数据采集卫星工程系统

ARGOS等国外先进的全球海洋环境监测技术及理念，对国内已有的DCS卫星数据
采集系统、物联网通用数据终端和海洋环境监测与信息处理等关键技术进行再创新 研究和开发，突破离岸和深远海通信技术瓶颈，攻克通用海洋信息采集终端模块关 键技术，解决多传感器海洋信息融合处理技术难点，研发具有完全自主知识产权的 “DCS离岸和深远海信息感知技术及系统”，并通过示范应用验证，成果达到国际
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（四）DCS系统特点
DCS系统具有广域覆盖和小型化终端的特点，为用户提供适应于陆地、海洋 和航空等不同应用环境的短数据采集、短数据通信和信息广播等服务。
数据 采集
信息 广播
DCS 卫星
应急 搜救
报文 传输
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（一）DCS系统发展概述
根据卫星轨道高度可将DCS划分为两类：地球静止轨道卫星的DCS（GEO）和
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应急减灾特种导航终端技术与示范
多模GNSS兼容与互操作总体仿真研究 GNSS反射信号接收处理与应用技术研究 高分辨率遥感卫星高码速率数据一体化处理关键技术 高动态、抗干扰卫星导航关键技术 先进卫星导航运营服务模式及管理技术研究 机载多模卫星导航天线 基于3G及其兼容技术GEO卫星移动通信体制仿真 空基立体交通态势获取与处理新技术 多尺度环境遥感数据自动配准技术 巨灾应急通信保障技术研究 面向立体测图的辐射处理系统研发 Galileo Search and Rescue Forward Link Service End-to-End Validation Galileo Search and Rescue Service MEOLUT
星地仿真演示验证试验室
导航应用设备与系统质量检测中心
图像信息处理实验室
电装车间
微波暗室
电子装联中心
环境试验中心
云岗联试场地
（四）已承担的科技部项目
序号 1 2 3 课题名称 基于卫星通信的高速运输工具的数据接入系统 空间段脆弱性相关技术研究与仿真模块建立 星载差分INS/GNSS紧耦合技术 课题来源 科技部863 科技部863 科技部863 起止时间 2012-2014 2011-2014 2012-2014
整星重量 太阳阵输 出功率 使用寿命 载荷重量 平台重量 通信频段 上行数据 速率 上行通道 数 其它载荷 姿态控制
一代星
45 kg ~200 W 4~5 年 14 kg 31 kg 上行： 2.4kbbs 7 无 重力梯度三 轴稳定
二代星
165 kg ~ 437 W > 5年 40 kg 111 kg 上行： 4.8kbbs 48 AIS 重力梯度三 轴稳定 9
整业务架构。为国防、行业、区域提供基于天基资源的综合信息化整体解决方案、 系统集成、设备制造和运营服务。
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（二）人才队伍
公司秉承以人为本的管理理念，贯穿于人才“选、聘、育、留”的各个环节， 造就了一支高素质、专业化的人才队伍。现有员工近2000人，其中硕士、博士人员 占50%以上。设有国家信息与通信工程、软件工程一级学科硕士学位授权点，培养 相关专业博士、硕士，并接受优秀人才从事博士后研究工作。
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（一）项目背景
随着我国政府对海洋资源的重视与海洋政策的密集出台，海洋资源的开发利用面临着重大 发展机遇期，面对当前的发展机遇，海洋开发存在着亟待解决的几个问题： 我国海洋权益维护的装备水平和执法能力不能满足日益增长的需要，亟待加强； 为科学的开发利用海洋资源，需要全面、及时、准确掌握海洋环境信息，但目前我国的海洋 环境检测仪器还比较落后，缺少现代化的监测手段； 随着海洋产业的不断发展，随之带来的是海洋的污染以及一系列环境问题，但缺少现代化的 监管设备； 我国是海洋灾害多发国家，台风、风暴潮、海浪、海冰、赤潮等海洋灾害每年造成的直接损 失高达数千亿元，急需强化对海洋立体环境的监测能力，提高海洋灾害预警与救助能力。
总体单位,是中国航天卫星应用研究院的主要支撑单位。坐落于北京中关村地区，旗 下拥有航天天绘科技有限公司、航天中为科技有限公司两家全资子公司。 经过30多年的发展，形成了以“天地一体化信息技术”国家重点实验室为引领， 以卫星综合应用系统总体为核心，以空间应用、卫星遥感、卫星导航、卫星通信、
数据链、云计算及信息安全、无人机系统集成、数据运营服务八大领域为支撑的完
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（一）项目背景
在上述问题中，海洋环境信 息感知是保障，通信是信息融
