劉韜（北京空間科技信息研究所）

2014年3月8日凌晨，載有154名中國人的馬來西亞MH370航班在從吉隆坡飛往北京的途中失蹤，這一事件牽動了無數(shù)國人的心。盡管多國在事后動用了各類飛機和艦艇在疑似失事海域進(jìn)行搜索，但截至到目前仍未發(fā)現(xiàn)失蹤客機的確鑿線索。在此次事件中，衛(wèi)星作為現(xiàn)代信息體系的重要組成部分，在飛機搜救方面發(fā)揮了重要的作用。事發(fā)一天后，美國“土”（Terra）衛(wèi)星、“水”（Aqua）衛(wèi)星、中國高分-1等遙感衛(wèi)星就對失聯(lián)地區(qū)進(jìn)行了觀測，獲得了可疑油污帶、疑似漂浮物等圖像。3月14日，國際移動衛(wèi)星公司（INMARSAT）稱其運營的“國際移動衛(wèi)星”接收到MH370航班發(fā)送的“握手”（ping）信號，它使對MH370的調(diào)查出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折。截至目前，國內(nèi)外已有數(shù)十顆衛(wèi)星關(guān)注著失聯(lián)客機可能存在的區(qū)域（截至3月17日，中國已調(diào)動21顆衛(wèi)星參與搜尋失聯(lián)客機），這些衛(wèi)星為搜索救援提供了重要的空間信息支持。從目前衛(wèi)星具備的能力看，利用衛(wèi)星對失事客機進(jìn)行搜索與救援的方式主要有兩種，第一種是由于飛機搭載了能夠發(fā)射飛行狀態(tài)信息或遇險信號的發(fā)射機，衛(wèi)星搭載了相關(guān)的接收機，所以衛(wèi)星接收信號后就可轉(zhuǎn)發(fā)給地面站。地面人員通過相關(guān)信息可以快速找到出事地點，這種方式救援效率較高。第二種是利用遙感衛(wèi)星觀測與搜尋。當(dāng)飛機遇險降落到地面或海洋后，利用各類遙感衛(wèi)星對事故飛機進(jìn)行搜索。與艦艇和飛機搜索相比，這種搜索方式搜索的范圍更大，對海面漂浮物的搜索效率更高。但若飛機已完全下沉到水底，且無漂浮物的情況下，用現(xiàn)有的衛(wèi)星光學(xué)和雷達(dá)成像技術(shù)還難以探測。

1 通信衛(wèi)星或星載通信載荷在搜救中的作用

通信衛(wèi)星能通過機載的飛機通信尋址報告系統(tǒng)（ACARS）確定飛行狀態(tài)

飛機通信尋址報告系統(tǒng)是一種空—地或空—天—地數(shù)字通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)每隔一定時間間隔將飛機高度、速度等100多種飛行參數(shù)發(fā)送給地面，而在飛機系統(tǒng)發(fā)生故障后，該系統(tǒng)會立即發(fā)送數(shù)據(jù)。ACARS部分?jǐn)?shù)據(jù)也被黑匣子記錄。目前，ACARS是客機必須安裝的系統(tǒng)。在陸地空域飛行時，ACARS數(shù)據(jù)通過甚高頻（VHF）通信頻段從飛機發(fā)給地面。但VHF的通信距離有限，飛機高度越高，通信距離越遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)通信距離約400km。在海域飛行時，若ACARS選裝了衛(wèi)星通信裝置（SATCOM），并開通了相關(guān)服務(wù)，其報文數(shù)據(jù)就可通過衛(wèi)星中繼，然后發(fā)給地面。這樣就克服了與地面直接通信的距離限制。但這套衛(wèi)星通信裝置和相關(guān)服務(wù)的價格昂貴，目前尚未在發(fā)展中國家普遍應(yīng)用。

