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        北斗中軌衛(wèi)星在海上搜救中的應(yīng)用

        2015-07-18 02:00:52解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院錢成李廣俠趙陸文楊晗竹
        衛(wèi)星應(yīng)用 2015年5期
        關(guān)鍵詞:接收站北斗救援

        ● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 錢成 李廣俠 趙陸文 楊晗竹

        北斗中軌衛(wèi)星在海上搜救中的應(yīng)用

        ● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 錢成 李廣俠 趙陸文 楊晗竹

        海洋環(huán)境復(fù)雜多變,使得海上遇險(xiǎn)事件的發(fā)生具有突發(fā)性和破壞性,嚴(yán)重威脅著海上人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。海上一旦發(fā)生險(xiǎn)情,救援人員需要確定搜救范圍,對遇險(xiǎn)人員進(jìn)行快速搜救。海上搜救最難、最重要的是確定搜救的區(qū)域。搜救區(qū)域越大,搜救需要的時(shí)間越長,所需的搜救費(fèi)用越高,遇險(xiǎn)人員生命安全也越得不到保障。目前,國際上已經(jīng)廣泛地使用衛(wèi)星搜救系統(tǒng)進(jìn)行全球范圍內(nèi)的大量海上搜救行動。近些年來,我國衛(wèi)星事業(yè)快速發(fā)展,已經(jīng)成功建設(shè)覆蓋我國境內(nèi)和亞太地區(qū)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以提供高精度的授時(shí)、導(dǎo)航、定位功能,而且還具有短報(bào)文通信的優(yōu)勢,完全可以被應(yīng)用到海上遇險(xiǎn)人員和船舶的搜索與救援。

        一、典型海上搜救系統(tǒng)及發(fā)展趨勢

        海上遇險(xiǎn)事件基本上都是突發(fā)事件,受到海洋氣候、出事地點(diǎn)至海岸的距離、環(huán)境的影響,開展海上搜索救援工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。海上搜救大體上沿著視覺搜索定位、無線電定位引導(dǎo)和基于衛(wèi)星系統(tǒng)的海上搜救的方向發(fā)展。

        1.視覺搜索定位

        視覺搜索定位[1]是一種比較落后的定位方式,它主要靠搜救船舶或飛機(jī)上的搜救人員的肉眼查找。搜救指揮中心根據(jù)遇險(xiǎn)船舶登記的航線對其航行軌跡和失事區(qū)域洋流的預(yù)測,估計(jì)遇險(xiǎn)范圍。由此可見,視覺搜索定位具有顯著的時(shí)效性差和準(zhǔn)確性低的特點(diǎn),遇險(xiǎn)人員的生命安全得不到保障。目前已經(jīng)被海上無線電通信和基于衛(wèi)星系統(tǒng)海上搜救系統(tǒng)所取代。

        2.無線電通信搜救系統(tǒng)

        無線電技術(shù)在海上應(yīng)用已經(jīng)100多年,成功救援了數(shù)以萬計(jì)的遇險(xiǎn)人員。海上無線電作為傳統(tǒng)的移動通信技術(shù),在海上船舶遇險(xiǎn)搜索救援中仍然發(fā)揮著巨大的作用。無線電搜救系統(tǒng)根據(jù)不同的距離,采用甚高頻、高頻和中頻頻段完成近距離、遠(yuǎn)距離和中距離的無線電通信[2]。該系統(tǒng)可以完成船舶與船舶之間和船舶與陸地電臺之間的通信。

        遠(yuǎn)距離的海上船舶和海岸電臺之間一般采用高頻頻段無線電通信。對于南北緯70°以內(nèi)的區(qū)域也可以采用高頻無線通信。而對于南北極等高緯度地區(qū),國際海事衛(wèi)星(Inmarsat)存在著覆蓋盲點(diǎn),只能使用高頻的無線電通信手段。近距離的船到船、船到岸一般采用甚高頻頻段的無線電通信。中距離的遇險(xiǎn)救援采用中頻頻段的無線電通信。當(dāng)船舶在海上遇到險(xiǎn)情,通過無線電通信設(shè)備發(fā)出報(bào)警信息,船與船、船與岸之間建立遇險(xiǎn)通信。當(dāng)采用甚高頻設(shè)備進(jìn)行報(bào)警時(shí),周圍的船舶和岸上電臺能夠迅速地接收到報(bào)警信號,采取救援措施,工作的距離大概55.56km左右。當(dāng)遇險(xiǎn)船舶在公?;蛘吒h(yuǎn)的距離時(shí),可能周圍沒有船只經(jīng)過,此時(shí)只能通過中頻設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。一般中頻頻段的無線電設(shè)備有效的工作距離在277.8km左右。