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合利用的基础，特别是离岸和
深远海通信已经成为立体海洋 环境综合监测与保障的瓶颈。 为此，航天恒星和江苏集 美思联合开展“ DCS 离岸和深
远海信息感知技术及系统 ”项
目的研究。
（二）研究目标
围绕国家海洋发展战略需要、海洋环境监测能力建设等国家重大需求，针对 目前离岸和深远海海洋环境监测能力薄弱和海洋信息安全存在隐患的现状，借鉴
数据恢复单元
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9低速+3高速
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（三）国内发展现状
我国资源和风云系列卫星已搭载过DCS载荷，开展过相关试验。 XY-1 卫星是五院自主发射的新技术试验卫星，其上搭载的 DCS 载荷兼容法国 Argos2系统，已成功验证了DCS通信体制 。
HY-2B星数据收集系统是XY-1的改进版本,未来将针对海洋领域开展业务运行。
科技部863
科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部863 科技部支撑计划 科技部支撑计划 科技部中欧合作 科技部中欧合作
2008-2010
2008-2010 2007-2009 2007-2010 2006-2008 2007-2009 2007-2008 2007-2009 2008-2010 2008-2010 2010-2012 2010-2012 2006-2010 2006-2009
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（一）项目背景
十八大报告明确提出了“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环
境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”的方针； 《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中把海洋通信类产品作为海洋工程装 备产业的重点支撑技术明确进行支持； 《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》：“十二五”期间，海洋环境监 测探测技术装备国产化水平显著提高，初步形成深远海环境监测能力，海洋预报技 术实现精细化和全球化，海洋短期气候预测水平得到显著提升，对海洋管理、海洋 环境安全保障、海洋能力拓展和应对气候变化的支撑服务能力显著增强
信息广播 能为终端用户提供信息 广播服务，如气象信息广播 等
应急救援 提供定位和位置上报服务 ，实现海洋环境下的应急搜 救 16
1、船舶短报文数据通信
业务信息、指挥调度信息，货运 信息（温度、湿度……）
客户服务
内部管理
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2、海上固定平台通信
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鱼类监测
浮漂数据采集
岛礁环境监测
即将发射；目前正在论证的DCS卫星星座未来将实现全球覆盖应用。
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（二）国外发展现状—ORBCOMM
ORBCOMM 是美国轨道通信公司开发运营 的首个全球双向短数据卫星采集和通信系统， 截至2012年底，共有26颗在轨卫星提供服务， 已签订18 颗二代卫星的研制和发射协议，预计 2014年发射。二代卫星上开始搭载AIS载荷。
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（三）国内发展现状—DCS卫星星座（立项阶段）
DCS卫星星座从系统容量、通信体制和终端特性等方面与国内外同类系统对比
项目 吞吐量（kbps） 工作频段 短消息广播 确认功能 多址方式 覆盖性 重量 终端特性 功耗 位置上报
系统
ORBCOMM 14.4 VHF 支持 支持 FDMA 全球覆盖 50~500克 1~10W 支持
近地轨道卫星的DCS（LEO）
近地轨道的DCS因为卫星轨道低、作用距离近，因而发射和接收设备简便价廉 ；天线指向精度要求较低；可收集全球任何地区的数据资料，取得了广泛的应用。 国外较为典型的系统有美国的ORBCOMM和法国的Argos系统。 国内已在XY-1卫星上搭载并在轨应用；HY-2B卫星也确定搭载一台DCS设备，
先进、国内领先水平，打破国外垄断和威胁，维护国家信息安全，满足国家海洋发
展战略和民用防灾减灾的迫切需要
（三）研究内容
DCS离岸和深远海通信技术
通用海洋信息采集终端模块集成技术