2009年6月法航A 330客機在與地面失去聯(lián)系前，向地面發(fā)送了24組ACARS報文數(shù)據(jù)。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)其速度測量系統(tǒng)出現(xiàn)故障是導(dǎo)致客機墜毀的主要原因之一，而ACARS數(shù)據(jù)是這一調(diào)查結(jié)論的主要根據(jù)之一。法航A 330客機失事2年后，黑匣子才被找到。

馬航在2014年3月11日的第11次媒體發(fā)布會表示，所有的馬來西亞民航客機都安裝了ACARS系統(tǒng)，但沒有接收到任何MH 370發(fā)送的ACARS數(shù)據(jù)，但是，眾多具有航空專業(yè)知識的人士質(zhì)疑其ACARS運行情況。據(jù)英國“新科學(xué)家”網(wǎng)站消息，MH 370航班的發(fā)動機制造商羅爾斯羅伊斯（Rolls Royce）公司表示，位于英國德比（Derby）的全球發(fā)動機健康監(jiān)測中心曾接收到兩組發(fā)動機數(shù)據(jù)報告。一組是MH 370航班在吉隆坡國際機場起飛時發(fā)出的，另一組是在飛機爬升過程中發(fā)出的。MH 370航班使用該公司T ren t 800型航空發(fā)動機，并裝有發(fā)動機健康管理系統(tǒng)（EHM），而EHM由客機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（ACM S）獲得數(shù)據(jù)，再傳給EHM，然后EHM再通過ACARS系統(tǒng)，利用VHF或衛(wèi)星通信傳給地面。該消息說明在飛機失聯(lián)前，ACARS系統(tǒng)正常運行。

此外，“國際移動衛(wèi)星”可為此航班提供ACARS數(shù)據(jù)服務(wù)。該服務(wù)的名稱為“航空L”服務(wù)，所提供的全球數(shù)據(jù)通信速率為600～1200bit/s，主要作用是支持空中交通管理和航空公司運管。但馬航未訂購此服務(wù)。

第4代“國際移動衛(wèi)星”

法航和馬航的ACARS系統(tǒng)運行情況說明，盡管ACARS可在一定程度上解決事故發(fā)生后，黑匣子難以搜尋造成事故原因無從查證的問題，但是，這類系統(tǒng)的缺點是，在搜救關(guān)鍵期內(nèi)，及時快速地分析并正確解譯大量報文數(shù)據(jù)的困難較大。其次，ACARS系統(tǒng)的衛(wèi)星通信服務(wù)成本較高，造成馬航盡管為MH 370航班安裝了衛(wèi)星通信裝置，但卻沒有起到關(guān)鍵作用。

通信衛(wèi)星可用機載通信設(shè)備發(fā)來的Ping信號， 確定飛機大致方位

3月14日，國際移動衛(wèi)星公司發(fā)布通告稱曾收到M H 370發(fā)出的“常規(guī)、自動信號”，該數(shù)據(jù)已提供給國際航空電信協(xié)會（SITA），同時，相關(guān)數(shù)據(jù)已交給馬航。正是這一消息使M H 370的搜救區(qū)域發(fā)生重大調(diào)整。

據(jù)路透社等媒體消息，MH 370客機失聯(lián)后，“國際移動衛(wèi)星”曾接收到飛機發(fā)送的ping信號（很可能是“常規(guī)、自動信號”），但未建立連接。飛機相關(guān)系統(tǒng)每1s發(fā)出一次ping指令，衛(wèi)星曾接收到5～6次，最后一次收到的時間是3月8日08：11，它距離失聯(lián)時間約7h后。盡管單純通過ping信號無法說明飛機處于空中還是地面，但該消息至少說明MH 370在失聯(lián)后約7h內(nèi)還具備通信能力，飛機主體結(jié)構(gòu)未受到致命破壞。

