衛(wèi)星通信課件

GMDSS

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)3/3/20241

INMARSAT第一節(jié)INMARSAT在GMDSS中的作用第二節(jié)衛(wèi)星通信的基本概念第三節(jié)

INMARSAT海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)第四節(jié)通信程序第五節(jié)INMARSAT-C系統(tǒng)原理與操作第六節(jié)INMARSAT-B/M系統(tǒng)原理與操作第七節(jié)INMARSAT-F/M4系統(tǒng)原理與操作

3/3/20242第一節(jié)

INMARSAT在GMDSS中的作用INMARSAT系統(tǒng)是GMDSS的重要組成部分，是GMDSS得以實施的重要保障。

在GMDSS中，船舶遇險救助是以岸基為核心的，船舶一旦遇險，岸上的有關(guān)部門和船舶附近的其它船舶能以最小的時延，組織有效的救助，這主要得益于有遠距離通信的手段，INMARSAT則提供了可靠的遠距離通信手段。

3/3/202433/3/20244INMARSAT在GMDSS中的作用

INMARSAT在GMDSS中能發(fā)揮如下作用：遇險報警功能搜救協(xié)調(diào)通信功能現(xiàn)場通信功能海上安全信息的播發(fā)與接收常規(guī)通信功能駕駛臺與駕駛臺之間的通信

3/3/20245第二節(jié)

衛(wèi)星通信的基本概念

什么叫衛(wèi)星通信什么叫靜止衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星覆蓋區(qū)實現(xiàn)全球通信的條件衡量衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標衛(wèi)星通信的特點3/3/20246什么叫衛(wèi)星通信——短波通信利用電離層反射短波通信電離層地球3/3/20247什么叫衛(wèi)星通信——微波通信微波中繼通信

3/3/20248什么叫衛(wèi)星通信？衛(wèi)星通信——利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號,在兩個或多個地球站之間進行的通信。

返回3/3/20249什么叫靜止衛(wèi)星？一、衛(wèi)星的種類

二、什么叫靜止衛(wèi)星？3/3/202410衛(wèi)星的種類——1按衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)劃分無源衛(wèi)星有源衛(wèi)星3/3/202411衛(wèi)星的種類——2按衛(wèi)星的軌道劃分按衛(wèi)星軌道的形狀劃分圓形軌道衛(wèi)星橢圓形軌道衛(wèi)星按衛(wèi)星距地球表面的高度劃分H<5,000Km;h<4小時5,000Km<H<20,000Km;4小時<h<12小時H>20,000Km;h>12小時注：H：表示高度，h：旋轉(zhuǎn)一圈所需時間3/3/202412圓形軌道衛(wèi)星

3/3/202413橢圓形軌道衛(wèi)星

3/3/202414衛(wèi)星的種類——2續(xù)按衛(wèi)星的軌道劃分（續(xù)）按衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角θ=0°，赤道軌道衛(wèi)星；θ=90°，極軌道衛(wèi)星;0°<θ<90°,傾斜軌道衛(wèi)星

注：

θ表示夾角3/3/202415

θ=0°，赤道軌道衛(wèi)星；地球赤道赤道軌道衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角示意圖3/3/202416衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角示意圖θ=90°極軌道衛(wèi)星;地球赤道衛(wèi)星軌道3/3/2024170°<θ<90°,傾斜軌道衛(wèi)星地球赤道傾斜軌道衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角示意圖3/3/202418衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角示意圖0<θ<90°傾斜軌道θ=0赤道軌道θ=90°極軌道3/3/202419衛(wèi)星的種類——2續(xù)按衛(wèi)星的軌道劃分（續(xù)）

按相對于地面觀察點的位置劃分運動軌道衛(wèi)星同步軌道衛(wèi)星靜止軌道衛(wèi)星

3/3/202420什么叫靜止衛(wèi)星？衛(wèi)星在地球赤道上空，距地面35,786公里的圓形軌道上繞地球旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角為0°，其繞地球旋轉(zhuǎn)一周的時間和地球自轉(zhuǎn)一周所需時間相同為24小時，并且其圍繞地球旋轉(zhuǎn)的方向和地球自轉(zhuǎn)的方向相同，不論在地球的什么地方觀察衛(wèi)星，衛(wèi)星始終是相對靜止不動的我們把這種衛(wèi)星稱為靜止衛(wèi)星。3/3/202421衛(wèi)星覆蓋區(qū)一、定義：衛(wèi)星在地球表面的投影二、靜止衛(wèi)星覆蓋區(qū)：覆蓋面積超過地球表面總面積的三分之一BAB間弧長18100KM35786KM地球靜止衛(wèi)星A3/3/2024223/3/202423實現(xiàn)全球通信的條件在靜止衛(wèi)星軌道上等間距地放置三顆靜止衛(wèi)星,在衛(wèi)星覆蓋區(qū)的重疊部分建立轉(zhuǎn)發(fā)站，則經(jīng)過一次跳變，即通過一顆衛(wèi)星或經(jīng)過二次跳變和轉(zhuǎn)發(fā)站便可實現(xiàn)二個地球站間的通信聯(lián)絡(luò)，并可基本實現(xiàn)全球通信

