淺談天地一體化信息網絡

1、淺談天地一體化信息網絡作者：薛毅松通信與信息工程學院 通信三班 2015010903005摘要：天地一體化網絡以其戰(zhàn)略性、基礎性、帶動性和不可替代性的重要意義，成為發(fā)達國家國民經濟和國家安全的重大基礎設施，其所具有的獨特位置與地域優(yōu)勢以及特有的信息服務能力，可帶動我國新興產業(yè)的發(fā)展，形成具有巨大潛力的核心競爭力和民族創(chuàng)造力。本文著重于大致的介紹天地一體化信息網絡的含義與特點、建設天地一體化信息網絡的必要性，以及國內外發(fā)展現狀的對比。關鍵字：天地一體化信息網絡，衛(wèi)星1 天地一體化信息網絡的定義 空天地一體化信息網絡是由多顆不同軌道上、不同種類、不同性能的衛(wèi)星形成星座覆蓋全球，通過星間、星地鏈路將

2、地面、海上、空中和深空中的用戶、飛行器以及各種通信平臺密集聯合，以IP為信息承載方式，采用智能高速星上處理、交換和路由技術，面向光學、紅外多譜段的信息，按照信息資源的最大有效綜合利用原則，進行信息準確獲取、快速處理和高效傳輸的一體化高速寬帶大容量信息網絡，即天基、空基和陸基一體化綜合網絡。2 天地一體化信息網絡的特點 天地一體化網絡的目標是對事件進行全面高效協同的處理。利用多維信息，協同各個工作模塊，增強事件的處理能力；結合空、天、地各類網絡和系統各自的優(yōu)勢，實現功能互補，擴大可處理事件的范圍；利用空、天、地一體化網絡綜合信息系統強大的機動性能、廣泛的覆蓋范圍、全局的協作能力和對信息的智能處理

3、能力，實現對事件和任務的高效處理。天地一體化網絡，簡稱一體化網絡，是由通信、偵察、導航、氣象等多種功能的異構衛(wèi)星/衛(wèi)星網絡、深空網絡、空間飛行器以及地面有線和無線網絡設施組成的，通過星間星地鏈路將地面、海上、空中和深空中的用戶、飛行器以及各種通信平臺密集聯合。地面和衛(wèi)星之間可以根據應用需求建立星間鏈路，進行數據交換。它既可以是現有衛(wèi)星系統的按需集成，也可以是根據需求進行“一體化”設計的結果，具有多功能融合、組成結構動態(tài)可變、運行狀態(tài)復雜、信息交換處理一體化等功能特點。3 建設天地一體化信息網絡的重要性 天地一體化使得網絡具有鮮明的特征。建設天地一體化網絡，將對我國的國民經濟、國防安全和科學研究

4、產生深遠的影響，主要包括以下三個方面。 3.1天地一體化網絡是未來國家電子信息系統的重要基礎設施。天地一體化網絡系統建設關系到國家經濟和國家安全發(fā)展戰(zhàn)略，是國家競爭實力和生存能力的重要組成部分，也是突破西方發(fā)達國家高技術封鎖、對抗霸權主義、捍衛(wèi)國家主權與領土完整的有力保障，將成為國家電子信息系統的重要基礎。3.2天地一體化網絡是實現多系統、多信息融合和協同的重要平臺。天地一體化網絡是大容量、多層次異構網絡，承載海量、多維、協同信息，適應實時、高動態(tài)通信環(huán)境，它是構建空間信息從獲取、處理到應用的快速、高效的信息走廊。在天地一體化網絡條件下，空間信息的獲取涉及衛(wèi)星、鄰近空間飛行器、航空器等多種平臺

5、，有光學、紅外、雷達、高光譜等多種手段，空間信息多源、多維、異質，其時間、空間和譜段分辨率不同，信息數據量龐大，存儲模式、處理模式、信息服務時效性要求各異。天地一體化網絡已經成為具有超前性和創(chuàng)新性的交叉研究前沿領域，科學意義和戰(zhàn)略意義重大。3.3天地一體化網絡可以帶動信息電子、航空宇航、空間科學、光學、材料、儀器等相關學科的發(fā)展。天地一體化網絡是人類利用空間的基礎，利用天地一體化網絡可以實現多維、多源、精細空間信息的一體化獲取、傳輸、處理、網絡化共享與應用服務等應用需求，涉及信息電子、航空宇航、空間科學、光學、材料、儀器等多個學科。大量的研究表明：空間寬帶網絡將形成巨大的空間產業(yè)；航天信息直接

6、支持作戰(zhàn)有賴于網絡化支持；天地一體化網絡所具有的獨特位置與地域優(yōu)勢可形成特有的信息服務能力，帶動新興產業(yè)的發(fā)展，具有形成核心競爭力的巨大潛力。其研究成果將為未來天地一體化網絡的建設提供理論支撐，對推動相關學科的發(fā)展具有重要的科學意義。4 國內外研究發(fā)展現狀與趨勢從研究發(fā)展角度來看，天地一體化網絡逐漸從單層拓撲結構向多層復雜結構演變，尤其是大橢圓軌道衛(wèi)星、鄰近空間飛行器、深空探測器等網絡節(jié)點的出現，使網絡拓撲不再局限于低、中、高軌衛(wèi)星和地面站組成的傳統星座結構；路由方式由面向連接式轉為面向非連接式，并尋求與Internet 無縫對接的可擴展路由方式；傳輸策略從基本的單測度、最短路徑策略向多測度、多路徑、自適應策略轉變，綜合考慮網絡吞吐、負載均衡等整體性能；對信息傳輸QoS 的優(yōu)化，從單目標代價函數值最小化算法向啟發(fā)式多目標優(yōu)化算法演變；同時，網絡層與其他層間的交互也逐漸得到了增強，并且出現了非層次協議結構下的設