第八講衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1、衛(wèi)星通信系統(tǒng) 概述一 衛(wèi)星通信的基本概念二 INMARSAT海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)三 INMARSAT在GMDSS中的作用 第一節(jié)第一節(jié) 衛(wèi)星通信的基本概念衛(wèi)星通信的基本概念 l什么叫衛(wèi)星通信什么叫衛(wèi)星通信l什么叫靜止衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)什么叫靜止衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)l衛(wèi)星覆蓋區(qū)衛(wèi)星覆蓋區(qū)l實現(xiàn)全球通信的條件實現(xiàn)全球通信的條件 l衡量衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的主要技術指標衡量衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的主要技術指標 l衛(wèi)星通信的特點衛(wèi)星通信的特點短波通信短波通信利用利用電離層電離層反射短波反射短波通信通信電離層電離層地球GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信利用人造地球衛(wèi)星作利用人造地球衛(wèi)星作

2、為為中繼站中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號, , 在兩個或多在兩個或多個地球站之間進行的通信。個地球站之間進行的通信。 GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作什么叫靜止衛(wèi)星？什么叫靜止衛(wèi)星？ 一、一、衛(wèi)星的種類衛(wèi)星的種類 二、二、什么叫靜止衛(wèi)星？什么叫靜止衛(wèi)星？ 衛(wèi)星的種類衛(wèi)星的種類1 1 按衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)劃分按衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)劃分無源衛(wèi)星有源衛(wèi)星衛(wèi)星內(nèi)部是否含有有源器件衛(wèi)星的種類衛(wèi)星的種類2 2按衛(wèi)星的軌道劃分按衛(wèi)星的軌道劃分 1）按衛(wèi)星軌道的形狀衛(wèi)星軌道的形狀劃分 圓形軌道衛(wèi)星 橢圓形軌道衛(wèi)星2 2）按衛(wèi)星距地球表面的高度劃分）按衛(wèi)星距地球表面的高度劃分低軌道：H5,000Km ; h 4小時

3、中軌道：5,000Km H 20,000Km; 4小時 h 20,000Km ; h 12 小時 注：H：表示高度，h：旋轉(zhuǎn)一圈所需時間GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星的種類2續(xù)n3）按衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角n = 0 ，赤道軌道衛(wèi)星 ；n = 90 ，極軌道衛(wèi)星;n0 90,傾斜軌道衛(wèi)星 注：注： 表示夾角表示夾角GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角示意圖角示意圖090傾斜軌道傾斜軌道=0赤赤 道軌道道軌道=90 極軌道極軌道GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星的種

4、類衛(wèi)星的種類2 2續(xù)續(xù) 按衛(wèi)星的軌道劃分（續(xù)）按衛(wèi)星的軌道劃分（續(xù)） 按相對于地球的運動狀態(tài)相對于地球的運動狀態(tài)劃分 運動軌道衛(wèi)星靜止軌道衛(wèi)星 GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作什么叫靜止衛(wèi)星？什么叫靜止衛(wèi)星？ 衛(wèi)星在地球赤道上空，距地面 35,786 公里的圓形軌道上繞地球旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角為 0，其繞地球旋轉(zhuǎn)一周的時間和地球自轉(zhuǎn)一周所需時間相同為 24 小時，并且其圍繞地球旋轉(zhuǎn)的方向和地球自轉(zhuǎn)的方向相同，不論在地球的什么地方觀察衛(wèi)星，衛(wèi)星始終是相對靜止不動的我們把這種衛(wèi)星稱為靜止衛(wèi)星。GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星覆蓋區(qū)衛(wèi)星覆蓋區(qū)一、定義：一、定義：

