海事卫星通信系统

海事卫星通信系统GMDSS原理与操作概述一INMARSAT在GMDSS中的作用二卫星通信的基本概念三INMARSAT海事卫星通信系统四通信程序第一节INMARSAT在GMDSS中的作用INMARSAT系统是GMDSS的重要组成部分，是GMDSS得以实施的重要保障。在GMDSS中，船舶遇险救助是以岸基为核心的，船舶一旦遇险，岸上的有关部门和船舶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。GMDSS原理与操作1.遇险报警功能2.搜救协调通信功能3.现场通信功能4.海上安全信息的播发与接收5.常规通信功能6.驾驶台与驾驶台之间的通信INMARSAT在GMDSS中能发挥如下作用：GMDSS原理与操作第二节卫星通信的基本概念什么叫卫星通信什么叫静止卫星和静止卫星通信系统卫星覆盖区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卫星通信的特点短波通信利用电离层反射短波通信电离层地球GMDSS原理与操作•卫星通信——利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。GMDSS原理与操作什么叫静止卫星？•一、卫星的种类•二、什么叫静止卫星？卫星的种类——1•按卫星的结构划分–无源卫星–有源卫星卫星内部是否含有有源器件卫星的种类——2•按卫星的轨道划分•1）按卫星轨道的形状划分•圆形轨道卫星•椭圆形轨道卫星2）按卫星距地球表面的高度划分低高度：H5,000Km;h4小时中高度：5,000KmH20,000Km;4小时h12小时高高度：H20,000Km;h12小时注：H：表示高度，h：旋转一圈所需时间GMDSS原理与操作圆形轨道卫星GMDSS原理与操作椭圆形轨道卫星GMDSS原理与操作卫星的种类——2续3）按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角θ=0°，赤道轨道卫星；θ=90°，极轨道卫星;0°θ90°,倾斜轨道卫星注：θ表示夹角GMDSS原理与操作•θ=0°，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GMDSS原理与操作卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图•θ=90°极轨道卫星;地球赤道卫星轨道GMDSS原理与操作•0°θ90°,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GMDSS原理与操作卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图0θ90°倾斜轨道θ=0赤道轨道θ=90°极轨道GMDSS原理与操作卫星的种类——2续•按卫星的轨道划分（续）–按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GMDSS原理与操作什么叫静止卫星？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。GMDSS原理与操作卫星覆盖区一、定义：卫星在地球表面的投影二、静止卫星覆盖区：覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一BAB间弧长18100KM35786KM地球静止卫星AGMDSS原理与操作GMDSS原理与操作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静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站，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，并可基本实现全球通信P3P2P1GMDSS原理与操作衡量卫星通信系统性能的主要技术指标有效全向辐射功率（EIRP）用来衡量收发器发射分系统性能的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=30dBmC船站EIRP:12dBWEIRP16dBWGMDSS原理与操作衡量卫星通信系统性能的主要技术指标增益噪声温度比（G/T）增益噪声温度比又叫优值比常用来衡量接收分系统性能的好坏增益噪声温度比越大，则表明接收分系统的性能越好，接收微弱信号的能力越强。符号:G/T单位是db/°kC船站G/T=-23db/°kGMDSS原理与操作卫星通信的特点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。GMDSS原理与操作•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INMATSAT简介3.1Inmarsat海事卫星通信系统原名：国际海事卫星组织现名：国际移动卫星组织GMDSS原理与操作海事卫星通信系统船用移动卫星通信终端的发展时间表：•1982年INMARSAT—A终端•1989年INMARSAT—C终端•1993年INMARSAT—M终端•1994年INMARSAT—B终端•1996年INMARSAT—Mm(Mini-M)终端•1997年INMARSAT—E终端•2002年INMARSAT—F77终端和Mini-C终端•2003年INMARSAT—F55和F33型终端GMDSS原理与操作InmarsatSatelliteMARITIMELANDAERONCSTT&CRESCUECOORDINATIONCENTREOCCSCCInmarsatNOCLESNational&InternationalTelecomNetworkvoicefaxdatatelex3.2InmarsatSystemINMARSAT系统组成INMARSAT通信系统：空间段地面段——卫星通信地面网络（含网络协调站NCS、地面站LES）用户段——卫星移动通信终端（MES）GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——空间段•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。•POR•IOR•AOR-E•AOR-WInmarsat卫星覆盖图点波束模式与全球覆盖模式•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。•全球覆盖模式:除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信外，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。GMDSS原理与操作点波束模式与全球覆盖模式示意图（3代卫星）注：①图中实线范围为全球波束②蓝色阴影区为点波束③小红圈为地面站INMARSAT空间段九颗卫星的轨道示意图INMARSAT卫星的洋区编码洋区AOR-EAOR-WPORIOR电传编码581584582583电话（传真）编码871874872873GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段网络操作中心(NOC)INMARSAT网络控制中心位于伦敦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。作用：负责对整个INMARSAT通信网的营运和管理。INMARSAT系统组成——地面段卫星操作中心（SOC)卫星控制中心设在伦敦INMARSAT总部，它负责监视INMARSAT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。INMARSAT系统组成——地面段测控站（TT&C)测控站直接对INMARSAT卫星进行控制和管理。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。全球设立了四个测控站，分别是加拿大的考伊琴湖（LakeCowichan）与彭南特角(PennantPoint)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。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。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段网络协调站(NCS)在每个洋区都有一个岸站兼作网络协调站，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。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段地面站（LES)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）。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60个地面站。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。GMDSS原理与操作实际地面站的外景图地面站内部的网络连接地面站情况目前，全球在运营的地面站共有39个。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）完成，如北京地面站接续码（移动站首发呼叫）如下：移动站类型太平洋印度洋大西洋东大西洋西INMARSAT-A11111111B，M，mM，M4，F868868868868INMARSAT-C211311121021INMARSAT系统组成——用户段INMARSAT船舶地球站（简称：船站(SES)、移动站(MES))作用：通过卫星和岸站与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.GMDSS原理与操作船站的组成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INMARSAT船站组成简化图GMDSS原理与操作水移动卫星业务L波段固定卫星业务C波段静止卫星SES-ID：1570101MIHAX日本NCS/CESID：03SES-ID：1571733BBQDX北京CES-ID：11美国CES-ID：01INMARSAT标准业务功能电传网络电话网络Inm-ALESInm-A移动终端Inmarsat卫星Inmarsat-系统标准业务包括：话音，传真，电传以及话带数据第四节INMARSAT通信程序一、电传通信程序——11、船至岸电传通信程序（1）通信前的准备①选择卫星、调天线②选择工作种类（电传）③选择优先等级④编辑欲发送的电文GMDSS原理与操作电传通信程序——2（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+GMDSS原理与操作电传通信程序——3（4）拨号业务代码→国家电传代码→被呼叫用户号码+被呼叫用户应答（5）发电传按“HEREIS”→→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GMDSS原理与操作常用业务代码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GMDSS原理与操作船至岸电传通信程序举例航行于太平洋的明华轮(341219701MIHAX)从船上给(集团)总公司(22264CPCPKCN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:868)3868+BEIJING2004/1/2009:30:00341219701MIHAXGA+008522264+22264CPCPKCN发电文HEREIS341219701MIHAXWRU22264CPCPKCN…..BEIJING2004/1/2009:31:0001.00MINGMDSS原理与操作2、船至