● 文|航天恒星科技有限公司 陳寧宇 劉威揚(yáng) 張澤根

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用

● 文|航天恒星科技有限公司 陳寧宇 劉威揚(yáng) 張澤根

目前智慧城市建設(shè)的熱潮正在世界各地掀起。數(shù)字衛(wèi)星采集系統(tǒng)具有靈敏度高、地域覆蓋性廣、終端小、用戶使用成本低等特點(diǎn)，在智慧城市領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng) 智慧城市 感-傳-智-用

一、引言

智慧城市早期概念的提出是在上個(gè)世紀(jì)90年代，2008年IBM提出了“智慧地球”的理念以后，全球智慧城市建設(shè)的熱潮在世界各地掀起。2014年3月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》，明確了我國(guó)智慧城市建設(shè)的六項(xiàng)指標(biāo)：信息網(wǎng)絡(luò)寬帶化、規(guī)劃管理信息化、基礎(chǔ)設(shè)施智能化、公共服務(wù)便捷化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化以及社會(huì)治理精細(xì)化，簡(jiǎn)稱“六化”。

通信是實(shí)現(xiàn)上述“六化”的必要手段。數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯聚、處理、分發(fā)，通過(guò)對(duì)地面狀態(tài)信息直接感知，實(shí)現(xiàn)對(duì)地高精度原位探測(cè)，具有數(shù)據(jù)傳輸靈敏度高、地域覆蓋性廣、終端小、用戶使用成本低等特點(diǎn)，適用于用戶數(shù)多，但數(shù)據(jù)傳輸量小，實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)廣泛面向個(gè)人、行業(yè)、以及政府職能部門(mén)，涉及多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，具有廣闊的市場(chǎng)前景和極大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，直接面向最終用戶提供端到端服務(wù)，解決信息傳輸中“最后一公里”問(wèn)題，非常適用于智慧城市領(lǐng)域，具有巨大的應(yīng)用潛力。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃

我國(guó)發(fā)展數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)，利用低軌小衛(wèi)星對(duì)地球信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、匯聚、處理和分發(fā)，實(shí)現(xiàn)地球狀態(tài)信息的直接感知，為用戶提供數(shù)據(jù)采集、短數(shù)據(jù)通信和廣播等服務(wù)。低軌小衛(wèi)星的軌道高度小于1000km，具有傳輸延時(shí)短、路徑損耗小等特點(diǎn)，由一定數(shù)量的低軌小衛(wèi)星組成的星座可以實(shí)現(xiàn)真正的全球覆蓋。

1.系統(tǒng)組成

參考通信衛(wèi)星以及國(guó)外衛(wèi)星星座系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，我國(guó)數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)由地面段、空間段和用戶段三部分組成。系統(tǒng)組成架構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)架構(gòu)

（1）空間段

空間段由數(shù)十顆低軌小衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。低軌小衛(wèi)星可搭載DCS（Data Collection System，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）、AIS（Automatic Identification System，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）、ADS-B（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視）載荷，實(shí)現(xiàn)地面DCS數(shù)據(jù)、船舶AIS數(shù)據(jù)和飛機(jī)ADS-B數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)十顆小衛(wèi)星按照一定的星座構(gòu)型進(jìn)行全球部署，系統(tǒng)建成后可實(shí)現(xiàn)近實(shí)時(shí)的全球覆蓋。

（2）地面段

地面段包括網(wǎng)關(guān)站和中心站，衛(wèi)星數(shù)據(jù)收發(fā)、衛(wèi)星測(cè)控、數(shù)據(jù)分發(fā)和處理以及網(wǎng)絡(luò)管理等基本功能，可實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星間饋電鏈路的連接、終端接入鑒權(quán)、信道管理等運(yùn)行控制以及系統(tǒng)的運(yùn)行管理維護(hù)。中心站除具備網(wǎng)關(guān)站功能外，還建有衛(wèi)星操作中心、網(wǎng)絡(luò)管控中心、數(shù)據(jù)處理中心，共同組成地面運(yùn)控系統(tǒng)。

（3）用戶段

用戶段主要由多種形式的數(shù)據(jù)采集終端組成，其根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景可分為微小終端、固定終端、移動(dòng)終端、手持終端、拋撒終端等，此外還包括船舶AIS終端和機(jī)載ADS-B OUT設(shè)備。終端集成了傳感器和通信模塊的功能，可將采集數(shù)據(jù)上傳至過(guò)頂?shù)牡蛙壭⌒l(wèi)星，同時(shí)可以接收業(yè)務(wù)廣播數(shù)據(jù)和管理控制數(shù)據(jù)等信息。

