天基物联网发展设想_柳罡
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、 、
（
２
）
森 林 山 体 河 流 海 洋 等 地 区 灾 害 的 监测
、
、
、
、
方面
＿ １ ２
。
（
３
）
深 海 远 海 的 海 洋 监 测 管 理 海上 浮 标 海
、
，
Ａ Ｒ Ｇ Ｏ 萃 钵
“ ”
、
上 救 生 等 高 级 研 究 与 全 球 观测 卫 星
（
（
Ａ ｒｇ ｏｓ
、 、
’
、
有 国外 的
ａ
Ｏｒ ｂ ｃ ｏ ｍ ｍ
系统
［
６
］
，
Ａ ｒｇｏ ｓ
系统
，
［
７
８
］
，
国 内 基 海 上 资 源 管 理 和 保 护 等
？
。
于 北 斗 系 统 的 输变 电 设 施 远 程 监 控 以 及 军 事 上 的，
卫星 数 据链 等
－
似
■
ｒ ｒｔ
／
－
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｜
／
－
Ａ
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、
，
物 品 人 与 物 品 人 与 人 之 间 的 互 联 互 通 的 网 工 作
， ，
。
络
［
１
’
２
］
。
天 基物 联 网 是 以 天 基 通 信 网 络 为 核 心 和 基
、
，
，
３
）
（
系 统 抗 毁 性强
，
自然灾
。
害 突 发 事 件 等 应急
、
础 并 融 合 了 天 基 导 航 遥感 等 服 务 为 物 品 与 物 品
收稿
日期
：
２０
１
５
－
１
０ ３０
－
修 订 日 期
目
：
２０ １ ５
－
１
１
－
２０
５７ ０
基金 项 目 国 家
：
８ ６３
计划 资助 项
－
（
２０
１
５
ＡＡ ０
１
１
）
，
国
家
自
然 科 学基 金 资 助 项
目
（
９
１
３ ３ ８２ ０ １
）
，
工 程 院 咨询 研究 项 目
（
２ ０１ ５
－
ＸＺ ０２
）
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．
Ｋ ｅｙ ｗｏ ｒｄ ｓ
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：
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献标 识 码
Ａ 文 章 编 号
１
：
６７ ３ ５ ６ ９ ２
－
（
２０ １ ５
）
０６ ５ ８ ６
－
４７
Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ｏ ｎ Ｄｅ ｖ ｅ
Ｌ Ｉ Ｕ Ｇａ ｎ
（
ｌ
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，
，
、
等 给 人 类 造成 的 威胁
）
。
监 测 及 控 制 等 在某 些 领 域 已 经 发 展 的 较 为 成 熟 这Ａ 些应 用 本 质上 都属 于 天 基 物 联 网 的 范 畴
。
、
ｒ
ｇｏ ｓ
系 统 的 应 用 非 常广 泛 包 括 气 候 变 化 监
，
比 较 典 型测 海 洋 与 气 象 监 测 生 物 多 样 性 保护 水 资 源 监 控
、 、
景 充 满 潜 力 速 准 确 大 范 围 地 收集 全 球 海 洋 〇
、
，
￣
２ ００ ０ｍ
的 海水
温 度 和 盐 度剖 面 资 料 有 助 于 更 细 致地 了 解 大 尺 度
１ 发 展 现 状 实 时 海 洋 的 变 化 提 高 气 候 和 海洋 预 报 的 精 度 有 效
．
２０ １ ５
．
０６
．
００５
天 基 物 联 网 发展 设 想
ห้องสมุดไป่ตู้里 陆
，
洲
，
周
彬 胡 金晖 秦
，
，
，
鹏 秦智 超
，
（
中 国 电 子科 学研究 院 北
京
１
０００ ４ １
）
摘
要 随 着 天 基 网 络设 施 和 技 术 的 逐 新 发 展 成 熟 如 何 利 用 天 基 网 络 开 展 应 用 服 务 成 为 未 来 发 展
荷 和 终端 设 备 将 复 杂 环 境 下 的 传 感 器 连 人 天 基 物隔
，
３
０ ０ ｋ ｍ
３ ０ ００
布放
，
一
个 由 卫 星 跟踪 的 剖 面 漂流 浮 标 总
，
一
联 网 实 现物 联 信 息 的 跨 地 域 传 输 是解 决 目 前 地 面 计 为
，
，
个 组成
个庞大 的
一
Ａ Ｒ ＧＯ
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，
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，