海洋信息融合处理技术 DCS离岸和深远海通信应用示范
（一）单位简介
航天恒星科技有限公司（航天五院503所）, 是中国航天科技集团公司卫星应用
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✔江苏吉美思海洋信息技术有限公司是航天恒星科技有限公司（503所）海洋监 测领域合作伙伴。 ✔主要从事基于物联网技术的海洋监测仪器、设备研发，海洋信息数据处理软件。 ✔拥有覆盖全国的移动物联网大数据处理和信息服务平台，近十五万个移动信息 终端用户。
吉美思大厦
吉美思物联网产业园
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移动物联网大数据处理和信息服务平台（近15万个终端）
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（三）国内发展现状—DCS卫星星座（立项阶段）
数据采集卫星星座系统由空间段（40余颗DCS卫星构成全球覆盖星座），地面 段（国内三个地面站，海外根据市场需求而定）、用户段（多种类型数据采集智能 终端）组成。
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星座构型
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（三）国内发展现状—DCS卫星星座（立项阶段）
DCS卫星星座主要包含DCS载荷，具有数据采集、短数据通信、信息广 播功能，为政府、军方、行业、个人等不同用户提供多种服务 载荷种类 DCS载荷 功能 数据采集 短数据通信 广域差分信息广播 气象等信息广播
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（二）DCS系统组成
DCS系统由空间段、地面段和用户段组成，空间段由若干颗低轨卫星组成， 地面段由数据接收与处理中心组成，用户段由用户终端组成。
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（三）DCS系统原理
DCS终端将地面传感器收集的数据上传至卫星，卫星对数据进行存储，然后转发 至地面站，地面站对数据进行初步处理，通过互联网、移动通信网等手段分发最终用 户。
星采集接收并转发给相应的使用与管理部门，可在短时间内获取大量资料和数据
，是一种新型的实时收集数据的有效手段。 需求分析表明，在环境监测保护、地震监测预报、森林防护、海洋监测、大 中型水情测报、气象预报、油气田、油气管道网、农业、铁路、公路、航运交通 管理、铁路、公路、航运交通管理、野生动物保护等行业具有广阔的应用前景。
VHF/UHF
（二）国外发展现状—Argos
ARGOS系统通过在极轨气象卫星上搭载数据
转发设备而实现。ARGOS系统已发展了三代，有 6 颗在轨 ARGOS 卫星，其中 4 颗搭载 ARGOS-2 载 荷，2颗搭载ARGOS-3载荷。
参数 中心频率（MHz） 频率带宽（KHz） 上行数据速率（bps） 下行链路 下行数据速率(bit/s) 24 400 ------ARGOS-1 ARGOS-2 401.650 80 400 ------110 400/4.8k(低速/高速) 有 400/200 ARGOS-3
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员工培训
技术交流
专家授课
研究生培养
（三）科研生产能力
拥有配套齐全、性能先进的科研生产设施，建有卫星应用各领域专业实验室、 军品电子单机产品生产线和民用产品生产基地，设有装配调试与试验中心，实现了 产品的研制与生产分离，齐套的调试、测试、检验和试验设备确保产品的单件验证 和批量生产，具有研发、设计、生产、试验一套完整的科研生产体系。
ARGOS 38.4 UHF 支持 支持 MF-TDMA 全球覆盖 5-1000克 1mW~5W 支持
本系统 360 L 支持 支持 MF-TDMA 全球覆盖 30~2000克 1mW~5W 支持
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数据通信
环境监测
提供文本、图片等短数 据通信服务
海洋应用
提供数据采集业务，实现 对海洋环境的监测
通用物联网数据终端、CZY系列海洋自动气象水文站、雷达式潮位仪、雷达式波浪 潮位仪、抛弃式波流浮标、海冰跟踪器
二○一三年十月
一．DCS系统简介
二．DCS国内外发展现状
三．DCS在海洋领域的应用 四．相关工作介绍
五．工作基础介绍
（一）DCS系统概述
卫星数据采集系统（Data Collecting System，缩写为DCS）是一种短报文 卫星通信系统，其功能是将分散于全球各地的有用信息，特别是针对无人区或海 洋上的相关气象、水文，海洋探测、环境监测、科学与管理数据等应用，通过卫