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衛(wèi)星導(dǎo)航與衛(wèi)星移動通信結(jié)合發(fā)展

作者: 時間:2010-12-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/260624.htm

  技術(shù)的誕生給人類社會信息技術(shù)的發(fā)展注入了新的元素和活力,已廣泛地應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、國土測繪、水利水電、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等領(lǐng)域,帶動了電子、通信、地理信息等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

  如今技術(shù)已與地面技術(shù)相結(jié)合,發(fā)展出基于位置的服務(wù)技術(shù),誕生了車輛監(jiān)控系統(tǒng)、基于位置的信息查詢系統(tǒng)等;同時還發(fā)展出GPS輔助技術(shù),即技術(shù)??梢哉f未來系統(tǒng)與系統(tǒng)的結(jié)合是一個必然發(fā)展趨勢。

  但是由于地面系統(tǒng)依賴于地面基站的支持,存在一定的覆蓋盲區(qū),特別是在一些偏遠山區(qū)和海上,使得衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)無法實現(xiàn)與移動通信系統(tǒng)的結(jié)合,給用戶的使用帶來諸多的不便,如用戶定位后無法報告自己所處的位置,指揮調(diào)度部門無法進行監(jiān)控指揮;用戶無法在無線接入條件下使用基于位置的服務(wù)系統(tǒng)并獲得相應(yīng)的服務(wù)等,如何克服地面移動通信系統(tǒng)的上述不足,更好地實現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)的結(jié)合,發(fā)展衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),實現(xiàn)個人衛(wèi)星移動通信的普及應(yīng)用是一個很好的選擇。

  2 國內(nèi)外衛(wèi)星移動通信的發(fā)展現(xiàn)狀及未來

  世界上現(xiàn)有衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)按衛(wèi)星軌道高度主要分為3類。

  一是基于地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有:

  (1) 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)(Inmarsat系統(tǒng)),利用太平洋、大西洋、印度洋赤道上空的3顆同步衛(wèi)星,可進行全世界艦船、飛機及車輛的移動通信,是世界上第一個商業(yè)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng);

  (2) Thuraya衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),覆蓋全球40%面積,包括東歐、中東、中亞、南亞、東亞等共99個國家。衛(wèi)星設(shè)計壽命為12~15年,具有250~300點波束;

  (3) ACeS衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),覆蓋西亞、中亞、亞太、俄國及北美等地區(qū)50多個國家。衛(wèi)星設(shè)計壽命為12年,星上使用直徑為12m的大口徑拋物面天線,以確保地面移動用戶手機的正常工作。

  二是基于中軌衛(wèi)星(MEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有:

  ICO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),覆蓋全球,空間段由12顆MEO衛(wèi)星組成,其中2顆為備份星,分布在2個軌道面上,軌道高度10390km。衛(wèi)星設(shè)計壽命12年。該系統(tǒng)主要提供高速數(shù)據(jù)傳輸,如互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)和移動電話服務(wù)。

  三是基于低軌衛(wèi)星(LEO)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。主要有:

  (1) 銥星系統(tǒng)(Iridium),空間段由66顆衛(wèi)星組成,分成6個軌道平面,每個軌道11顆衛(wèi)星,另有6顆在軌備份衛(wèi)星。軌道傾角 ,軌道高度780km。衛(wèi)星設(shè)計壽命5~8年;

  (2) 全球星系統(tǒng)(Globalstar),空間段由48顆衛(wèi)星組成,分成8個軌道面,每個軌道面6顆衛(wèi)星,另有4顆在軌備份衛(wèi)星。軌道傾角 ,軌道高度1414km。衛(wèi)星設(shè)計壽命7.5年;

  (3) ECCO ConstellaTIon,主要為巴西與美國等國服務(wù)的星座衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),空間段由12顆衛(wèi)星組成,其中1顆為在軌備份衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道高度約2000km,設(shè)計壽命5~7年。計劃第二期將衛(wèi)星總數(shù)增多至35顆,分布在7個軌道平面上;