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全球 海 洋 实 时
物 联 网 短板 的 有 效 途 径
［
３
’
４
］
。
随着 我 国 天 地
，
一
体 化 观 测 网
。
Ａ Ｒ ＧＯ
计划是
个 典 型的 利 用 天 基 信 息 网
，
信 息 网 络技 术 的 不 断 发 展
。
ｍ
天 基 物 联 网 的 应 用 前络 将 人 平 台 和 传 感 器 互 联 的 天 基 物 联 系 统 能 快
．
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： ，
的重点
。
天 基物 联 网
是 天基 网 络的 典 型 应 用
。
，
研 究 天基物联
网 的
发展 对 于 指 导 天基
，
网
络 建设 及 其
户
应 用 开 发具 有 重 要 意 义
和业 务 特性 提 出
，
本 文在 分析 了
当
前 天基物联 网 发展现 状 和 特 点基础 上 依据 其 用
， ，
特性
统物 联 网 增 加 了 许 多 独特 的 优 势
〇
弓
丨
：
言
，
（
１
）
通 信 网 络 覆盖 地 域 广 可 实 现 全 球 覆 盖 传
，
，
感 器 的 布 设几 乎 不 受 空 间 限 制
根 据 国 际 电 信联 盟 定 义 物 联 网 是 解 决 物 品 与
２
（
。
）
几 乎 不受 天 气 气候 影 响 全 天 时 全天 候
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．
Ｂ ａ ｓ ｅｄ ｏｎ ｈ ｅ ａｎ ａ ｌｙ ｓ
， ，
防 御全 球 日 益 严 重 的 气 候 和 海 洋 灾 害
目
、
（
如 飓风 台
、
、
前 国 内 外并 没 有 相 关 文献 明 确 提 出 天 基 物 联 风 龙 卷 风 冰 暴 洪 水 和 干 旱 以 及 风 暴 潮 赤 潮
、
、
，
网 的 概 念 但 是 基 于 天 基 信息 系 统 开 展 的 数 据 采 集
２０
１
ｆ蜗 金 ＊ 叫 第６ 期 ｎａ ５ 年 ２ 月 Ｊｏ ｕ ｒ
１
１
技
ｏ ｆ Ｃ Ａ Ｅ ＩＴ
＊
１
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．
１
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．
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５
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工程与应用
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－
５ ６ ９２
－
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；
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； ；
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了 基于 天基信 息 网 络 的 物联 网 体 系 架 构 组成 及功 能
了
并 对 其 应 用 模 式进 行 了 探
索
，
为 天 基 物 联 网 的 未 来 发 展 提供
：
思路
；
。
关 键词
天基物联 网
：
；
云平 台
；
天 基 网 络 数据 采 集 卫 星 系 统
：
中 图分 类 号
ＴＰ３ ９ ３ 文
ｔ
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。
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．
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Ｏ ｒｂ ｃ ｏ ｍｍ ｍ ｍ
“
的 输 变 电 设 施 远 程 监 控 系 统 进 行 试 点 应 用
）
［
９
］
。
在
轨 道通 信
，
、
，
，
、
、
现 了 服 务 能 力 与 需求 失 配 的 现 象
（
１
。
这 些 领 域 包括 用
：
。
Ｏ ＲＢ Ｃ Ｏ Ｍ Ｍ
、
系 统 的 应 用 涉 及 多 工 业 领域
、 、 、
，
诸如
）
海 洋 森 林 矿产 等资 源 的 监 视 与 管 理 交 通 运 输 油 气 田 水 利 环 保 渔 船 和 消 防 报 警 等
， ，
情 况下 依 旧 能够 正 常 工作
１