        無線電通信一般都采用廣播的形式,且多為單工模式,周圍船舶和塔臺接收到報(bào)警信號后,不能實(shí)時(shí)和遇險(xiǎn)人員建立通信,了解最新動態(tài)。而且電磁波本身固有特性和傳輸特點(diǎn)決定了無線電報(bào)警信號具有多徑干擾和衰落現(xiàn)象,通信距離越遠(yuǎn),受到多徑干擾和衰落現(xiàn)象越嚴(yán)重,同時(shí)海上通信還存在寂靜區(qū),可能會導(dǎo)致報(bào)警信號不被周圍船舶和塔臺接收,信息的可靠性得不到保證。

        3.全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)

        全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)(COSPAS—SARSAT)是由美國、蘇聯(lián)、法國和加拿大四個(gè)國家聯(lián)合開發(fā)的取代無線電示位標(biāo)技術(shù)的衛(wèi)星搜救系統(tǒng)[3]。該系統(tǒng)提供全球覆蓋范圍的搜索與救援(SAR)服務(wù),由用戶示位標(biāo)、地面處理系統(tǒng)和空間段衛(wèi)星三大部分組成。

        用戶示位標(biāo)的作用是當(dāng)海上用戶遇到危險(xiǎn)時(shí),用戶示位標(biāo)能夠發(fā)射406MHz~406.1MHz頻率的電磁波報(bào)警信號,觸發(fā)報(bào)警信號可以是自動的也可以是人工的。地面處理系統(tǒng)包括本地用戶終端(LUT)和搜救控制中心(MCC)??臻g段衛(wèi)星主要由7顆低軌道衛(wèi)星和5顆靜止軌道衛(wèi)星組成。前者運(yùn)行在850~1000km高的極軌道,后者運(yùn)行在固定的36000km高的地球靜止軌道。

        低軌道搜救系統(tǒng)(Low Earth Orbit Search and Rescue,LEOSAR)是最早建立的衛(wèi)星搜救系統(tǒng)。當(dāng)LEO衛(wèi)星過頂時(shí),衛(wèi)星能夠同時(shí)看到用戶示位標(biāo)和本地用戶終端,這樣SAR信號才能轉(zhuǎn)發(fā)給本地用戶終端進(jìn)行信號處理。當(dāng)衛(wèi)星處于示位標(biāo)正上方時(shí),可以得到多普勒頻移關(guān)于時(shí)間函數(shù)的一個(gè)拐點(diǎn),求出這個(gè)拐點(diǎn)的時(shí)間和頻率就可以定位了[4]。COSPAS—SARSAT的低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)由于使用高度在850~1000km的低軌道衛(wèi)星,可以提供報(bào)警、定位和識別的功能,但是沒有雙向通信的功能,單顆衛(wèi)星覆蓋地球的面積要比靜止軌道衛(wèi)星小很多,在目前使用7顆衛(wèi)星的情況下,對遇險(xiǎn)目標(biāo)來說,存在嚴(yán)重的時(shí)延,最大甚至達(dá)到2小時(shí)。

