不同于公網(wǎng)移動通信使用的制式，所提供的無線視頻、無線語音、集群調(diào)度等業(yè)務(wù)都承載在專用終端上，目標(biāo)市場應(yīng)用為發(fā)生自然災(zāi)害、突發(fā)事件、電信網(wǎng)絡(luò)中斷、需要專用通信系統(tǒng)場景時的無線通信。與其應(yīng)急通信車相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括地面指揮中心、衛(wèi)星通信、McWiLL無線通信、現(xiàn)場應(yīng)急通信車、多業(yè)務(wù)作業(yè)終端、手持調(diào)度終端等。 圖3.7 由衛(wèi)星通信車構(gòu)成的應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖 在地面指揮中心部署核心的應(yīng)急通信系統(tǒng)，通過衛(wèi)星信道建立與通信車的通信信道。應(yīng)急通信系統(tǒng)具備強大的通信交換能力，為指揮中心與通信車、現(xiàn)場移動多業(yè)務(wù)終端、

50、手持終端設(shè)備之間提供交換連接服務(wù)，并可實現(xiàn)與公共電話網(wǎng)之間的連接；應(yīng)急通信車可以實時處理現(xiàn)場傳輸過來的語音、視頻信息，與地面指揮中心形成統(tǒng)一的指揮平臺。 4、中國衛(wèi)通為央視國際提供衛(wèi)星通信保障 汶川地震發(fā)生后，中國衛(wèi)通技術(shù)人員隨中央國際網(wǎng)絡(luò)新聞頻道記者趕赴災(zāi)區(qū)，通過衛(wèi)星雙向視頻語音系統(tǒng)，進(jìn)行“震區(qū)尋親呼應(yīng)中心” 、 “我在現(xiàn)場”的網(wǎng)上直播，幫助災(zāi)區(qū)人民找尋親人，幫助外界了解災(zāi)民的生活狀況。5月22日14點30分，中國衛(wèi)通“動中通”衛(wèi)星通信車隨央視國際網(wǎng)記者奔赴災(zāi)區(qū)利用衛(wèi)通雙向語音視頻連線央視國際“我在現(xiàn)場”現(xiàn)場報道汶川大地震重災(zāi)區(qū)的德陽市綿竹縣遵道小學(xué)。15點15分，中國衛(wèi)通“動中通”衛(wèi)

51、星通信車還為央視國際“我在現(xiàn)場”現(xiàn)場連線遵道沈陽野戰(zhàn)醫(yī)院的衛(wèi)星通信保障。 圖3.8 中國衛(wèi)通“動中通”在遵道小學(xué)提供通信保障 5、應(yīng)急衛(wèi)星通信車在2008年北京奧運會安全保障方面也發(fā)揮了重要的作用 由于馬拉松、公路競走、高爾夫、賽艇等大型體育比賽具有多場景、長距離、大場面、移動快等特點，所以用一般電視設(shè)備難以完成現(xiàn)場轉(zhuǎn)播任務(wù)的， 只能用移動轉(zhuǎn)播的“動中通”衛(wèi)星車來保障。此外，在北京奧運會期間，經(jīng)常會形成臨時密集的通信區(qū)，地面蜂窩系統(tǒng)會出現(xiàn)過載，滿足不了當(dāng)時的通信需求，此時可以把應(yīng)急衛(wèi)星通信車開到臨時密集通信區(qū)作為臨時基站來解決通信密集的問題。這樣做既靈活機動， 又經(jīng)濟

52、高效。這種臨時移動通信基站主要由基站、E1壓縮設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器、室外單元ODU和天線及伺服系統(tǒng)等五部分組成。 3.5 IPStar衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)在地震中的應(yīng)用 圖 3.9 Ipstar衛(wèi)星 IPStar系統(tǒng)是我國引進(jìn)的第一個投入實際運營的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。泰國IPStar衛(wèi)星于2005年8月發(fā)射，是一顆大容量商用寬帶通信衛(wèi)星，通信總?cè)萘窟_(dá)45Gb/s。它可為中國大陸提供12Gb/s的傳輸能力，使我國進(jìn)入寬帶衛(wèi)星通信的新時代。該IPStar系統(tǒng)完全基于IP進(jìn)行設(shè)計， 是一個全I(xiàn)P的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。IPStar系統(tǒng)由建設(shè)在北京、上海、廣州的三個IPStar關(guān)口站系統(tǒng)和遍布在全國各地的IPSta

