卫星通信课件

1、GMDSS海事卫星通信系统2022-2-142 INMARSATn第一节 INMARSAT在GMDSS中的作用n第二节卫星通信的基本概念n第三节 INMARSAT 海事卫星通信系统n第四节 通信程序n第五节 INMARSAT-C系统原理与操作n第六节 INMARSAT-B/M系统原理与操作n第七节 INMARSAT-F/M4系统原理与操作 2022-2-143第一节第一节 INMARSAT在在GMDSS中的作用中的作用nINMARSAT系统是 GMDSS 的重要组成部分，是GMDSS 得以实施的重要保障。 n在GMDSS 中，船舶遇险救助是以岸基岸基为核心的，船舶一旦遇险，岸上的有关部门和船舶

2、附近的其它船舶能以最小的时延，组织有效的救助，这主要得益于有远距离通信的手段，INMARSAT则提供了可靠的远距离通信手段。 2022-2-1442022-2-145INMARSAT在在GMDSS中的作用中的作用 INMARSAT在在 GMDSS 中能发挥如下作用：中能发挥如下作用：1.遇险报警功能遇险报警功能2.搜救协调通信功能搜救协调通信功能 3.现场通信功能现场通信功能4.海上安全信息的播发与接收海上安全信息的播发与接收5.常规通信功能常规通信功能6.驾驶台与驾驶台之间的通信驾驶台与驾驶台之间的通信 2022-2-146第二节第二节 卫星通信的基本概念卫星通信的基本概念 什么叫卫星通信什

3、么叫卫星通信 什么叫静止卫星和静止卫星通信系统什么叫静止卫星和静止卫星通信系统 卫星覆盖区卫星覆盖区 实现全球通信的条件实现全球通信的条件 衡量卫星通信系统性能的主要技术指标衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 卫星通信的特点卫星通信的特点2022-2-147什么叫卫星通信什么叫卫星通信短波通信短波通信利用利用电离层电离层反射短波反射短波通信通信电离层电离层地球2022-2-148什么叫卫星通信什么叫卫星通信微波通信微波通信微微波波中中继继通通信信 2022-2-149什么叫卫星通信？什么叫卫星通信？ 卫星通信卫星通信利用人造地球卫星作为中利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号继站转发无线电信

4、号, 在两个或多个地在两个或多个地球站之间进行的通信。球站之间进行的通信。 返回2022-2-1410什么叫静止卫星？什么叫静止卫星？ 一、一、卫星的种类卫星的种类 二、二、什么叫静止卫星什么叫静止卫星？ 2022-2-1411卫星的种类卫星的种类1 按卫星的结构划分按卫星的结构划分 无源卫星 有源卫星2022-2-1412卫星的种类卫星的种类2 按卫星的轨道划分按卫星的轨道划分按卫星轨道的形状卫星轨道的形状划分 圆形轨道卫星 椭圆形轨道卫星 按卫星距地球表面的高度卫星距地球表面的高度划分H5,000Km ; h 4小时 5,000Km H 20,000Km; 4小时 h 20,000Km ;

5、 h 12 小时 注：H：表示高度，h：旋转一圈所需时间2022-2-1413圆形轨道卫星 2022-2-1414椭圆形轨道卫星2022-2-1415卫星的种类2续 按卫星的轨道划分（续）按卫星的轨道划分（续） 按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角 = 0 ，赤道轨道卫星 ； = 90 ，极轨道卫星;0 90,倾斜轨道卫星 注：注： 表示夹角表示夹角2022-2-1416 = 0 ，赤道轨道卫星，赤道轨道卫星 ；地球赤道赤道轨道卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图2022-2-1417卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 =90极轨道卫星极轨道卫星;地球赤道卫

6、星轨道2022-2-1418 0 90,倾斜轨道卫星倾斜轨道卫星地球赤道倾斜轨道卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图2022-2-1419卫星轨道平面与地球赤道平面卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图的夹角示意图090倾斜轨道倾斜轨道=0赤赤 道轨道道轨道=90 极轨道极轨道2022-2-1420卫星的种类卫星的种类2续续 按卫星的轨道划分（续）按卫星的轨道划分（续） 按相对于地面观察点的位置相对于地面观察点的位置划分运动轨道卫星同步轨道卫星静止轨道卫星 2022-2-1421什么叫静止卫星？什么叫静止卫星？ 卫星在地球赤道上空，距地面 35,786 公里的圆形轨道上绕地球旋转，卫星轨道平