由于衛(wèi)星軌道高度低，傳輸損耗小，因此用戶終端支持小型化、低功耗設(shè)計(jì)。

2.信息流程

首先由部署在各處的數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)傳感器采集海洋、地震、森林、水文等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼、調(diào)制和組幀。當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過(guò)采集終端覆蓋區(qū)域上空時(shí)，通過(guò)用戶上行鏈路發(fā)送給衛(wèi)星。終端同時(shí)具備鏈路層的功能，即按照某種機(jī)制自主選擇接入信道。衛(wèi)星根據(jù)終端ID對(duì)終端上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和數(shù)據(jù)格式的重新封裝等功能。當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入地面站的可視范圍時(shí)將采集數(shù)據(jù)下傳給地面站。地面站實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收、分類和處理功能，通過(guò)行業(yè)專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）分發(fā)給行業(yè)、商業(yè)及大眾用戶。

此外，地面站還能將控制信息、數(shù)據(jù)接收確認(rèn)信息、特殊廣播信息進(jìn)行匯聚處理上注衛(wèi)星，數(shù)據(jù)由低軌小衛(wèi)星推送至覆蓋范圍內(nèi)的應(yīng)用終端，實(shí)現(xiàn)雙向通信功能。

3.業(yè)務(wù)特點(diǎn)

我國(guó)建設(shè)低軌數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)，將具有大容量、全球覆蓋以及終端小型化、低功耗等特點(diǎn)。系統(tǒng)建成后，可支持千萬(wàn)量級(jí)的用戶接入，為全球范圍的用戶提供近實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和通信服務(wù)。系統(tǒng)支持短報(bào)文、語(yǔ)音數(shù)據(jù)包和圖片等多種數(shù)據(jù)類型，通信速率可根據(jù)用戶需求和傳輸數(shù)據(jù)類型分為高速、中速和低速通信三檔，以低速短報(bào)文通信為主。通信模式分為單向和雙向，用戶可根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)選擇定時(shí)通信和不定時(shí)通信。

4.建設(shè)方案

我國(guó)目前尚無(wú)低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)。參考國(guó)外成型系統(tǒng)的建設(shè)情況來(lái)看，由于衛(wèi)星星座系統(tǒng)由多顆小衛(wèi)星及地面配套設(shè)備組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)建設(shè)工作量巨大，成本較高，因此應(yīng)選擇循序漸進(jìn)的方式，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研情況，兼顧系統(tǒng)的成本與效能，進(jìn)行分階段建設(shè)。

系統(tǒng)建設(shè)初期主要為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證階段。該階段發(fā)射數(shù)顆小衛(wèi)星，可支持區(qū)域性和非實(shí)時(shí)性的業(yè)務(wù)應(yīng)用，驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，評(píng)估系統(tǒng)應(yīng)用效能，為整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)打好基礎(chǔ)。

初期建設(shè)目標(biāo)達(dá)成后，則進(jìn)入星座部署和交付運(yùn)營(yíng)階段。該階段將繼續(xù)發(fā)射剩余幾十顆小衛(wèi)星，完成整個(gè)低軌小衛(wèi)星星座的部署，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋并交付運(yùn)營(yíng)，為用戶提供服務(wù)。

三、智慧城市應(yīng)用

1.總體架構(gòu)

圍繞國(guó)家智慧城市“六化”要求，以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)作為智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，在智慧城市“感-傳-智-用”總體架構(gòu)（見(jiàn)圖2）中，將應(yīng)用到智慧城市建設(shè)的各個(gè)層面。

圖2 智慧城市總體架構(gòu)

在感知層，基于新一代信息采集技術(shù)、智能識(shí)別技術(shù)、智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將應(yīng)用在智慧城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高精度采集、物體自動(dòng)識(shí)別、目標(biāo)狀態(tài)分析、異類事件感知等領(lǐng)域，識(shí)別感知城市環(huán)境、狀態(tài)、位置等數(shù)據(jù)的全方位變化。