5、 衛(wèi)星在地球表面的投影二、靜止衛(wèi)星覆蓋二、靜止衛(wèi)星覆蓋區(qū)：區(qū)： 覆蓋面積超過地球表面總面積的三分之一BA B 間 弧 長18100KM35786KM地球靜止衛(wèi)星AGMDSSGMDSS原理與操作原理與操作地 球 周 長40075.24KM實現(xiàn)全球通信的條件實現(xiàn)全球通信的條件 在靜止衛(wèi)星軌道放置四顆四顆靜止衛(wèi)星,在衛(wèi)星覆蓋區(qū)的重疊部分建立轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)站 ，則經(jīng)過一次跳變，即通過一顆衛(wèi)星或經(jīng)過二次跳變和轉(zhuǎn)發(fā)站便可實現(xiàn)二個地球站間的通信聯(lián)絡 ，并可基本實現(xiàn)基本實現(xiàn)全球通信 P3P2P1GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星通信線路的信道復用與多址連接 多路復用方式1.頻分多路復用2.時分多路復用

6、調(diào)制方式 多址連接方式1.頻分多址連接方式2.時分多址連接方式3.空分多址連接方式4.碼分多址連接方式 信道分配方式GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作衛(wèi)星通信的特點 o 優(yōu)點優(yōu)點 : :n 覆蓋面積大、通信距離遠、靈活機動并可基本實現(xiàn)全球通信。n 頻帶寬、通信容量大。n 抗干擾能力強，通信質(zhì)量高。n 衛(wèi)星通信系統(tǒng)是實時、全天候通信系統(tǒng)。n 功效高。GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作 缺點：缺點：技術難度大，投資多，費用高。衛(wèi)星通信有較大的信號延遲和回聲干擾。返回第三節(jié)第三節(jié) INMATSAT INMATSAT 簡介簡介3.1 Inmarsat海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)原名：國

7、際海事衛(wèi)星組織原名：國際海事衛(wèi)星組織 國際移動衛(wèi)星組織國際移動衛(wèi)星組織現(xiàn)名：國際移動衛(wèi)星公司現(xiàn)名：國際移動衛(wèi)星公司GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成n INMARSAT 通信系統(tǒng)：q空間段空間段q地面站地面站衛(wèi)星通信地面網(wǎng)絡（含網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站NCS、網(wǎng)絡控制中心NCC）q移動地球站移動地球站衛(wèi)星移動通信終端（MES） GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作INMARSAT 系統(tǒng)組成空間段 海事衛(wèi)星（海事衛(wèi)星（SatelliteSatellite） 接收岸站和船站發(fā)來的信號，對所接收的信號加以放大和處理, 然后轉(zhuǎn)發(fā)給船站或岸站。 POR IOR AOR-E A

8、OR-WInmarsat 衛(wèi)星覆蓋圖衛(wèi)星覆蓋圖點波束模式與全球覆蓋模式點波束模式與全球覆蓋模式 點波束模式點波束模式：將衛(wèi)星發(fā)射功率集中在一些航運密集，通信業(yè)務繁忙的地區(qū)，以便為這一地區(qū)提供更多的通信線路，并可進一步減小移動站的體積。 全球覆蓋模式全球覆蓋模式: :除了給航運密集的地區(qū)提供足夠的能量、保證其正常通信外，也兼顧航運稀疏過往船舶較少的地區(qū)，使得航行于世界任何地區(qū)的船舶能夠利用衛(wèi)星進行通信。GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成空間段空間段l衛(wèi)星控制中心（衛(wèi)星控制中心（SCCSCC） 英國英國INMARSAT 衛(wèi)星控制中心位于倫敦倫敦INMARSAT

9、 總部，衛(wèi)星控制中心接收從全球測控站（TTC)發(fā)來的數(shù)據(jù)將這些數(shù)據(jù)加以處理，并通過測控站對 INMARSAT 衛(wèi)星進行控制和管理。作用：負責對作用：負責對INMARSAT INMARSAT 通信衛(wèi)星的控制。通信衛(wèi)星的控制。INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成空間段空間段l 測控站（TTC) 測控站直接對INMARSAT 衛(wèi)星進行控制和管理。測控站跟蹤遙測衛(wèi)星，并把測得的數(shù)據(jù)送衛(wèi)星控制中心處理。測控站還接收衛(wèi)星控制中心發(fā)來的分析結(jié)果，以此為依據(jù)給衛(wèi)星發(fā)指令，對衛(wèi)星進行控制。全球設立了四個測控站，分別是加拿大的考伊琴湖（Lake Cowichan）與彭南特角 (Pennant Po