7、面与地球赤道平面的夹角为 0，其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为 24 小时，并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同，不论在地球的什么地方观察卫星，卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星。2022-2-1422卫星覆盖区卫星覆盖区一、定义：一、定义： 卫星在地球表面的投影二、静止卫星覆二、静止卫星覆盖区：盖区： 覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一BA B 间 弧 长18100KM35786KM地球静止卫星A2022-2-14232022-2-1424实现全球通信的条件实现全球通信的条件 在静止卫星轨道上等间距地放置三颗三颗静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立

8、转发站 ，则经过一次跳变，即通过一颗卫星或经过二次跳变和转发站便可实现二个地球站间的通信联络 ，并可基本实现基本实现全球通信 P3P2P12022-2-14252022-2-1426衡量卫星通信系统性能的衡量卫星通信系统性能的主要技术指标主要技术指标 有效全向辐射功率（有效全向辐射功率（EIRP） 用来衡量收发器发射分系统性能发射分系统性能的 EIRP越大，则表明发射分系统的性能越好。 符号: EIRP 单位： dBW 或 dBm； 1dBW = 30 dBm A 船站EIRP: 34 dBW EIRP37 dBW C 船站EIRP: 12 dBW EIRP= -4db/k C 船站 G/T

9、= -23db/k 2022-2-1428卫星通信的特点 优点优点 : 覆盖面积大、通信距离远、灵活机动并可基本实现全球通信。 频带宽、通信容量大。 抗干扰能力强，通信质量高。 卫星通信系统是实时、全天候通信系统。 功效高。2022-2-14292022-2-1430 卫星通信的特点 缺点：缺点：技术难度大，投资多，费用高。卫星通信有较大的信号延迟和回声干扰。返回第三节第三节 INMATSAT 简介简介3.1 Inmarsat3.1 Inmarsat海事卫星通信系统海事卫星通信系统原名：国际海事卫星组织原名：国际海事卫星组织现名：国际移动卫星组织现名：国际移动卫星组织2022-2-1432海事

10、卫星通信系统海事卫星通信系统船用移动卫星通信终端的发展时间表：船用移动卫星通信终端的发展时间表：1982年 INMARSATA终端1989年 INMARSATC终端1993年 INMARSATM终端1994年 INMARSATB终端1996年 INMARSATMm (Mini-M)终端1997年 INMARSATE终端2002年 INMARSATF77终端和Mini-C终端2003年 INMARSATF55和F33型终端2022-2-1433Inmarsat Inmarsat SatelliteSatelliteMARITIMEMARITIMELANDLANDAEROAERONCSNCSTT&

11、CTT&CRESCUE RESCUE COORDINATION COORDINATION CENTRECENTREOCCOCCSCCSCCInmarsatInmarsatNOCNOCLESLESNational & InternationalNational & InternationalTelecom NetworkTelecom Networkvoicevoicefaxfaxdatadatatelextelex 3.2 Inmarsat System3.2 Inmarsat System2022-2-1434INMARSAT 系统组成 INMARSAT 通信系统：空间段空间段地面段地面段卫

12、星通信地面网络（含网络协调站NCS、地面站LES）用户段用户段卫星移动通信终端（MES） 2022-2-1435INMARSAT 系统组成空间段n海事卫星海事卫星（Satellite） 接收岸站和船站发来的信号，对所接收的信号加以放大和处理, 然后转发给船站或岸站。nPORnIORnAOR-EnAOR-W2022-2-1436Inmarsat Inmarsat 卫星覆盖图卫星覆盖图2022-2-1437点波束模式与全球覆盖模式点波束模式与全球覆盖模式n点波束模式：点波束模式：将卫星发射功率集中在一些航运密集，通信业务繁忙的地区，以便为这一地区提供更多的通信线路，并可进一步减小移动站的体积。n全