在傳輸層，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)、高可靠數(shù)據(jù)加密算法、智能接入網(wǎng)技術(shù)將應(yīng)用在智慧城市高速數(shù)據(jù)傳輸、城市無(wú)線覆蓋、數(shù)據(jù)加密防護(hù)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接入等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)高速泛在的城市信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

在平臺(tái)層，基于云計(jì)算的身份認(rèn)證和加密信息處理、高性能信息處理、云計(jì)算中間件及多元異構(gòu)信息融合等關(guān)鍵技術(shù)將應(yīng)用在數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)共享、輔助決策等領(lǐng)域，對(duì)城市資源進(jìn)行一體化邏輯組織與管理。

在應(yīng)用層，模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵技術(shù)，車路協(xié)同、遠(yuǎn)程診斷等行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)將應(yīng)用在政府行政審批、行業(yè)職能管理、社會(huì)公眾服務(wù)等領(lǐng)域，創(chuàng)新社會(huì)治理方式，打造百姓精致生活，培育信息服務(wù)新模式。

2.系統(tǒng)定位

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)，兼具數(shù)據(jù)采集和短報(bào)文通信功能，可實(shí)現(xiàn)廣域信息感知和數(shù)據(jù)傳輸。作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，系統(tǒng)在智慧城市“感-傳-智-用”總體架構(gòu)中，可承擔(dān)“感”和“傳”的角色。

（1）感——信息感知

“感”指對(duì)城市產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和感知，感知的數(shù)據(jù)可分為城市空間信息和動(dòng)態(tài)信息兩大類。其中空間信息包括了城市基礎(chǔ)地理信息、地表部件信息、地下管線信息和地下空間信息，這一類信息變化相對(duì)緩慢，通常采用現(xiàn)代衛(wèi)星遙感、航空攝影、地面三維推掃等先進(jìn)測(cè)繪手段按照一定的時(shí)間周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和更新處理。動(dòng)態(tài)信息主要包括城市的視頻監(jiān)控信息、站網(wǎng)監(jiān)測(cè)信息、數(shù)字傳感信息以及位置服務(wù)信息等，該類信息的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，且數(shù)據(jù)豐富多樣，數(shù)據(jù)量巨大，構(gòu)成了城市運(yùn)行監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可支持文本、圖片、視頻等多種數(shù)據(jù)類型，且支持大容量終端接入，非常適用于城市動(dòng)態(tài)信息的采集。系統(tǒng)通過(guò)廣泛分布于不同地形和不同環(huán)境中的DCS終端進(jìn)行動(dòng)態(tài)信息采集，對(duì)于東部沿海城市、內(nèi)陸港口城市以及航空交通樞紐城市還可以進(jìn)行船舶AIS數(shù)據(jù)和飛機(jī)ADS-B數(shù)據(jù)的采集。

（2）傳——數(shù)據(jù)傳輸

“傳”為城市信息的采集與更新提供數(shù)據(jù)傳輸通道，具體通信手段包括地面2G/3G/4G移動(dòng)通信系統(tǒng)、有線/無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信等。

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)屬于衛(wèi)星通信范疇，可適用于任何復(fù)雜環(huán)境下的廣域通信，在地面網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的區(qū)域?yàn)橹腔鄢鞘兄械臄?shù)據(jù)傳輸提供通道。系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有良好的兼容性，主要體現(xiàn)在設(shè)備兼容和體制兼容兩方面：設(shè)備兼容方面，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)在支持本系統(tǒng)DCS終端的基礎(chǔ)上，還可支持已有的各種地面數(shù)據(jù)采集設(shè)備；體制兼容方面，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)空中接口相連接，在地面網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)仍可通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。

3.重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域

（1）智慧物流

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可面向陸路和海路貨柜運(yùn)輸監(jiān)控的需求，針對(duì)貨柜物流供應(yīng)鏈進(jìn)行全過(guò)程智能管理。如圖3所示，系統(tǒng)綜合運(yùn)用射頻識(shí)別（RFID）、衛(wèi)星定位、衛(wèi)星通信、貨物/環(huán)境傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研制箱載監(jiān)控終端和通信終端，開(kāi)發(fā)跟蹤監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)貨柜物流運(yùn)輸?shù)摹叭兀ㄏ潴w/貨物/流向/環(huán)境）”、“全過(guò)程（事前/事中/事后/應(yīng)急）”、“全方位（陸路運(yùn)輸/海上運(yùn)輸）”智能化管理，使供應(yīng)鏈各方能實(shí)時(shí)獲取貨柜在運(yùn)輸過(guò)程中的箱體、貨物、流向及環(huán)境信息，從而提高貨柜物流的整體效率、貨運(yùn)質(zhì)量和安全保障。