  (4) Ellipso(橢圓軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng))??臻g段由17顆低軌衛(wèi)星組成。其中10顆衛(wèi)星分布在2個橢圓軌道面上,軌道傾角 ,近地點632km,遠地點7604km。另外的7顆衛(wèi)星分布在一個高度為8050km的圓軌道面上;

  (5) Orbcomm(軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng))。空間段由28顆衛(wèi)星組成,另有8顆備份衛(wèi)星。分布在5個軌道面上,第1軌道面2顆衛(wèi)星,軌道高度 736/749km;第2~4軌道面上每個布設(shè)8顆衛(wèi)星,軌道高度775km;第5軌道面2顆衛(wèi)星,軌道高度700km。該系統(tǒng)主要用于商務(wù)信息傳送、緊急呼叫及尋呼等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

  我國在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)建設(shè)方面落后于國外,目前沒有建立自主的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),但是我國的航天、交通和信息產(chǎn)業(yè)等部門,積極參與國際衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的投資建設(shè)和在中國的運營,例如我國交通部在ICO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的建設(shè)投資中就占到了總投資的7.2%,是ICO公司董事會的董事。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和科技水平的不斷提高,建立我國自主的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)已成為必然。但是如何發(fā)展是值得我們認真思考的問題??紤]到我國的大衛(wèi)星平臺技術(shù)相對成熟,且我們和國外在衛(wèi)星移動通信技術(shù)方面仍有一定的差距,需要建投資少見效快的系統(tǒng),因此從我國國情出發(fā),我認為應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展基于地球靜止軌道的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),這種系統(tǒng)建設(shè)周期較短,技術(shù)復(fù)雜度較小,能夠很快地投入市場運營,取得一定的經(jīng)濟效益。同時用戶終端必須做到手持,這樣市場前景才會更加廣闊。由于衛(wèi)星移動通信手持式終端機發(fā)射EIRP和接收G/T值都較小,衛(wèi)星與用戶終端之間信號傳輸距離遠,損耗較大,因此要大幅提高衛(wèi)星上發(fā)射天線EIRP值和接收天線的G/T值,這是基于地球靜止軌道衛(wèi)星的移動通信系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)和難題,但是可以很好地解決,Thuraya衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的用戶手持式終端就做得很小巧。

  在發(fā)展基于地球靜止軌道的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,可以根據(jù)我國國情適當(dāng)發(fā)展基于中低軌道衛(wèi)星的移動通信系統(tǒng),用以帶動小衛(wèi)星技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

  3 我國未來衛(wèi)星導(dǎo)航與衛(wèi)星移動通信的結(jié)合應(yīng)用

  在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域,我國從社會經(jīng)濟發(fā)展和國家安全角度出發(fā),正大力發(fā)展自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。并采取三步走的戰(zhàn)略,第一步先利用兩顆地球同步軌道衛(wèi)星建立起北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng),第二步再建立起大區(qū)域覆蓋的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),第三步預(yù)計到2020年建立起全球覆蓋的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。這一發(fā)展戰(zhàn)略完全符合我國國情。

  隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制建設(shè),極大地帶動了我國衛(wèi)星導(dǎo)航終端的研發(fā)制造技術(shù),已經(jīng)完全擺脫了衛(wèi)星導(dǎo)航終端(包括GPS接收機)完全依賴進口的局面,而且具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗用戶終端(包括RNSS和RDSS)芯片已誕生,并逐步進入市場應(yīng)用推廣,特別是北斗RDSS用戶終端芯片的研發(fā)成功,使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)用戶終端的體積、功耗和成本價格大幅度降低,促進了目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用,也為我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展起到了推動作用。

  相信今后隨著我國衛(wèi)星導(dǎo)航和衛(wèi)星移動通信技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在用戶終端級的結(jié)合應(yīng)用為期不遠。未來的用戶終端將是集衛(wèi)星導(dǎo)航和衛(wèi)星移動通信于一體,實現(xiàn)無覆蓋盲區(qū)的導(dǎo)航定位、語音通信、數(shù)據(jù)傳輸以及精確授時等功能,能夠用來應(yīng)對各種突發(fā)的自然災(zāi)害,更好地服務(wù)于我國經(jīng)濟社會的發(fā)展。



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