不過，僅用1顆“國際移動衛(wèi)星”是無法對飛機的地點進(jìn)行準(zhǔn)確定位，它只能以衛(wèi)星為中心，機載油量所能飛行的距離為半徑，大致確定一段圓弧。這就是馬方稱客機可能在哈薩克斯坦與土庫曼斯坦到泰國的走廊地帶，或印度到印度洋走廊地帶的原因。這也是MH 370的搜救范圍被調(diào)整的根據(jù)。

從“國際移動衛(wèi)星”接收的ping信號推斷飛機搜索范圍

星載救援跟蹤載荷能用飛機應(yīng)急示位發(fā)射機對失事飛機進(jìn)行救援

全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（C O SPA S/SARSA T）也可發(fā)揮作用。它由遇險示位標(biāo)、衛(wèi)星星座和地面分系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。示位標(biāo)有三種形式，包括飛機應(yīng)急示位發(fā)射機（ELT）、航海用緊急無線電示位標(biāo)（EPIRB）和個人位置示位標(biāo)（PLB）。目前，遇險示位標(biāo)使用的頻率為406MHz。當(dāng)用戶遇險后，遇險示位標(biāo)可以通過人工或者自動由遇險時的撞擊、水浸而激活（信標(biāo)激活后可以存活48h），發(fā)出遇險報警信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后，由遍布全球的本地用戶終端（LUT）接收并計算出遇險目標(biāo)的位置，隨后經(jīng)國際通信網(wǎng)絡(luò)通知遇險地區(qū)的相關(guān)搜救部門進(jìn)行搜救。

截至目前，搭載低軌搜索與救援衛(wèi)星輔助跟蹤載荷（LEOSAR）的衛(wèi)星包括美國諾阿-15、16、18、19（NOAA-15、16、18、19）極軌氣象衛(wèi)星，歐洲氣象業(yè)務(wù)-A、B（M etOp-A、B）。搭載靜止軌道搜索與救援衛(wèi)星輔助跟蹤載荷（GEOSAR）的衛(wèi)星包括地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星-13、14、15（GOES-13、14、15），印度衛(wèi)星-3A、3D（INSAT 3A、3D），歐洲第二代氣象衛(wèi)星-2、3（MSG-2、3），俄羅斯電子-L1（Electro-L1）和射線-5A（Luch-5A）衛(wèi)星。

下圖為接收低軌衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)遇險示位標(biāo)救援信號的LUT示意圖，白色地區(qū)可以實時接收信號，而在藍(lán)色區(qū)域，衛(wèi)星先接收信號，在飛過附近地面站時，再下傳信號。對于靜止軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號，地面站可以實時接收。

據(jù)美國國家海洋與大氣管理局（NOA A）統(tǒng)計，自1982年以來，已有超過35000人被COSPAS/SARSAT救援，其中美國有7270人。僅在2013年，就有16次飛機事故使用了該系統(tǒng)，共救援34人。

LEOSAR低軌覆蓋范圍

星載廣播式自動相關(guān)監(jiān)視中繼系統(tǒng)將提供遠(yuǎn)海區(qū)域的飛機監(jiān)視能力

星載廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）系統(tǒng)是未來極具前途的空地、空空、空天監(jiān)視系統(tǒng)，可極大提高監(jiān)視和搜救效率。ADS-B是一種基于GPS和數(shù)據(jù)鏈通信的航空器運行監(jiān)視技術(shù)。其工作原理簡單地講就是機載設(shè)備收到GPS信號，進(jìn)行實時定位，然后把飛機位置、高度和速度等數(shù)據(jù)信息以1s時間間隔向外廣播。由于GPS定位精度比雷達(dá)高，可縮短飛機安全飛行時間間隔、優(yōu)化航線，從而提高運力，減少能源消耗和碳排放。歐洲計劃從2015年開始要求在歐洲空域飛行的飛機安裝ADS-B系統(tǒng)，美國規(guī)定到2020年，所有在美國空域飛行的飛機都必須安裝ADS-B系統(tǒng)。