圖3 智慧物流應(yīng)用示意圖

（2）智慧交通

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)航儀、RFID、視頻等多種終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)智慧交通所需基礎(chǔ)信息的感知與采集，對(duì)交通中駕乘人員、車輛、道路、天氣等進(jìn)行全要素、全過(guò)程、全方位的動(dòng)態(tài)信息接收和轉(zhuǎn)發(fā)（見(jiàn)圖4）。系統(tǒng)可為交通部門(mén)提供車輛數(shù)據(jù)，幫助交通部門(mén)準(zhǔn)確收集到車輛實(shí)時(shí)的位置等數(shù)據(jù)，提高監(jiān)控水平和安全管理水平，進(jìn)而有效地改善城市的擁堵?tīng)顩r。同時(shí)交通運(yùn)輸企業(yè)和駕駛員可通過(guò)對(duì)車輛實(shí)時(shí)位置等數(shù)據(jù)的收集，了解到城市的實(shí)時(shí)道路情況，例如擁堵地段、事故地段，優(yōu)化路線，方便市民出行。

圖4 智慧交通應(yīng)用示意圖

此外，結(jié)合系統(tǒng)AIS和ADS-B業(yè)務(wù)的開(kāi)展，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)汽車、船舶、飛機(jī)的陸-海-空立體化的交通信息感知，通過(guò)天地一體化技術(shù)擴(kuò)展智慧交通業(yè)務(wù)領(lǐng)域，完善業(yè)務(wù)覆蓋。

（3）智慧環(huán)保

環(huán)保涉及業(yè)務(wù)較廣，包括海洋、河流、森林、大氣和野生動(dòng)物等環(huán)境和資源的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。

以海洋為例，數(shù)據(jù)衛(wèi)星采集系統(tǒng)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)水溫、光照、污染情況等數(shù)據(jù)的監(jiān)控、存儲(chǔ)、過(guò)濾、歸納和分類統(tǒng)計(jì)，在海洋環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究領(lǐng)域提供信息支撐。

在野生動(dòng)物保護(hù)方面，通過(guò)建立野生動(dòng)植物保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)利用衛(wèi)星技術(shù)調(diào)查終端，進(jìn)行野生動(dòng)植物野外調(diào)查；利用手持巡護(hù)終端，開(kāi)展野生動(dòng)植物野外巡護(hù)；通過(guò)微型終端，進(jìn)行野生動(dòng)物的遷徙監(jiān)測(cè)，為野生動(dòng)植物的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、綜合利用提供支撐。

此外，數(shù)據(jù)衛(wèi)星采集系統(tǒng)在森林防火、大氣污染監(jiān)測(cè)、水溫?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等方面有重要應(yīng)用。如圖5所示，通過(guò)對(duì)不同類型的環(huán)境信息進(jìn)行采集和分析，可實(shí)現(xiàn)全角度、立體化的智慧環(huán)境保護(hù)體系，為環(huán)保部門(mén)提供信息和決策支持，有效改善城市生態(tài)環(huán)境。

圖5 智慧環(huán)保應(yīng)用示意圖

（4）智慧應(yīng)急救援

我國(guó)幅員遼闊，自然災(zāi)害頻發(fā)。在地震、泥石流、洪水等自然災(zāi)害爆發(fā)時(shí)，往往對(duì)原有地面通信網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重破壞，形成信息孤島，造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。

數(shù)據(jù)衛(wèi)星采集系統(tǒng)可對(duì)地震烈度、河流水位等災(zāi)害信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并做到應(yīng)急預(yù)測(cè)，在災(zāi)害發(fā)生前進(jìn)行人員和財(cái)產(chǎn)的轉(zhuǎn)移，將損失降到最低（圖6）；另一方面，作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，可在地網(wǎng)通信失效的情況下作為應(yīng)急通信手段，將受災(zāi)位置、受災(zāi)面積、災(zāi)害類型、人員傷亡情況等重要信息傳遞出去，方便災(zāi)后救援工作的開(kāi)展。