        為了給搜救人員提供遇險(xiǎn)人員的位置信息,靜止軌道搜救系統(tǒng)(GEOSAR)主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)定位:一種是使用GEOSAR系統(tǒng)時(shí),輔以其他搜救系統(tǒng)和定位系統(tǒng)完成遇險(xiǎn)人員的定位;另一種是用406MHz搜救信號攜帶的信息完成定位。目前COSPAS—SARSAT系統(tǒng)主要使用信標(biāo)機(jī)內(nèi)置或者外置GPS接收機(jī)完成遇險(xiǎn)人員的定位,將GPS解算出來的位置信息通過406MHz的信號輻射出去,由GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至搜救控制中心。然而采用固定軌道高度的GEOSAR時(shí),衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的遇險(xiǎn)信號是實(shí)時(shí)的,彌補(bǔ)了LEOSAR轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延大的缺點(diǎn)。但是GEO衛(wèi)星不能覆蓋南北兩極,存在不能夠全球覆蓋的劣勢[2]。而且COSPAS—SARSAT的靜止軌道衛(wèi)星對我國并沒有覆蓋,我國只能接收低軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號[5]。

        由于LEO搜救系統(tǒng)的無法實(shí)時(shí)報(bào)警、信號轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延大等問題,影響了系統(tǒng)的可用性,而GEOSAR發(fā)射的報(bào)警信號是實(shí)時(shí)的,可以作為LEO搜救系統(tǒng)的補(bǔ)充。因此COSPAS—SARSAT系統(tǒng)空間段使用了LEO衛(wèi)星和GEO衛(wèi)星來對搜救信號進(jìn)行接收、變頻、存儲和轉(zhuǎn)發(fā),大大改善了海上移動通信的直連,提高了通信的可靠性,實(shí)現(xiàn)了真正的全球覆蓋。

        4.中軌道搜救系統(tǒng)

        COSPAS—SARSAT系統(tǒng)主要依靠低軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星工作,這兩種衛(wèi)星搜救系統(tǒng)存在遇險(xiǎn)報(bào)警時(shí)效性差和定位精度不可靠的缺陷,已經(jīng)不能滿足人們的需求。國際搜救衛(wèi)星組織開始致力于發(fā)展中圓軌道(MEO)衛(wèi)星搜救系統(tǒng)。根據(jù)MEO衛(wèi)星固有的特點(diǎn),研究衛(wèi)星搜救技術(shù)、制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開展搜救業(yè)務(wù)已經(jīng)成為海上搜救系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。美國、歐盟和俄羅斯提議和推廣在全球?qū)Ш蕉ㄎ恍亲洗钶dSAR載荷,從而進(jìn)一步提高定位精度、增加覆蓋范圍、縮短定位時(shí)間、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)搜救處理,形成中軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)(Medium Earth Orbit Search and Rescue ,MEOSAR)[6]。目前,歐盟有搭載了SAR載荷Galileo衛(wèi)星、美國GPS-III(即Distress Alerting Satellite System,DASS)已有9顆搭載406MHz遇險(xiǎn)信號載荷衛(wèi)星和俄羅斯有1顆搭載406MHz遇險(xiǎn)信號載荷GLONASS衛(wèi)星在軌運(yùn)行。中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)極大改善了定位精度[7],現(xiàn)有的Galileo信標(biāo)已經(jīng)具有約為5km的定位精度,可以準(zhǔn)確地確定遇險(xiǎn)用戶的位置,縮小了搜救的范圍,大大地提高了海上搜索救援的效率。

        二、基于北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)

        雖然中國在1994年加入COSPAS—SARSAT組織,并由交通部負(fù)責(zé)建立本地用戶終端和搜救任務(wù)控制中心,并在2006年與歐盟簽訂關(guān)于“伽利略中軌衛(wèi)星搜救地面用戶終端站”項(xiàng)目合同,但是,這些組織和系統(tǒng)都是由國外控制,其特有的加密模式對我國是封鎖的,不適合我國應(yīng)用于軍民海上搜索與救援。建立一個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠和適合中國發(fā)展需要的海上搜救系統(tǒng)勢在必行。隨著北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的逐步建成,北斗中圓軌道衛(wèi)星將提供覆蓋全球的導(dǎo)航定位功能。因此,本文利用中圓衛(wèi)星星座,在提供衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)(RNSS)的基礎(chǔ)上搭載位置報(bào)告載荷,該載荷能夠?qū)τ脩魴C(jī)發(fā)射的入站上行信號進(jìn)行接收、處理并轉(zhuǎn)發(fā),具有類似于衛(wèi)星無線電測定(RDSS)載荷的功能,借鑒COSPAS—SARSAT系統(tǒng)體系架構(gòu),構(gòu)建了北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)。