澳大利亞和美國部分地區(qū)已成功應(yīng)用空地ADS-B系統(tǒng)。2003年9月，澳大利亞運輸部表示，基于對其中西部地區(qū)飛行流量的預(yù)期和投資成本的核算，澳大利亞已放棄以航管雷達(dá)覆蓋澳洲大陸的意圖。取而代之的是，在中西部地區(qū)建設(shè)ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)，與航管雷達(dá)組成一個覆蓋澳洲全境的空中交通服務(wù)監(jiān)視系統(tǒng)。美國已在阿拉斯加無雷達(dá)覆蓋區(qū)應(yīng)用ADS-B系統(tǒng)，使飛行事故率降低了約80%。

據(jù)外媒報道，馬航M H 370能夠通過應(yīng)答機廣播A D S-B信號，國外“飛行雷達(dá)24網(wǎng)站”（fligh tradar24）就是利用地基ADS-B信號接收設(shè)備更新航班信息的。可能有人關(guān)閉了飛機應(yīng)答機，造成MH 370的信息隨后從網(wǎng)站上消失。

為了對地基監(jiān)視雷達(dá)和地基ADS-B接收站無法覆蓋地區(qū)的飛機進(jìn)行監(jiān)視，尤其是監(jiān)視在海洋區(qū)域或極地飛行的飛機，國外將目光放在ADS-B系統(tǒng)的天基應(yīng)用上。天基ADS-B系統(tǒng)的實現(xiàn)方式是用衛(wèi)星攜帶ADS-B信號接收機，接收源自飛機ADS-B發(fā)射機廣播的信號，然后轉(zhuǎn)發(fā)給地面?；谔旎腁DS-B飛行監(jiān)視技術(shù)能夠極大地提高搜索與救援的效率。

目前，美國、歐洲均啟動了低軌衛(wèi)星星座接收轉(zhuǎn)發(fā)ADS-B信號的研制和部署工作。此外，日本在靜止軌道衛(wèi)星接收轉(zhuǎn)發(fā)ADS信號（非ADS-B）方面做過概念論證。

GEOSAR覆蓋范圍

Fligh trada r24公布的MH370失聯(lián)前地點

（1）歐洲完成天基ADS-B系統(tǒng)試驗，并積極向業(yè)務(wù)化方向發(fā)展

歐洲航天局（ESA）于2013年5月7日發(fā)射了“星上自主項目-植物”（Proba-V）衛(wèi)星。該星主要用于植被觀測和飛機監(jiān)視技術(shù)試驗,運行在820km的軌道高度，攜帶了德國航天局（DLR）研制的ADS-B接收機。盡管從飛機發(fā)射的ADS-B信號到達(dá)空間后已非常微弱，但試驗證明，在不需要升級現(xiàn)有機載設(shè)備的條件下，“星上自主項目-植物”攜帶的試驗性接收機仍然能夠在2h內(nèi)接收到12000個ADS-B數(shù)據(jù)。

2013年10月，德國航天局與合作伙伴SES Astra公司和泰雷茲-阿萊尼亞德國公司簽訂長期合同，計劃利用名為TR ITON的微衛(wèi)星平臺，對天基ADS-B接收系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步驗證，以此推進(jìn)天基ADS-B的業(yè)務(wù)化。

此外，荷蘭空間創(chuàng)新方案（ISIS）公司也正在研制ADS-B接收機和相關(guān)的納衛(wèi)星。

（2）美國兩家公司計劃在下一代低軌通信衛(wèi)星上全面部署ADS-B接收系統(tǒng)

目前，美國H a r r is公司與銥星公司合作，美國ADS-B技術(shù)公司與全球星公司合作，積極推進(jìn)天基ADS-B系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化。其中，H arris公司的產(chǎn)品有望最先在天基應(yīng)用。