13、球覆盖模式全球覆盖模式:除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信处，也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区，使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信。2022-2-1438点波束模式与全球覆盖模式示意图点波束模式与全球覆盖模式示意图（3代卫星）代卫星）注：注：图中实线范围为全球波束图中实线范围为全球波束 蓝色阴影区为点波束蓝色阴影区为点波束 小红圈为地面站小红圈为地面站 2022-2-1439INMARSAT空间段九颗卫星的空间段九颗卫星的轨道示意图轨道示意图 2022-2-1440INMARSAT空间段九颗卫星的空间段九颗卫星的轨道示意图轨道示意图 2022-2-1441INMA

14、RSAT卫星的洋区编码卫星的洋区编码 洋洋 区区AOR-EAOR-WPORIOR电传编电传编码码581584582583电话电话（传真）（传真）编码编码8718748728732022-2-1442INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段n 网络操作中心网络操作中心(NOC)nINMARSAT 网络控制中心位于伦敦伦敦INMARSAT 总部，它使用全球通信网络与四个网络协调站连接起来。网络控制中心和网络协调站进行信息交换，可以使网络控制中心对整个网络的通信业务进行监视、协调和控制。n作用：负责对整个作用：负责对整个 INMARSAT 通信网的营通信网的营运和管理。运和管理。2022-2-

15、1443INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段n卫星操作中心卫星操作中心（SOC) 卫星控制中心设在伦敦伦敦 INMARSAT 总部，它负责监视它负责监视 INMARSAT 拥有卫星的运行情况拥有卫星的运行情况。卫星控制中心接收从全球测控站（TT&C)发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对 INMARSAT 卫星进行控制和管理。2022-2-1444INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段n 测控站测控站（TT&C)n 测控站直接对直接对INMARSAT 卫星进行控制卫星进行控制和管理。和管理。n测控站跟踪遥测卫星，并把测得的数据送卫星操作中心处理。测控站还接收卫星操作中心

16、发来的分析结果，以此为依据给卫星发指令，对卫星进行控制。n全球设立了四个测控站，分别是加拿大的考伊琴湖（Lake Cowichan）与彭南特角 (Pennant Point)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。n测控站在必要时可以替代卫星操作中心控制卫星，起到备用的作用。2022-2-1445INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段n网络协调站网络协调站(NCS) 在每个洋区都有一个岸站岸站兼作网络协调站，对本洋区的通信情况进行监控对本洋区的通信情况进行监控。 NCS之间的相互通信，由INMARSAT网络操作中心控制。 2022-2-1446INMARSAT

17、系统组成系统组成地面段地面段n地面站地面站（LES)n地面站也称陆地地球站，是陆地网络和移动终端的网关（接口）。n目前每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站，其中一个地面站兼做网络协调站，在四颗卫星的情况下，全球最多可建6060个地面站。n作用：经卫星和移动站进行通信，并为移动站提供国内或国际网络通信的一个接口。 2022-2-1447实际地面站的外景图实际地面站的外景图 2022-2-1448地面站内部的网络连接地面站内部的网络连接 2022-2-1449地面站情况n目前，全球在运营的地面站共有3939个 。n在实际卫星通信中，不同移动终端通过卫星经地面站完成通信。呼叫地面站以接续码（呼叫号码）

18、完成，如北京地面站接续码（移动站首发呼叫）如下： 移动站类型移动站类型太平洋太平洋印度洋印度洋大西洋东大西洋东大西洋西大西洋西INMARSAT-AINMARSAT-A1111111111111111INMARSAT-BINMARSAT-B，M M，mMmM，M4M4，F F868868868868868868868868INMARSAT-CINMARSAT-C211211311311121121021021502022-2-14INMARSAT 系统组成系统组成用户段用户段nINMARSAT 船舶地球站船舶地球站（简称：船站（简称：船站(SES)、移动站、移动站(MES)作用：通过卫星和岸站与

19、陆地用户或其它 船站之间进行通信联络 种类： 包括A 站、C站、B站、M站、E站、 F站和P站等多种型号的船站 .512022-2-14船站的组成船站的组成ADE甲板上设备BDE甲板下设备天线 电 源打印机 VDU电话传真其他终端天线伺服机构/天线控制单元三路器FM/PSK解调器FM/PSK调制器 频率合成器基带信号处理器主CPU信道控制终端接口任选功能板双工耦合器高功率放大器低噪声放大器频率变换单元 下变频器 频率产生器 上变频器图8-15 INMARSAT 船站组成简化图522022-2-14水移动卫星业务 L波段固 定 卫 星业务C波段静止卫星静止卫星SES-ID：1570101 MIH