人 与 物 品 人 与人 提 供 无 障 碍 交互 的 综合 信 息 系 统 物 联 网 从
。
， ，
９ ９９
年 提 出 至 今 已 经形 成 了 完 整 的
， ，
鉴 于天 基 信 息 系 统 的 特 点 天 基物 联 网 相 比 传 概念 依 托 地 面 网 络 的 物 联 网 应 用 逐 渐 发 展 成 熟 但
，
，
（
６
）
军 事 的 无 人 机 导 弹 舰 船 车 辆 的 协 同 为 高 纬 度 地 区 的 水 文 气 象 监 测 仪 器 提 供 了
、
、 、
一
、
种很
控制 好 的 通 信 手段
，
。
利 用 天 基 信 息 网 络 的 优 势 通 过 天 基 物 联 网 载 Ａ ＲＧ Ｏ 全 球 海 洋实 时 观 测 计 划 在 全 球 大 洋 中 每
２０
１５
年第
６
期 柳
罡 等 天 基 物 联 网 发 展 设 想 ５ ８ ７
：
在
一
些 大 范 围 跨 地 域 恶 劣 环 境 等 数 据 收 集 的 领 程 数 据 采 集 系 统 监 控 车 辆 船 舶 及 移 动 设 施 的跟 踪
、
、
、
、
域 由 于 空 间 环 境等 限 制 地 面 物 联 网 无 能 为 力 出 定 位 短 信 息 报 文 的 传递 收发 电 子 邮 件 等方 面 的 应
）
系统是 由
４
５
）
交 通 物流 输 油 管 道 电 网 等 监 控 管 理法 国 和 美 国 联 合 建 立 该 系 统 利 用 低 轨 卫 星 传 送 各
、 、 、
，
（
）
野 外环 境下 珍 稀 动 物 的 跟 踪 监测 种 环 境监 测 数 据 并 对 测量 仪器 的 运 载 体进行 定 位
（
２
）
森 林 山 体 河 流 海 洋 等 地 区 灾 害 的 监测
、
、
、
、
方面
＿ １ ２
。
（
３
）
深 海 远 海 的 海 洋 监 测 管 理 海上 浮 标 海
、
，
Ａ Ｒ Ｇ Ｏ 萃 钵
“ ”
、
上 救 生 等 高 级 研 究 与 全 球 观测 卫 星
（
（
Ａ ｒｇ ｏｓ
、 、
’
、
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Ｏｒ ｂ ｃ ｏ ｍ ｍ
系统
［
６
］
，
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系统
，
［
７
８
］
，
国 内 基 海 上 资 源 管 理 和 保 护 等
？
。
于 北 斗 系 统 的 输变 电 设 施 远 程 监 控 以 及 军 事 上 的，
卫星 数 据链 等
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似
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、
，
物 品 人 与 物 品 人 与 人 之 间 的 互 联 互 通 的 网 工 作
， ，
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［
１
’
２
］
。
天 基物 联 网 是 以 天 基 通 信 网 络 为 核 心 和 基
、
，
，
３
）
（
系 统 抗 毁 性强
，
自然灾
。
害 突 发 事 件 等 应急
、
础 并 融 合 了 天 基 导 航 遥感 等 服 务 为 物 品 与 物 品
收稿
日期
：
２０
１
５
－
１
０ ３０
－
修 订 日 期
目
：
２０ １ ５
－
１
１
－
２０
５７ ０
基金 项 目 国 家
：
８ ６３
计划 资助 项
－
（
２０
１
５
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１
）
，
国
家
自
然 科 学基 金 资 助 项
目
（
９
１
３ ３ ８２ ０ １
）
，
工 程 院 咨询 研究 项 目
（
２ ０１ ５
－
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）
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．
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Ａ 文 章 编 号
１
：
６７ ３ ５ ６ ９ ２
－
（
２０ １ ５
）
０６ ５ ８ ６
－
４７
Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ｏ ｎ Ｄｅ ｖ ｅ
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（
ｌ