銥星公司于2011年考慮在“下一代銥星”(Iridium NEXT)星座上安裝ADS-B系統(tǒng)?！跋乱淮炐恰毙亲?6顆低軌通信衛(wèi)星，將于2015年開始發(fā)射，于2017年結(jié)束部署?！般灐毙切亲鶎y帶H arris公司研制的1090ES型ADS-B接收機，計劃2018年開始監(jiān)視全球民用客機。銥星公司認(rèn)為該業(yè)務(wù)可以產(chǎn)生10億～20億美元的市場，用戶不僅包括傳統(tǒng)的空管、搜救等民用用戶，還將包括軍方。

2012年美國ADS-B技術(shù)公司在阿拉斯加州的一座高度1200多米的深山中利用兩架飛機完成了其ADS-B鏈路增強系統(tǒng)（A LAS）的試驗。通過這次試驗驗證了天基ADS-B的可靠性。以該系統(tǒng)的性能計算，一顆“全球星”（Globalstar）衛(wèi)星可以在1600km的覆蓋半徑內(nèi)跟蹤3000架飛機。ADS-B技術(shù)公司計劃在2014年中期研制出業(yè)務(wù)應(yīng)用的ALAS系統(tǒng)。但目前還未見到全球星搭載ALAS系統(tǒng)的具體時間。

搭載ADS-B系統(tǒng)的銥星星座示意圖

遙感與數(shù)字地球研究所利用陸地衛(wèi)星-8圖像發(fā)現(xiàn)的失聯(lián)地區(qū)油跡帶

2 遙感衛(wèi)星系統(tǒng)在飛機搜索救援中的應(yīng)用與展望

低軌遙感衛(wèi)星

（1）中國利用陸地衛(wèi)星-8圖像發(fā)現(xiàn)MH370失聯(lián)地區(qū)油跡帶

《考古拾趣》有文、有書、有畫、有印，完美體現(xiàn)了一代學(xué)者的學(xué)養(yǎng)修為。行內(nèi)人，按圖索驥，看到了賴非先生幾十年的田野考古、學(xué)術(shù)成果；行外人，拍案大笑，讀到了一個率真質(zhì)樸、好玩有趣的老靈魂。

2014年3月8日上午，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所開展應(yīng)急響應(yīng)，查詢馬航MH 370事件發(fā)生后的衛(wèi)星接收任務(wù)，向國內(nèi)外用戶協(xié)調(diào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)?？蒲腥藛T利用3月8日和3月10日美國陸地衛(wèi)星-8（Landsat-8）數(shù)據(jù)，在馬航客機失聯(lián)區(qū)域發(fā)現(xiàn)三處油跡帶，并迅速將分析結(jié)果報送國家相關(guān)部門，為搜尋失聯(lián)客機提供了空間信息支持。

（2）傳言美國“土”衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)疑似MH370墜落地點，后被國外專家推翻

3月9日,國內(nèi)多家網(wǎng)絡(luò)媒體報道美國航空航天局（NASA）發(fā)布疑似馬航MH 370航班失事地點的高清圖,實際上美國航空航天局官方未說明該圖是MH 370的疑似失事地點。國內(nèi)媒體的描述實際引用的是一個衛(wèi)星追蹤類網(wǎng)站（N2YO），原題為“是MH370航班的可能墜毀地點嗎？”（Flight MH370-A possible location of the crash？）的文章,該文章用紅圈在“土”衛(wèi)星的中分辨率多光譜成像儀（MODIS）拍攝的圖像上標(biāo)出了MH370航班的疑似墜機地點，該圖片的圖名為“MH370航班的疑似墜機地點細(xì)節(jié)圖”（Malaysia Airlines Flight 370-Map detail of the possible location of the crash）。正是這個圖名造成了誤導(dǎo)。