圖6 智慧應(yīng)急救援應(yīng)用示意圖

4.典型應(yīng)用模式

根據(jù)智慧城市應(yīng)用業(yè)務(wù)類型和用戶的不同需求，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可為智慧城市各領(lǐng)域提供的應(yīng)用模式主要有三種：傳輸通道模式、原始數(shù)據(jù)模式和增值服務(wù)模式。

（1）傳輸通道模式

作為地面網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)為廣域信息感知和數(shù)據(jù)傳輸提供了高可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道。衛(wèi)星系統(tǒng)可與現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)良好兼容，行業(yè)部門(mén)和相關(guān)企業(yè)可直接租用衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳送通道，自行對(duì)接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分發(fā)及應(yīng)用。

（2）原始數(shù)據(jù)模式

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分發(fā)，為智慧城市中各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域提供采集數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)衛(wèi)星傳輸后由衛(wèi)星系統(tǒng)中的地面站負(fù)責(zé)接收，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管控中心將原始數(shù)據(jù)分發(fā)至互聯(lián)網(wǎng)或政府、企業(yè)的內(nèi)部專網(wǎng)。

（3）增值服務(wù)模式

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)還可為智慧城市各領(lǐng)域的政府、企業(yè)和大眾用戶提供增值服務(wù)。數(shù)據(jù)落地后由數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)形成具有更高價(jià)值的應(yīng)用服務(wù)和解決方案。數(shù)據(jù)可接入地面移動(dòng)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，用戶所需的信息將通過(guò)短信、電子郵件等形式發(fā)送給用戶，用戶也可登陸應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)查看信息。

5.數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

基于低軌數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，在智慧城市應(yīng)用中系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）系統(tǒng)容量大

整個(gè)星座由幾十顆低軌小衛(wèi)星組成，時(shí)間分辨率高，除兩極地區(qū)外均可保證信息的實(shí)時(shí)回傳。系統(tǒng)可容納千萬(wàn)量級(jí)的用戶，單星可支持?jǐn)?shù)百個(gè)終端同時(shí)接入，可滿足智慧城市對(duì)于大范圍、多行業(yè)的感知數(shù)據(jù)需求。

（2）覆蓋范圍廣

衛(wèi)星星座可實(shí)現(xiàn)全球范圍覆蓋，作為地面網(wǎng)絡(luò)和近岸系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)將作為海洋、森林、山地等基礎(chǔ)通信設(shè)施不健全和地網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞的城市和地區(qū)的主要甚至是唯一的通信手段，應(yīng)用潛力巨大。

（3）安全性高

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)采用我國(guó)自行設(shè)計(jì)的通信體制，由我國(guó)自主開(kāi)發(fā)并負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)落地由我國(guó)自行接收和處理，極大保障了信息的安全性。

（4）終端小型化

低軌小衛(wèi)星軌道高度較低，通信鏈路長(zhǎng)度較短，信號(hào)衰減小，終端無(wú)需配備較大增益的發(fā)射天線，有利于智慧城市動(dòng)態(tài)信息采集終端的小型化低功耗設(shè)計(jì)。

四、結(jié)論與建議

數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋了從空間段衛(wèi)星星座、地面段數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)站和中心站到用戶段各種終端的各個(gè)環(huán)節(jié)，可同時(shí)推動(dòng)衛(wèi)星制造和衛(wèi)星應(yīng)用的發(fā)展，廣泛的用戶基礎(chǔ)將推動(dòng)制造成本的大幅度降低，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。一方面，數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星系統(tǒng)可為用戶提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息采集、通信服務(wù)，為智慧城市的實(shí)時(shí)感知和物聯(lián)網(wǎng)的物物互聯(lián)通信提供手段；另一方面，衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端、芯片的研發(fā)，可促進(jìn)核高基和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。因此，建議盡快推進(jìn)和落實(shí)系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)，以促進(jìn)基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的智慧城市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

[1]宗可,曹桂興,閆忠文.數(shù)據(jù)通信微小衛(wèi)星星座系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用[J].航天器工程,2011,(2)

[2]馬祥斌,李璇.基于航天系統(tǒng)工程，實(shí)施智慧城市“六化”建設(shè)[J].衛(wèi)星應(yīng)用,2014,(11)

[3]劉健.物流運(yùn)輸智能感知與位置服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].衛(wèi)星應(yīng)用,2015,(2)