        1.海上搜救系統(tǒng)的總體設(shè)想

        圖1給出了中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)示意圖。圖中實(shí)線表示遇險(xiǎn)信號,虛線表示反饋鏈路。該系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星、地面接收站、救援指揮中心和用戶設(shè)備組成。空間衛(wèi)星是搭有位置報(bào)告載荷和RNSS載荷的北斗中圓軌道衛(wèi)星。地面接收站由地面信號接收站、移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。救援指揮中心則由救援任務(wù)控制中心、氣象水文中心、救援飛機(jī)和救援船舶組成,其中救援飛機(jī)和船舶分別裝載了座艙顯示器和電子海圖顯示系統(tǒng)。用戶設(shè)備主要包括北斗船舶應(yīng)急示位標(biāo)、北斗落水人員示位標(biāo)和救援飛機(jī)、船舶機(jī)載北斗、通信電臺。

        圖1 基于北斗MEO衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)示意圖

        當(dāng)海上發(fā)生險(xiǎn)情時(shí),遇險(xiǎn)人員可以手動或者自動發(fā)送遇險(xiǎn)求救信號,遇險(xiǎn)信號通過中軌衛(wèi)星處理和轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收站。地面接收站對入站信號接收處理,從而得到遇險(xiǎn)人員的位置信息,通過地面通信網(wǎng)發(fā)送給救援任務(wù)控制中心和氣象水文中心。氣象水文中心參考地面接收站提供的位置信息,將遇險(xiǎn)海域的海上氣候和水文狀況提供給救援任務(wù)控制中心。救援任務(wù)控制中心綜合地面接收站和氣象水文中心的信息,派遣搜救船舶和搜救飛機(jī)進(jìn)行搜索救援,通過移動通信網(wǎng)絡(luò)、岸基通信電臺系統(tǒng)和北斗RDSS出站鏈路等方式指揮調(diào)度搜救船舶和飛機(jī)。搜救人員實(shí)時(shí)反饋搜救情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)遇險(xiǎn)人員,搜救人員開展搜救,完成搜救任務(wù)后,匯報(bào)搜救結(jié)果。

        2.海上搜救系統(tǒng)的定位模式

        在不同情況下,遇險(xiǎn)人員可以使用以下幾種方法通過MEO衛(wèi)星向搜救控制中心進(jìn)行位置報(bào)告:

        1)基于雙星定位原理的工作模式:遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)通過向2顆載有位置報(bào)告載荷的MEO衛(wèi)星發(fā)射入站信號,各MEO衛(wèi)星接收到入站信號,經(jīng)過星上處理,將相關(guān)測量值轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收站,地面接收站完成經(jīng)衛(wèi)星至用戶往返距離的測量,結(jié)合高程地圖解算出遇險(xiǎn)人員的位置。

        2)基于短報(bào)文的工作模式:示位標(biāo)發(fā)射攜帶自身位置信息的求救信號完成向搜救控制中心的位置報(bào)告。遇險(xiǎn)用戶示位標(biāo)通過接收RNSS信號,解算出自身的位置信息,然后將位置信息通過MEO衛(wèi)星發(fā)送至地面接收站,地面接收站從入站信號中提取遇險(xiǎn)人員的位置信息,通過地面通信網(wǎng)提供給搜救控制中心開展救援任務(wù)。

        3)基于TOA/FOA原理的工作模式:估計(jì)遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)到地面接收站的信號到達(dá)時(shí)間(Time of Arrival,TOA)和到達(dá)頻率(Frequency of Arrival,F(xiàn)OA)。當(dāng)海上出現(xiàn)險(xiǎn)情,落水人員發(fā)送遇險(xiǎn)求救信號,經(jīng)過視區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā),估計(jì)遇險(xiǎn)信號的TOA和FOA值[8],通過聯(lián)立到達(dá)時(shí)間和到達(dá)頻率方程組進(jìn)行定位。該模式充分利用了中軌衛(wèi)星多覆蓋范圍廣的特點(diǎn),一個(gè)求救信號至少被4顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā),地面接收站至少接收到4顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的求救信號,冗余度高,提高了系統(tǒng)的可靠性。