53、r端站組成。IPStar關(guān)口站系統(tǒng)是核心交換節(jié)點，為IPstar端站提供互聯(lián)網(wǎng)接入、VOIP電話交換和各種內(nèi)容提供服務(wù)。三個關(guān)口站之間建立光纜連接，實現(xiàn)了全國范圍的通信交換能力。IPStar關(guān)口站與國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)連接，使得IPStar用戶繞開了地面網(wǎng)絡(luò)的多重路由器連接， 與骨干網(wǎng)的距離大大縮短，可以充分保證互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量[4]。 IPStar衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)的特點是容量大，最多可以容納幾十萬用戶， 由于其基于IP的特性， 一個終端可以同時提供話音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)木C合電信服務(wù)， 同時重量和體積適宜于運輸和攜帶。 在應(yīng)急搶險的前線，IPStar 是有用的工具。前方災(zāi)難現(xiàn)場配置數(shù)套IP

54、Star便攜站、IP電話、PC機、視頻編碼器等，后方指揮中心相應(yīng)配置IPStar固定站， IP電話、PC機、視頻解碼器等，這樣前方災(zāi)區(qū)現(xiàn)場和后方指揮中心之間就能夠?qū)崟r傳輸話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)。汶川抗震救災(zāi)投入的IPStar設(shè)備超過了50套， 通過便攜式IPStar衛(wèi)星寬帶終端在映秀鎮(zhèn)與某集團(tuán)軍救災(zāi)指揮部間建立的衛(wèi)星寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)， 第一個將映秀鎮(zhèn)的救助畫面實時傳回到四川省抗震救災(zāi)指揮中心，為救災(zāi)指揮部及時準(zhǔn)確地指揮災(zāi)區(qū)救援、衛(wèi)生防疫及災(zāi)后重建工作提供了通信保障，同時也為在災(zāi)區(qū)采訪的各新聞媒體提供了新聞、圖片的衛(wèi)星上網(wǎng)回傳手段，為救災(zāi)人員和受災(zāi)群眾提供了免費衛(wèi)星IP電話服務(wù)。在唐家山堰塞湖搶險

55、過程中， 為現(xiàn)場指揮部架設(shè)了10個無人值守衛(wèi)星寬帶水情監(jiān)控點，將所有水域水文災(zāi)情視頻圖像傳到綿陽避險疏散指揮部和國務(wù)院， 為搶險救災(zāi)工作快速決策和指揮提供了科學(xué)準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。 4 我國衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展 汶川地震后，應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)再次引發(fā)社會各界的思考，成為各方關(guān)注的焦點。建設(shè)一個能夠有效為政府和公眾提供必要信息服務(wù)、具備各部門之間信息共享能力的應(yīng)急通信系統(tǒng)的需求愈發(fā)迫切。針對應(yīng)急通信的特點，以衛(wèi)星通信為核心來構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)已得到了世界各國的廣泛認(rèn)同。結(jié)合我國實際情況，我們認(rèn)為衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)需要做到以下幾點。 （1）建立高效、適合我國國情的應(yīng)急通信管理機制

56、應(yīng)急通信管理機制包括應(yīng)急環(huán)境下的指揮關(guān)系、組織模式、頻譜資源的管理、衛(wèi)星資源調(diào)度和管理、衛(wèi)星裝備的配置等。此外，還需要進(jìn)行一定數(shù)量的應(yīng)急衛(wèi)星通信裝備儲備，保證發(fā)生緊急情況時的使用；特別是對于頻譜資源，需要有一個應(yīng)急使用的保障和調(diào)度策略，確保應(yīng)急時通信的順暢進(jìn)行[3]。 （2）對應(yīng)急衛(wèi)星通信需求及其應(yīng)用模式進(jìn)行深入研究 必須對各使用部門，包括部隊、公安、武警、交通、消防、農(nóng)業(yè)、海洋、地質(zhì)、氣象等的應(yīng)急衛(wèi)星通信的需求和應(yīng)用模式進(jìn)行深入研究，理清其應(yīng)急衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀、未來的需求和總體能力，有針對性的進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)發(fā)展，避免重復(fù)建設(shè)。 （3）統(tǒng)一技術(shù)體制、使用標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范、構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用平臺，