實際上，MODIS的空間分辨率為250m，不可能發(fā)現(xiàn)馬航MH370客機（MH370航班的機型為波音777-200，其機長63.7m，翼展60.9m），更不可能發(fā)現(xiàn)飛機碎片。3月10日，一位國外衛(wèi)星圖像處理專家在Marufish防災(zāi)世界網(wǎng)站（marufish.com）發(fā)表“美國航空航天局衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)MH370了嗎？（原文標(biāo)題Did NASA Satellites discover MH370？）的文章。該文說，根據(jù)他多年衛(wèi)星圖片處理的經(jīng)驗，原圖片中用紅圈標(biāo)出的暗帶根本不是疑似墜機地點，而是未受海面陽光反射（Sun glint）影響的區(qū)域，這個區(qū)域因而呈現(xiàn)暗色。同樣搭載MODIS的美國航空航天局“水”衛(wèi)星在當(dāng)天下午也拍攝了同一地點的圖像，這塊暗帶消失了。說明所謂的疑似墜機點是錯誤的猜測，并沒有強有力的根據(jù)。

（3）環(huán)境探測衛(wèi)星為搜索救援提供重要氣象海洋環(huán)境數(shù)據(jù)

被人誤讀的美國航空航天局“土”衛(wèi)星圖像

marufish網(wǎng)站在美國航空航天局海洋水色（NASA Ocean Color Web）網(wǎng)站發(fā)布的圖片上標(biāo)出MH370失聯(lián)地區(qū)洋流方向分析圖

氣象、海洋環(huán)境探測衛(wèi)星在搜索救援墜海飛機方面起到重要的作用。首先，這類衛(wèi)星快速實時地發(fā)現(xiàn)出事地區(qū)的氣象條件是否適于搜索行動的開展。其次，利用這類衛(wèi)星，相關(guān)氣象水文機構(gòu)能夠每日發(fā)布出事地區(qū)的海浪浪高、海表溫度和洋流方向等情況，為發(fā)現(xiàn)海面疑似漂流物后，分析墜機實際地點提供重要數(shù)據(jù)參考。例如，美國每日發(fā)布海洋水色數(shù)據(jù)的遙感器數(shù)據(jù)源包括“土”和“水”衛(wèi)星搭載的MODIS、其他衛(wèi)星上的“寶瓶座”（Aquarius）微波輻射計與散射計、可見光紅外成像儀輻射計套件（VIIRS）以及“國際空間站”搭載的海岸帶高光譜成像儀（HICO）。

（4）美國數(shù)字全球公司通過Tomnod網(wǎng)站平臺借助公眾力量搜索MH370

在馬航飛機失聯(lián)后，美國數(shù)字全球公司（DigitalGlobe）向公眾開放了Tomnod平臺，借助公眾力量積極尋找MH370航班的失事地點。美國數(shù)字全球公司擁有5顆世界最先進(jìn)的低軌商用高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星，這些衛(wèi)星包括美國地球之眼-1（Geoeye-1）、世界觀測-1和2（WorldView-1、2）、“伊科諾斯”（Ikonos）和快鳥-2（Quickbird-2）。這些衛(wèi)星空間分辨率均優(yōu)于1m，起到詳查作用，能夠較為準(zhǔn)確地判讀飛機碎片情況。

（5）我國調(diào)用高分-1等衛(wèi)星對失聯(lián)地區(qū)進(jìn)行搜索

據(jù)國防科工局網(wǎng)站報道，我國相關(guān)部門在第一時間緊急調(diào)動高分、海洋、風(fēng)云和遙感等多型號的多顆衛(wèi)星為搜救行動提供支持。其中高分-1衛(wèi)星具有最高2m空間分辨率，70km幅寬，非常適合對大于2m的碎片進(jìn)行大范圍的搜尋。在3月9日11：00左右高分-1衛(wèi)星獲取的圖像中，位于105.63°（E），6.7°（N）地點為中心，方圓20km的區(qū)域，觀測到3處疑似漂浮物體，尺寸分布為13m×18m、14m×19m和24m×22m。