20、A X日本NCS/CES ID：0 3SES-ID：1571733 BBQD X北京CES-ID：1 1 美国 CES-ID：01上行线路6Ghz下行线路4Ghz上行线路1.6Ghz下行线路1.5Ghz2022-2-1453太平洋卫星覆盖区方位角和仰角示意图2022-2-1454印度洋卫星覆盖区方位角和仰角示意图2022-2-1455大西洋西卫星覆盖区方位角和仰角图2022-2-1456大西洋东卫星覆盖区方位角和仰角图2022-2-1457INMARSAT标准业务功能电传网络电话网络Inm-A LESInm-A移动终端Inmarsat卫星Inmarsat-系统标准业务包括：话音，传真，电传以及

21、话带数据2022-2-1458一、电传通信程序一、电传通信程序11、 船至岸电传通信程序船至岸电传通信程序（1）通信前的准备选择卫星、调天线选择工作种类（电传）选择优先等级编辑欲发送的电文2022-2-1459（2）选择通信路由（3）申请岸站 XX+ 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：11 +：结束符 岸站名称 日期 时间 你是谁？ 船站自动应答 GA+2022-2-1460（4）拨号 业务代码业务代码国家电传代码国家电传代码 被呼叫用户号码被呼叫用户号码 + 被呼叫用户应答（5）发电传 按“HERE IS” 本船应答码 按“WRU”被呼叫用户应答 (6)按.五个点，或按释放键以结束通

22、信2022-2-1461 00 自动转接 11 手动转接（国际接线员） 12 查询（国际） 13 手动转接（国内接线员） 14 查询（国内） 33 技术援助 32 医疗指导呼叫; 38 医疗援助呼叫; 39 海事援助呼叫; 91 线路性能测试 92 船站启用试验2022-2-1462航行于太平洋的明华轮(1570101 MIHA X)从船上给(集团)总公司 ( 22264 CPCPK CN)发电传。1 调天线指向太平洋卫星、 选则电传方式、常规通信、编辑欲发电文2 选择通信路由-北京岸站（CES-ID:11)3 11+ BEIJING 2004/1/20 09:30:00 1570101 MI

23、HA X GA+ 008522264+ 22264 CPCPK CN 发电文 HERE IS 1570101 MIHA X WRU 22264 CPCPK CN . BEIJING 2004/1/20 09:31:00 01.00 MIN2022-2-1463（1）通信前的准备选择卫星、调天线选择工作种类（电传）选择优先等级编辑欲发送的电文（2）选择通信路由2022-2-1464（3）申请岸站 XX+ 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：11 +：结束符 岸站名称 日期 时间 你是谁？ 船站自动应答 GA+2022-2-1465（4）拨号： 业务代码. 洋区码. 被呼叫船船站识别码 +

24、被呼叫用户应答（5）发电传 按“HERE IS” 键 本船应答码 按“WRU” 被呼叫用户应答 (6)按.五个点，或按释放键以结束通信2022-2-1466POR : 582IOR : 583AOR- E : 581AOR-W : 5842022-2-1467航行于太平洋的明华轮(1570101 MIHA X)从船上给航行于印度洋的育强轮（1571733 BBQD X)发电传。1 调天线指向太平洋卫星、 选则电传方式、常规通信、编辑欲发电文2 选择通信路由-北京岸站（CES-ID:11)3 11+ BEIJING 2004/1/20 09:30:00 1570101 MIHA X GA+ 00

25、5831571733+ 1571733 BBQD X 发电文 HERE IS 1570101 MIHA X WRU 1571733 BBQD X . BEIJING 2004/1/20 09:31:00 01.00 MIN2022-2-1468 TO：COSCO FM：M/V MINGHUA 1570101 MIHA X COPY：MANAGER 空两行空两行 正文正文 （署名）（署名）MASTER 空两行空两行 NNNN2022-2-1469INMARSAT通信程序（续） 二、电话通信程序1、 船至岸电话通信程序（1）通信前的准备选择卫星、调天线选择工作种类（电话）选择优先等级（常规）准备通