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，
，
、
等 给 人 类 造成 的 威胁
）
。
监 测 及 控 制 等 在某 些 领 域 已 经 发 展 的 较 为 成 熟 这Ａ 些应 用 本 质上 都属 于 天 基 物 联 网 的 范 畴
。
、
ｒ
ｇｏ ｓ
系 统 的 应 用 非 常广 泛 包 括 气 候 变 化 监
，
比 较 典 型测 海 洋 与 气 象 监 测 生 物 多 样 性 保护 水 资 源 监 控
、 、
景 充 满 潜 力 速 准 确 大 范 围 地 收集 全 球 海 洋 〇
、
，
￣
２ ００ ０ｍ
的 海水
温 度 和 盐 度剖 面 资 料 有 助 于 更 细 致地 了 解 大 尺 度
１ 发 展 现 状 实 时 海 洋 的 变 化 提 高 气 候 和 海洋 预 报 的 精 度 有 效
．
２０ １ ５
．
０６
．
００５
天 基 物 联 网 发展 设 想
ห้องสมุดไป่ตู้里 陆
，
洲
，
周
彬 胡 金晖 秦
，
，
，
鹏 秦智 超
，
（
中 国 电 子科 学研究 院 北
京
１
０００ ４ １
）
摘
要 随 着 天 基 网 络设 施 和 技 术 的 逐 新 发 展 成 熟 如 何 利 用 天 基 网 络 开 展 应 用 服 务 成 为 未 来 发 展
荷 和 终端 设 备 将 复 杂 环 境 下 的 传 感 器 连 人 天 基 物隔
，
３
０ ０ ｋ ｍ
３ ０ ００
布放
，
一
个 由 卫 星 跟踪 的 剖 面 漂流 浮 标 总
，
一
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，
，
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一
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全球 海 洋 实 时
物 联 网 短板 的 有 效 途 径
［
３
’
４
］
。
随着 我 国 天 地
，
一
体 化 观 测 网
。
Ａ Ｒ ＧＯ
计划是
个 典 型的 利 用 天 基 信 息 网
，
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。
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天 基 物 联 网 的 应 用 前络 将 人 平 台 和 传 感 器 互 联 的 天 基 物 联 系 统 能 快
．
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。
天 基物 联 网
是 天基 网 络的 典 型 应 用
。
，
研 究 天基物联
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发展 对 于 指 导 天基
，
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络 建设 及 其
户
应 用 开 发具 有 重 要 意 义
和业 务 特性 提 出
，
本 文在 分析 了
当
前 天基物联 网 发展现 状 和 特 点基础 上 依据 其 用
， ，
特性
统物 联 网 增 加 了 许 多 独特 的 优 势
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１
）
通 信 网 络 覆盖 地 域 广 可 实 现 全 球 覆 盖 传
，
，
感 器 的 布 设几 乎 不 受 空 间 限 制
根 据 国 际 电 信联 盟 定 义 物 联 网 是 解 决 物 品 与
２
（
。
）
几 乎 不受 天 气 气候 影 响 全 天 时 全天 候
ｔ
ｔｅ ｃ ｔｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｓ
－
ｉ
ｓ ｏ ｆ Ｓ
－
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ｒｅ ｓ
，
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ｏｓ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ａ ｒｃ ｈ
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ＯＴ
ｉ
ｓ