10、int)、意大利的福希諾(Fucino)和中國的北京（Beijing）。測控站在必要時可以替代衛(wèi)星控制中心控制衛(wèi)星，起到備用的作用。GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面段地面段l網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站(NCS)(NCS) 在每個洋區(qū)都有一個岸站岸站兼作網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站，對本洋區(qū)的通信情況進行監(jiān)控對本洋區(qū)的通信情況進行監(jiān)控。 NCS之間的相互通信，由INMARSAT網(wǎng)絡操作中心控制。 GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面段地面段l網(wǎng)絡控制中心網(wǎng)絡控制中心(NCC)(NCC) 它使用全球通信網(wǎng)絡與四個網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站連接起來。網(wǎng)絡控

11、制中心和網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站進行信息交換，可以使網(wǎng)絡控制中心對整個網(wǎng)絡的通信業(yè)務進行監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制。作用：通過四個網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站，對整個INMARSAT系統(tǒng)的通信情況進行監(jiān)管、協(xié)調(diào)和控制GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面段地面段l地面站（地面站（LESLES）地面站也稱陸地地球站，是陸地網(wǎng)絡和移動終端的網(wǎng)關（接口）。目前每一個衛(wèi)星覆蓋區(qū)可建立若干個地面站，其中一個地面站兼做網(wǎng)絡協(xié)調(diào)站，在四顆衛(wèi)星的情況下，全球最多可建6060個地面站。GMDSS原理與操作INMARSAT INMARSAT 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成用戶段用戶段oINMARSAT INMARSAT 船舶地球站

12、船舶地球站（簡稱：船站（簡稱：船站(SES)(SES)、移動站、移動站(MES)(MES)作用：通過衛(wèi)星和岸站與陸地用戶或其它 船站之間進行通信聯(lián)絡 種類： 包括A 站、C站、B站、M站、E站、 F站和P站等多種型號的船站 .GMDSSGMDSS原理與操作原理與操作INMARSAT標準業(yè)務功能電傳網(wǎng)絡電話網(wǎng)絡Inm-A LESInm-A移動終端Inmarsat衛(wèi)星Inmarsat-系統(tǒng)標準業(yè)務包括：電話，傳真，電傳，電子郵件，數(shù)據(jù)傳輸應急通信服務2.INMARSAT系統(tǒng)分類及主要特點目前存在的主要系統(tǒng)和特點：系統(tǒng)：投入運營時間：業(yè)務：特點：年正式投入商業(yè)運行 電傳、數(shù)據(jù)（600 bps）、E-

13、mail 全向螺旋狀天線、全球波束，終端小、重量輕，傳送短信息極為經(jīng)濟存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式系統(tǒng)：投入運營時間：業(yè)務：特點：M系統(tǒng)：投入運營時間：業(yè)務： 該系統(tǒng)不符合GMDSS系統(tǒng)要求年正式投入商業(yè)運行 電話、電傳（2.4 kbps）、傳真和數(shù)據(jù)（9.6 kbps）、高速數(shù)據(jù)（64/55 kbps）直徑1米拋物面天線，全球波束點波束適用大業(yè)務量4 年正式投入商業(yè)運行 電話、傳真、低速數(shù)據(jù)業(yè)務F系統(tǒng)：投入運營時間：業(yè)務：特點：年正式投入商業(yè)運行 f77 f55 f33電話、傳真、ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）、MPDS（移動分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務）高速E-mail定向天線 全球波束/點波束，具有較高傳輸速率，大信息量傳輸較經(jīng)濟，MPDS功能可滿足24小時上網(wǎng)第三節(jié)第三節(jié) INMARSATINMARSAT在在GMDSSGMDSS中的作用中的作用 INMARSAT系