中國高分-1遙感衛(wèi)星

靜止軌道遙感衛(wèi)星

（1）日本用“多用途運輸衛(wèi)星”嘗試飛機空管

日本“多功能運輸衛(wèi)星”（MTSAT）是日本運輸省和日本氣象廳合作投資的多功能（氣象觀測和飛行控制）衛(wèi)星。日本于2005年和2006年分別成功發(fā)射了多功能運輸衛(wèi)星-1R、2衛(wèi)星?！岸喙δ苓\輸衛(wèi)星”在飛行控制方面主要由三大功能，包括通信、導(dǎo)航和監(jiān)視。

在飛行通信方面，目前，VHF主要用于陸地航路飛機和空管設(shè)施間的語音通信，高頻（HF）用于洋區(qū)航路飛機與空管設(shè)施間的語音通信。但是，由于通信距離限制和地形遮擋，在海拔較低的區(qū)域VHF通信有時存在盲區(qū)。HF通信是最重要的應(yīng)急通信手段，但HF頻道短缺，且影響HF通信的因素很多,如電離層的變化等。

在通信、導(dǎo)航、監(jiān)視和空中交通管理（CNS/ATM）概念體系中，日本“多功能運輸衛(wèi)星”的通信功能使飛機和空中交通管制設(shè)施建立連接，消除地形影響。與HF相比，它可使通信質(zhì)量得到大幅度改善。由于使用數(shù)字通信技術(shù)，通信容量大幅提高，使航空信息、發(fā)往機載飛行管理系統(tǒng)（FMS）的飛行計劃和氣象數(shù)據(jù)等信息直接傳輸。通信內(nèi)容可在屏幕上顯示確認(rèn)，從而防止誤解。

日本多功能運輸衛(wèi)星-2

在飛機監(jiān)視方面，飛機發(fā)射點對點的ADS信號，由衛(wèi)星接收后，轉(zhuǎn)發(fā)給地面，從而實現(xiàn)飛機的監(jiān)視。目前，飛機在地基監(jiān)視雷達(dá)覆蓋范圍內(nèi)，可被實時監(jiān)視。而在范圍外，飛機位置靠飛行員口頭報告。通過“多功能運輸衛(wèi)星”衛(wèi)星，飛機在雷達(dá)覆蓋范圍外，由CNS/ATM系統(tǒng)向地面空管中心發(fā)射由GPS衛(wèi)星和多功能運輸衛(wèi)星天基增強系統(tǒng)（MSAS）獲得的飛機位置信息。該功能有助于減少飛行員的工作量，提高安全性和飛機的監(jiān)控能力。此外，此功能可用于航線優(yōu)化。衛(wèi)星與地面通信使用Ku和Ka頻段，飛機與衛(wèi)星通信使用L頻段。但這一監(jiān)視功能還停留在概念驗證階段。

（2）美歐積極發(fā)展靜止軌道高分辨率成像衛(wèi)星將提供高搜索效率

根據(jù)軌道動力學(xué)原理，低軌遙感衛(wèi)星，包括性能十分先進(jìn)的低軌高分辨率敏捷型成像衛(wèi)星，無法不間斷的對一個區(qū)域進(jìn)行搜索。這一問題會導(dǎo)致在關(guān)鍵的時刻無衛(wèi)星過頂；并且低軌衛(wèi)星的重訪周期通常為數(shù)天，即使使用星座也無法做到持續(xù)監(jiān)視。為解決上述問題，美歐高度重視地球靜止軌道高分辨率成像衛(wèi)星的發(fā)展。地球靜止軌道遙感衛(wèi)星可對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行持續(xù)監(jiān)視，單星可覆蓋全球1/3的面積，幅寬數(shù)達(dá)百千米，15m in即可搜索1500km的范圍，在未來的搜救行動中可起到重要作用。目前，美國正在積極攻關(guān)1m分辨率靜止軌道光學(xué)衍射成像衛(wèi)星技術(shù)，歐洲正在研制3m分辨率地球靜止軌道光學(xué)成像衛(wèi)星。而我國和印度也在研制數(shù)十米分辨率的地球靜止軌道光學(xué)成像衛(wèi)星。