ｓｉ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ａｎ ｄ ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａｔ ｉ ｏｎ ｓ ｏｆ ｓ ｐ ａ ｃ ｅｎ ｅｔ ｗｏ ｒｋ ｇ ｎｉｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｆ
．
Ｂ ａ ｓ ｅｄ ｏｎ ｈ ｅ ａｎ ａ ｌｙ ｓ
， ，
防 御全 球 日 益 严 重 的 气 候 和 海 洋 灾 害
目
、
（
如 飓风 台
、
、
前 国 内 外并 没 有 相 关 文献 明 确 提 出 天 基 物 联 风 龙 卷 风 冰 暴 洪 水 和 干 旱 以 及 风 暴 潮 赤 潮
、
、
，
网 的 概 念 但 是 基 于 天 基 信息 系 统 开 展 的 数 据 采 集
２０
１
ｆ蜗 金 ＊ 叫 第６ 期 ｎａ ５ 年 ２ 月 Ｊｏ ｕ ｒ
１
１
技
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工程与应用
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；
ｆ ｌ ｉ ｃ ｌ ｏｕｄ ｐ ｌ ａｔ ｏ ｒ ｍ ｓｐ ａｃ ｅ ｎ ｅｔ ｗ ｏ ｒｋ ｄ ａ ｔ ａ ｃｏ ｌ ｅｃ ｔ ｏｎ ｓ ａｔ ｅｌ ｌ
； ；
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ｔ ｅ ｓ
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ｙｓ
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了 基于 天基信 息 网 络 的 物联 网 体 系 架 构 组成 及功 能
了
并 对 其 应 用 模 式进 行 了 探
索
，
为 天 基 物 联 网 的 未 来 发 展 提供
：
思路
；
。
关 键词
天基物联 网
：
；
云平 台
；
天 基 网 络 数据 采 集 卫 星 系 统
：
中 图分 类 号
ＴＰ３ ９ ３ 文
ｔ
ｆｒ
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。
１
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１
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“
的 输 变 电 设 施 远 程 监 控 系 统 进 行 试 点 应 用
）
［
９
］
。
在
轨 道通 信
，
、
，
，
、
、
现 了 服 务 能 力 与 需求 失 配 的 现 象
（
１
。
这 些 领 域 包括 用
：
。
Ｏ ＲＢ Ｃ Ｏ Ｍ Ｍ
、
系 统 的 应 用 涉 及 多 工 业 领域
、 、 、
，
诸如
）
海 洋 森 林 矿产 等资 源 的 监 视 与 管 理 交 通 运 输 油 气 田 水 利 环 保 渔 船 和 消 防 报 警 等
， ，
情 况下 依 旧 能够 正 常 工作
１
人 与 物 品 人 与人 提 供 无 障 碍 交互 的 综合 信 息 系 统 物 联 网 从
。
， ，
９ ９９
年 提 出 至 今 已 经形 成 了 完 整 的
， ，
鉴 于天 基 信 息 系 统 的 特 点 天 基物 联 网 相 比 传 概念 依 托 地 面 网 络 的 物 联 网 应 用 逐 渐 发 展 成 熟 但
，
，
（
６
）
军 事 的 无 人 机 导 弹 舰 船 车 辆 的 协 同 为 高 纬 度 地 区 的 水 文 气 象 监 测 仪 器 提 供 了
、
、 、
一
、
种很
控制 好 的 通 信 手段
，
。
利 用 天 基 信 息 网 络 的 优 势 通 过 天 基 物 联 网 载 Ａ ＲＧ Ｏ 全 球 海 洋实 时 观 测 计 划 在 全 球 大 洋 中 每
２０
１５
年第
６
期 柳
罡 等 天 基 物 联 网 发 展 设 想 ５ ８ ７
：
在
一
些 大 范 围 跨 地 域 恶 劣 环 境 等 数 据 收 集 的 领 程 数 据 采 集 系 统 监 控 车 辆 船 舶 及 移 动 设 施 的跟 踪
、
、
、
、
域 由 于 空 间 环 境等 限 制 地 面 物 联 网 无 能 为 力 出 定 位 短 信 息 报 文 的 传递 收发 电 子 邮 件 等方 面 的 应
）
系统是 由
４
５
）
交 通 物流 输 油 管 道 电 网 等 监 控 管 理法 国 和 美 国 联 合 建 立 该 系 统 利 用 低 轨 卫 星 传 送 各
、 、 、
，
（
）
野 外环 境下 珍 稀 动 物 的 跟 踪 监测 种 环 境监 测 数 据 并 对 测量 仪器 的 运 载 体进行 定 位