57、形成高效互聯(lián)互通的衛(wèi)星應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò) 針對應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)體制眾多、功能重復(fù)、互聯(lián)互通難等問題，必須對應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計，確保各應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間及與其它信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作。 首先，通過對需求和應(yīng)用模式的研究，對應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)定義統(tǒng)一的體系架構(gòu)，包括系統(tǒng)能力、技術(shù)體制和接口規(guī)范等方面，并通過開放標(biāo)準(zhǔn)和互聯(lián)接口，確保系統(tǒng)間的互聯(lián)互通。 其次，可基于IP技術(shù)建立跨部門、跨系統(tǒng)使用的統(tǒng)一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，將各應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)納入統(tǒng)一的體系，形成衛(wèi)星應(yīng)急通信專網(wǎng)，該專網(wǎng)中設(shè)立統(tǒng)一的管理中心站，實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的統(tǒng)一調(diào)配，IP地址的分配、設(shè)備的管理及對外部網(wǎng)絡(luò)的互通等功能。

58、通過定義幾類標(biāo)準(zhǔn)的空中接口方案，各應(yīng)急衛(wèi)星通信裝備能隨時接入該應(yīng)用專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，外部網(wǎng)絡(luò)通過中心站提供的IP接口實現(xiàn)與衛(wèi)星應(yīng)急通信專網(wǎng)中各站型的通信。對于話音業(yè)務(wù)，可以通過指定的衛(wèi)星地面中央站進(jìn)行中繼，來達(dá)到不同系統(tǒng)衛(wèi)星通信終端之間的通信、衛(wèi)星通信終端與其它信息系統(tǒng)終端設(shè)備之間的通信。 （4）及早建設(shè)與發(fā)展自主衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，增強應(yīng)急通信能力 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的終端體積小、機動能力強，非常適合應(yīng)急使用，但我國尚無自主運營的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，手持衛(wèi)星通信終端幾乎全依賴進(jìn)口。衛(wèi)星移動通信能夠充分發(fā)揮衛(wèi)星通信靈活和覆蓋的優(yōu)勢，是解決突發(fā)事件通信問題有效手段，我們必須從戰(zhàn)略的高度出發(fā)，提高

59、對衛(wèi)星移動通信戰(zhàn)略地位的認(rèn)識，加速發(fā)展S波段衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，包括靜止軌道GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)和低軌道LEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，填補衛(wèi)星移動通信的空白，增強對小型化便攜終端以及手持衛(wèi)星電話的支持能力。 結(jié)論 在應(yīng)對突發(fā)事件中，衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)有著很大的優(yōu)越性，不僅不受時間、地點、環(huán)境等多種因素的限制，而且還有開通電路需要的時間短、通信容量較大、組網(wǎng)方式靈活等多種優(yōu)點。衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)可以在事發(fā)現(xiàn)場實現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)、話音等多媒體信息的不間斷大容量的雙向傳輸，實現(xiàn)全天候的、實時的信息通信。因此，衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)在應(yīng)急綜合信息保障系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用。 致謝 本文在選題和研究過程

60、中得到了 老師的悉心指導(dǎo)。 老師多次詢問論文進(jìn)度并給予了我寶貴的意見，提供了很多及時的信息與資料，使我獲得了很大的幫助，在此表示深深地感謝。 參考文獻(xiàn) [1]李偉章.全角度解析抗震救災(zāi)的應(yīng)急通信[J].通信世界, 2008, (2):15-17. [2]郭詮水.衛(wèi)星通信設(shè)備維護(hù)操作手冊[M].北京:人民郵電出版, 2009: 1-17. [3] 張乃通. 對發(fā)展衛(wèi)星通信的思考[J]. 數(shù)字通信世界, 2005, (10):15-17. [4]祝龍雙.衛(wèi)星寬帶在應(yīng)急通信和災(zāi)害備份中的應(yīng)用[J].衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò), 2008, (07):24-25. [5]夏克文.衛(wèi)星通信[M]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 2008:1-20. [6]王濤.從汶川地震看衛(wèi)星通信市場化[J].通信世界,2008, (2):33-36. [7]陳帥. E-200衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用[J].無線通信技術(shù),2009, (01): 25-26. [8] 魯義軒.衛(wèi)星應(yīng)急通信平臺的靈活與獨立性[J].通信世界,2009, (10): 40-42. [9]周千里.重大現(xiàn)場應(yīng)急通信體系研究與探討[J].網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用, 2008，（12）：40-44. [10]張鵬等.突發(fā)自然災(zāi)害與應(yīng)急通信[J].通信與信息技術(shù)，2008，(01): 51-53. [11]