应急通信中卫星通信设备的应用提升的探讨

应急通信中卫星通信设备的应用提升的探讨

发表时间：2018-09-10T09:40:16.047Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：刘楚群

[导读] 摘要：卫星通信的特性是覆盖范围广，对地面网络依赖程度低，不易受到冲击。

广东电网有限责任公司河源供电局广东河源 517000

摘要：卫星通信的特性是覆盖范围广，对地面网络依赖程度低，不易受到冲击。在河源供电局的应急通信支援工作中，卫星通信应用越来越广泛。但目前的卫星电话由于信号问题不能在行驶的车中或者室内使用，这样让卫星电话的功能大打折扣。本文从卫星通信的特点出发，结合实际应急支援中遇到的问题，探讨如何加强卫星电话的应用，提高卫星电话的使用体验感的方法。

关键词：卫星通信；应急保障；海事卫星电话；

随着卫星通信技术的进步和卫星通信能力的提高，卫星通信应用范围愈来愈广泛，服务水平愈来愈提高。在当今地面通信飞速发展的情况下，卫星通信在发展市场中虽然遇到很大的困难和风险，甚至遭受重大挫折，但由于它的不可替代的特点决定了它仍要发展和应用。

卫星通信在重大自然灾害和紧急突发事件中都发挥着应急通信的关键作用，是抗灾的重要基础保障，例如2008年的四川汶川特大地震，汶川县通过唯一的一部海事卫星电话与外界取得联系，因为其定位信息，抗震救灾工作才得以开展。

1、卫星通信的发展历史与趋势

自从1964年8月美国发射第三颗“新康姆”卫星并通过它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验，并向美国转播了在日本东京举办的奥林匹克运动会实况，标志着卫星通信首次进入实用阶段。1965年原苏联也成功地发射了第一颗非同步通信卫星“闪电-1”进入倾角为65°、远地点为40000km、近地点为500km的准同步轨道(运行周期12h)，对其北方、西伯利亚、中亚地区提供电视、广播、传真和一些电话业务，标志着卫星通信开始了国际通信业务[1]。20世纪7O年代初期，我国卫星通信的研究与使用也随之开始。

70年代还同时出现了海事卫星通信系统，通过大型岸上地球站转接，为海运船只提供通信服务。目前全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统Inmarsat工作于第三代海事通信卫星，它们分布在大西洋东区和西区、印度洋区和太平洋区。20世纪80年代，VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端)卫星通信系统问世，卫星通信进入突破性的发展阶段。VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通信网的发展创造了条件，开拓了卫星通信应用发展的新局面。20世纪90年代，中、低轨道移动卫星通信的出现和发展开辟了全球个人通信的新纪元，大大加速了社会信息化的进程。

目前典型的商用卫星通信系统分为：静止轨道卫星通信系统、INMARST系统、中轨卫星移动通信系统ICO系统（国际海事卫星通信组织）、低轨卫星移动通信系统Iridium系统（美国Motorol公司）、GlobalStar系统（美国Loral和Qualcomm公司）[3]。

卫星移动通信业务将会由小到大逐渐发展起来，将成为个人通信业务一个不可缺少的组成部分。在第二代地面移动通信业务基础上发展起来的第三代移动通信业务将包含卫星移动通信业务。第三代移动通信业务的开通和进一步发展将使人们进入真正的个人通信时代。

2、卫星通信系统的分类与特点

卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星段在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大子系统:星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令站。用户段即是各种用户终端[2]。

按照卫星通信的频段划分，目前常用频段有L，S，C，X，Ku，Ka。L频段为1～2GHZ，一般记为1.6/1.5G(上行/ 下行) ，用于MSS，GEO卫星测控。 S频段为2～4GHz，用于MSS，GEO卫星测控。 C频段为4～7GHz，用于FSS和MSS的馈电链路。 Ku频段为12～

18GHz，用于FSS，BSS。 Ka频段为20～40GHz, 用于FSS，MSS。 VHF、UHF用于低轨小卫星通信。 VHF频段为0.1~0.3GHz，用于移动、导航业务。 UHF频段为0.3~1.0GHz，用于移动、导航业务。

按照工作轨道区分，卫星通信系统一般分为以下3类，分别是低轨道卫星通信系统(LEO) 、中轨道卫星通信系统(MEO) 和高轨道卫星通信系统(GEO) 。低轨道卫星通信系统(LEO) 距地面500—2000Km，传输时延和功耗都比较小，但每颗星的覆盖范围也比较小，典型系统有Motorola的铱星系统。低轨道卫星通信系统由于卫星轨道低，信号传播时延短，所以可支持多跳通信;其链路损耗小，可以降低对卫星和用户终端的要求，可以采用微型／小型卫星和手持用户终端。中轨道卫星通信系统(MEO) ，距地面2000—20000Km，传输时延要大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型系统是国际海事卫星系统。中轨道卫星通信系统可以说是同步卫星系统和低轨道卫星系统的折衷，中轨道卫星系统兼有这两种方案的优点，同时又在一定程度上克服了这两种方案的不足之处。中轨道卫星的链路损耗和传播时延都比较小，仍然可采用简单的小型卫星。高轨道卫星通信系统(GEO) 距地面35800km，即同步静止轨道。理论上，用三颗高轨道卫星即可以实现全球覆盖。目前，同步轨道卫星通信系统主要用于VSAT系统、电视信号转发等，较少用于个人通信。

目前河源供电局使用最多的是海事卫星电话与基于BGAN的卫星平板。海事卫星通信系统由海事卫星、地面站、终端组成，目前的4个覆盖区为太平洋、印度洋、大西洋东和大西洋西区，可提供南北纬75°以内的遇险安全通信业务，可以提供海、陆、空全方位的移动卫星通信服务。通信系统由海事卫星、地面站、终端（海事卫星电话等）组成。BGAN(Broadband Global Area Network)是具有全球无缝隙的宽带网络接入、移动实时视频直播、兼容3G等多种前卫通信能力的新一代Inmarsat全球宽带局域网的简称。 BGAN实现了宽带、多业务融合、移动的完美结合，保持了全球任何地点、任何时间、随机接入的优势。

海事卫星系统的特点是它的移动性，由于其工作在L波段，宽的天线波束使得L波段终端可以迅速地寻星和对星。卫星通信的电波在传播中要受到损耗，其中最主要的是自由空间传播损耗，它占总损耗的大部分。其它损耗还有大气、雨、云、雪、雾等造成的吸收和散射损耗等。卫星移动通信系统还会因为受到某种阴影遮蔽(例如树木、建筑物的遮挡等)而增加额外的损耗。

3、卫星通信设备的应用提升

卫星通信系统的特性决定了它对使用环境的要求也较高，使用时必须选取可见天空地点,远离建筑物及高架物体，将天线打开竖起来，并与机身保持一定距离，防止对信号源的辐射。开机后屏幕出现SEARCHING（正在搜星）信号，需要对星。拨打卫星电话的方式为0086+卫星电话号码，拨打手机号码的方式为0086+手机号，拨打固话为0086+区号（去掉第一个0）+固定号码，话费余额查询：拨号：2888 ，PIN码：默认值：1111。

为了提高卫星电话在室内的实用型，可以通过安装室外防水接收天线，将桌面免提座机。另外，天线的输入阻抗与天线的几何形状、尺寸、馈电点位置、工作波长和周围环境等因素有关，为进一步提高通话质量，可以通过阻抗匹配的原理对天线进行阻抗匹配。基于以往