        4)基于廣義RDSS原理的工作模式:遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)通過發(fā)射RNSS時(shí)差觀測量求救信號來完成向搜救控制中心的位置報(bào)告[9]。將視區(qū)內(nèi)的一顆仰角比較高的MEO衛(wèi)星作為參考基準(zhǔn)衛(wèi)星,遇險(xiǎn)示位標(biāo)通過接收3顆MEO衛(wèi)星的RNSS信號,并分別計(jì)算求救信號到達(dá)2顆RNSS衛(wèi)星與基準(zhǔn)衛(wèi)星的時(shí)差,經(jīng)過基準(zhǔn)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)差信號,地面接收站結(jié)合星歷等參數(shù)解算出遇險(xiǎn)人員的位置。

        3.中軌衛(wèi)星特點(diǎn)以及應(yīng)用于海上搜救的優(yōu)勢

        北斗中圓軌道衛(wèi)星是中國開始研制建設(shè)的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)空間段的重要組成部分,由24顆軌道高度為21500km,在3個(gè)傾角為55°的軌道平面均勻分布的中軌衛(wèi)星組成[10]。目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù),為用戶提供定位服務(wù),若將與RDSS載荷功能類似的位置報(bào)告載荷集成到北斗中軌衛(wèi)星上,系統(tǒng)就具有位置報(bào)告和短報(bào)文通信的功能[11]。與海上無線電通信系統(tǒng)和國外的COSPAS—SARSAT系統(tǒng)相比,具有極大的優(yōu)勢和特色,具體來說主要包括:

        1)自主研發(fā),安全有保障:COSPAS—SARSAT系統(tǒng)和Galileo系統(tǒng)都是由國外組織和建立的,在非常時(shí)期可用性和可靠性均無法得到保證。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由中國自主研發(fā),擁有完全的知識產(chǎn)權(quán),具有獨(dú)立性和保密性的特點(diǎn)。利用位置報(bào)告業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)無位置信息用戶的位置共享,將導(dǎo)航鏈路和位置報(bào)告鏈路相結(jié)合,信息傳輸鏈路安全性比較高[12]。

        2)受海上環(huán)境影響?。河捎谠撓到y(tǒng)采用是衛(wèi)星通信的方式,復(fù)雜多變的海上環(huán)境對衛(wèi)星信號影響較小。而且,MEO衛(wèi)星相對地球是運(yùn)動的,有效克服了衛(wèi)星和示位標(biāo)間存在障礙物的問題[13]。

        3)覆蓋范圍廣:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的中圓軌道衛(wèi)星共有24顆組成,地球上任意點(diǎn)的上方均可以看到至少4顆衛(wèi)星[14],沒有衛(wèi)星盲區(qū),可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,完全適用于高緯度海洋上遇險(xiǎn)人員的搜索救援。

        4)時(shí)效性高:由于使用的是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的MEO衛(wèi)星,星上信號存儲、轉(zhuǎn)發(fā)約1min,求救信號傳輸時(shí)延短,組網(wǎng)后可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)求救信號,有效解決了低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)地面站發(fā)現(xiàn)遇險(xiǎn)信號時(shí)間長的問題。

        5)工作方式靈活多樣:用戶示位標(biāo)的多模終端向搜救控制中心進(jìn)行位置報(bào)告,可以采用TOA/FOA、短報(bào)文和廣義RDSS等多種工作模式。其中對RNSS信號的選擇,可以是北斗中軌RNSS信號,也可以是GPS和Galileo的RNSS信號。終端可以在不同的情況下做出合適的選擇,工作模式的靈活多樣,增加了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