通過上述分析可以看出，對于失事飛機的搜尋，遙感衛(wèi)星能夠發(fā)揮作用，但必須滿足一定的條件。如果飛機整體墜落到地面，同時結(jié)構(gòu)未受重大破壞，現(xiàn)有的中、高分辨率光學(xué)或雷達(dá)成像衛(wèi)星都可用于飛機的搜索。若飛機發(fā)生爆炸，或墜落后失火，或?qū)⒅車矬w點燃，還可通過搭載紅外遙感器的衛(wèi)星確定出事地點。若飛機墜落海洋，情況將更加復(fù)雜。如果飛機完全沉入海底，光學(xué)和雷達(dá)衛(wèi)星都難以拍攝水面下的目標(biāo)，只能通過海面的油跡或漂浮物間接判定飛機的墜落位置。同時，還必須通過環(huán)境衛(wèi)星，確定出事海域的洋流方向等環(huán)境信息，這樣才能最終判斷飛機的墜落地點。此外，遙感衛(wèi)星中還有一類可以搜集電子信號的電子偵察衛(wèi)星，但前提是飛機能發(fā)出有效的電子信號。

日本“多功能運輸衛(wèi)星”與飛機的通信示意圖

3 結(jié)束語

此次MH 370客機的搜索行動說明，衛(wèi)星可起到重要的支持性作用。由于M H 370客機的事故原因很復(fù)雜，馬方在失聯(lián)初期發(fā)布的失聯(lián)地點有誤，所以造成多數(shù)遙感衛(wèi)星的搜索地點出現(xiàn)偏差，所拍攝的疑似油跡帶和漂浮物等圖像的價值不大。隨著M H 370真實情況的陸續(xù)披露，在未來的搜救行動中，相信遙感衛(wèi)星將起到重要的作用。

法航空客A 330空難和失聯(lián)MH 370客機事件給我們很多啟示。為了尋找法航空客330客機黑匣子，花費了2年時間，相關(guān)經(jīng)費達(dá)到2500萬美元。這說明使用黑匣子作為飛行記錄的主要手段已經(jīng)不合時宜，應(yīng)該充分利用當(dāng)代先進(jìn)的GPS技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)，使飛行數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星實時傳輸給地面站。這樣才能最大限度上的保護(hù)乘客的生命安全，防止恐怖劫機事件的發(fā)生，或為爭分奪秒的搜救行動提供強有力的支持。為此，美、歐積極推進(jìn)天基ADS-B系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化。

鑒于上述的分析，中國應(yīng)該抓緊研制符合國際航空ADS-B頻段標(biāo)準(zhǔn)的信號接收轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星通信載荷，并在低軌衛(wèi)星星座上部署?？梢园l(fā)射低軌通信衛(wèi)星搭載ADS-B接收系統(tǒng)，也可以在低軌各類遙感衛(wèi)星上搭載ADS-B接收系統(tǒng)。

同時，繼續(xù)大力發(fā)展海洋衛(wèi)星，包括海洋水色、海洋動力環(huán)境等衛(wèi)星。形成對遠(yuǎn)海地區(qū)持續(xù)的環(huán)境探測能力。發(fā)展氣象海洋產(chǎn)品模型，以高效準(zhǔn)確地發(fā)布海浪浪高、洋流方向等與搜索救援相關(guān)的氣象水文信息。

“多功能運輸衛(wèi)星”監(jiān)視飛機功能示意圖

此外，還應(yīng)大力發(fā)展靜止軌道高分辨率光學(xué)對地觀測衛(wèi)星，以近實時地為搜索救援提供天基信息支持。