26、话内容2022-2-1470电话通信程序（续）（2）选择通信路由（3）申请岸站 摘机 XX# 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：11 # ：结束符 听有无接续音 若有，则（4）拨号 业务代码. 国家电话代码. 地区码. 被呼叫用户电话号码#2022-2-1471电话铃声v0.5 秒通/0.5秒断的断续音 忙音忙音 v0.25 秒通/0.25秒断的断续音 拥挤音拥挤音 v0.125 秒通/0.125秒断的断续音 占线音占线音 v1.5 秒通/1.5秒断的断续音 接通音接通音v持续音 遇险遇险2022-2-1472电话通信程序（续） 电话接通铃响（5）通话 (6)挂机，以结束通信2022-

27、2-1473中国和常用地区代码v86 中国电话业务代码v010 北京地区v0532 青岛地区v021 上海地区2022-2-1474船至岸电话通信程序举例v 航行于太平洋的明华轮(1570101 MIHA X)从船上给青岛远洋船员学院信息工程系通信教研室打电话（00-86-532-5752167）1 调天线指向太平洋卫星、 选则电话方式、常规通信、准备通话内容2 选择通信路由-北京岸站（CES-ID:11)3 摘机 11# 听到接续音4 拨号 00865325752167# 接通后5 通话6 挂机（结束通信）2022-2-1475INMARSAT通信程序（续） 电话通信程序(续）2、船至船电话

28、通信程序（1）通信前的准备选择卫星、调天线选择工作种类（电话）选择优先等级准备欲通话内容2022-2-1476电话通信程序（续）（2）选择通信路由（3）申请岸站 摘机 XX# 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：11 #：结束符 听到接续音（4）拨号： 业务代码. 洋区码. 被呼叫船船站识别码 #2022-2-1477电话通信程序（续） 听到被呼叫用户被接通的铃声（5）通话 (6) 挂机（以结束通信）2022-2-1478电话洋区代码vPOR : 872vIOR : 873vAOR- E : 871vAOR-W : 874要记住啊要记住啊!2022-2-1479三、遇险电话、电传呼叫程序

29、l 1. 选择电话/电传工作方式;l 2. 根据最佳路由确定岸站识别码(必须查明本船当前使用的卫星是否与所选定的营救协调中心相一致，若不一致，则必须做相应调整）;l 3. 选择遇险优先通信等级;l 4. 根据船站操作要求进行呼叫申请, 遇险通信能自动接到一个救助协调中心或连接到一个特殊的操作员那里。如果船站在 15 秒钟之内未被接通, 应重复上述呼叫, 或选择其它合适的岸站。l 5. 当遇险通信建立后, 发遇险电话(MAYDAY)/遇险电传(SOS)信号;l 6. 结束通信。2022-2-1480四、紧急和安全通信程序四、紧急和安全通信程序1l 由岸站提供的紧急和安全业务适用于医疗指导医疗指导

30、、医疗援助医疗援助和海事援助海事援助三个方面。l对于电传业务:l 医疗指导前必须冠有MEDICO字样;l 医疗和海事援助信息前必须冠有“URGENT”字样;l紧急和安全通信程序如下: 1. 选择电话/电传工作方式; 2. 选择紧急优先通信等级; 3. 根据最佳路由确定岸站识别码; 4. 根据船站操作要求进行呼叫申请;2022-2-1481四、紧急和安全通信程序四、紧急和安全通信程序25. 在接通岸站后(电话拨号音, 电传 GA+信息);l 选择并健入所要求的业务代码。l 32 ：医疗指导呼叫：医疗指导呼叫;l 38 ：医疗援助呼叫：医疗援助呼叫;l 39 ：海事援助呼叫：海事援助呼叫;l 在健

31、入业务代码之后, 在业务代码后，电话以 # 符号结束,电传以+ 符号结束2022-2-1482四、紧急和安全通信程序四、紧急和安全通信程序36. 发送有关信息，这些信息必须包括：l -船舶名称l -呼号, 船舶识别码l -船舶的位置l -病人或受伤者的情况, 症状(用于医疗通信)l -紧急性的特征情况(用于海事援助通信)l -要求援助的项目l -任何其它的有关情况 7. 结束通信2022-2-1483INMASAT系统通信体制在系统中采用了如下通信方式：申请信道：TDMA-2PSK/4800 bps分配信道： TDM-2PSK/1200 bps岸到船电传信道：TDM-2PSK/1200 bps船到岸电传信