        6)雙向短報(bào)文通信:與其他海上搜救衛(wèi)星系統(tǒng)相比,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了導(dǎo)航和通信的集成,其特有的雙向通信功能,能夠?qū)崿F(xiàn)地面搜救控制中心與海上遇險(xiǎn)人員之間的雙向通信,非常容易將遇險(xiǎn)人員身體狀態(tài)和周圍環(huán)境反饋給地面站,為救援人員順利開展救援工作提供幫助。不需要像Galileo的SAR系統(tǒng)那樣建立反饋鏈路,縮減了系統(tǒng)建設(shè)的成本[15]。

        三、北斗MEO海上衛(wèi)星搜救系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

        北斗MEO衛(wèi)星應(yīng)用到海上搜救中,在擁有諸多優(yōu)勢的情況下,同樣受到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自身?xiàng)l件和外界因素的限制,面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):

        1)當(dāng)前位置報(bào)告業(yè)務(wù)主要是北斗RDSS提供的,服務(wù)范圍小,只限國內(nèi)和亞太地區(qū)使用,而COSPAS—SARSAT系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于世界范圍內(nèi)大量的遇險(xiǎn)搜救行動中,Galileo系統(tǒng)也在積極地搭建具有全球覆蓋能力的SAR載荷??紤]到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)推廣的原因,我國更應(yīng)該建設(shè)自己的海上搜救系統(tǒng),提高我國在海上衛(wèi)星搜救組織的地位。

        2)北斗RDSS上行頻率是國際電聯(lián)規(guī)定的次要業(yè)務(wù)[16],搜救信號易受其他系統(tǒng)的干擾,技術(shù)要求比較高,導(dǎo)致系統(tǒng)的安全可靠性降低。然而國際上的海上搜救系統(tǒng)使用的是專用衛(wèi)星搜救頻段,避免了其他系統(tǒng)的干擾,系統(tǒng)安全可靠。

        3)由于在MEO衛(wèi)星上搭載位置報(bào)告載荷,星上需要對示位標(biāo)的遇險(xiǎn)信號進(jìn)行捕獲等處理,從而導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限。為了使位置報(bào)告更好地應(yīng)用到海上搜救中,在設(shè)計(jì)海上搜救系統(tǒng)時(shí),需要對不同工作模式下的信號體制進(jìn)行設(shè)計(jì),充分考慮系統(tǒng)容量過小的問題,并下大力氣加以解決。

        4)用戶終端功耗大,由于完成遇險(xiǎn)人員到地面中心位置報(bào)告的過程中,不管使用哪種方法,都需要終端發(fā)射遇險(xiǎn)信號,那么終端必須包含發(fā)射設(shè)備,示位標(biāo)的體積和重量變大,在遇險(xiǎn)人員身上安裝此類示位標(biāo)也存在一定的障礙。

        5)不管采用哪種工作模式,在中圓軌道衛(wèi)星上搭載位置報(bào)告載荷,都需要重新設(shè)計(jì)星上天線來滿足位置報(bào)告載荷與RNSS載荷的兼容,并且MEO衛(wèi)星需要對入站求救信號進(jìn)行星上處理。

        6)用戶和MCC存在不能共視MEO衛(wèi)星的情況,需要設(shè)計(jì)星間鏈路進(jìn)行信息的中繼,以實(shí)現(xiàn)用戶和地面主控站之間的信息交互。

        四、結(jié)束語

        隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷發(fā)展,衛(wèi)星搜救成為海上遇險(xiǎn)人員和船舶最有效的救援方式,早期的低軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)和靜止軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的性能已經(jīng)不能滿足人們對精確定位和快速搜救的需求,在全球衛(wèi)星系統(tǒng)上搭載搜救載荷,形成中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)成為了發(fā)展衛(wèi)星搜救的必然趨勢??紤]到在北斗MEO衛(wèi)星上使用位置報(bào)告載荷和RNSS載荷集成體制,將導(dǎo)航與通信功能相結(jié)合,構(gòu)建了基于北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了中軌衛(wèi)星資源,擁有覆蓋范圍廣、定位精度高、定位速度快等諸多優(yōu)勢,可以有效提高海上搜救的效率,因此發(fā)展我國自主的中軌衛(wèi)星海上搜救系統(tǒng)將有力保障軍民財(cái)產(chǎn)和人身安全。

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