P3P2P1ABCP3/3/2024243/3/202425衡量衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標有效全向輻射功率（EIRP）用來衡量收發(fā)器發(fā)射分系統(tǒng)性能的EIRP越大，則表明發(fā)射分系統(tǒng)的性能越好。符號:EIRP單位：dBW或dBm；1dBW=30dBmA船站EIRP:34dBW<EIRP<37dBWC船站EIRP:12dBW<EIRP<16dBW3/3/202426衡量衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標

增益噪聲溫度比（G/T）增益噪聲溫度比又叫優(yōu)值比

常用來衡量接收分系統(tǒng)性能的好壞增益噪聲溫度比越大，則表明接收分系統(tǒng)的性能越好，接收微弱信號的能力越強。符號:G/T單位是db/°kA船站

G/T>=-4db/°kC船站G/T>=-23db/°k3/3/202427衛(wèi)星通信的特點

優(yōu)點:覆蓋面積大、通信距離遠、靈活機動并可基本實現(xiàn)全球通信。頻帶寬、通信容量大?？垢蓴_能力強，通信質(zhì)量高。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是實時、全天候通信系統(tǒng)。功效高。3/3/2024283/3/202429衛(wèi)星通信的特點缺點：技術(shù)難度大，投資多，費用高。衛(wèi)星通信有較大的信號延遲和回聲干擾。返回3/3/202430第三節(jié)INMATSAT簡介3.1Inmarsat海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)原名：國際海事衛(wèi)星組織現(xiàn)名：國際移動衛(wèi)星組織3/3/202431海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)船用移動衛(wèi)星通信終端的發(fā)展時間表：1982年

INMARSAT—A終端1989年

INMARSAT—C終端1993年

INMARSAT—M終端1994年

INMARSAT—B終端1996年

INMARSAT—Mm(Mini-M)終端1997年

INMARSAT—E終端2002年

INMARSAT—F77終端和Mini-C終端2003年

INMARSAT—F55和F33型終端3/3/202432InmarsatSatelliteMARITIMELANDAERONCSTT&CRESCUECOORDINATIONCENTREOCCSCCInmarsatNOCLESNational&InternationalTelecomNetworkvoicefaxdatatelex

3.2InmarsatSystem3/3/202433INMARSAT系統(tǒng)組成

INMARSAT通信系統(tǒng)：空間段地面段——衛(wèi)星通信地面網(wǎng)絡(luò)（含網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站NCS、地面站LES）用戶段——衛(wèi)星移動通信終端（MES）

3/3/202434INMARSAT系統(tǒng)組成——空間段海事衛(wèi)星（Satellite）

接收岸站和船站發(fā)來的信號，對所接收的信號加以放大和處理,然后轉(zhuǎn)發(fā)給船站或岸站。PORIORAOR-EAOR-W3/3/202435Inmarsat衛(wèi)星覆蓋圖3/3/202436點波束模式與全球覆蓋模式點波束模式：將衛(wèi)星發(fā)射功率集中在一些航運密集，通信業(yè)務(wù)繁忙的地區(qū)，以便為這一地區(qū)提供更多的通信線路，并可進一步減小移動站的體積。全球覆蓋模式:除了給航運密集的地區(qū)提供足夠的能量、保證其正常通信處，也兼顧航運稀疏過往船舶較少的地區(qū)，使得航行于世界任何地區(qū)的船舶能夠利用衛(wèi)星進行通信。3/3/202437點波束模式與全球覆蓋模式示意圖（3代衛(wèi)星）注：①圖中實線范圍為全球波束②藍色陰影區(qū)為點波束③小紅圈為地面站

3/3/202438INMARSAT空間段九顆衛(wèi)星的軌道示意圖——3/3/202439INMARSAT空間段九顆衛(wèi)星的軌道示意圖——3/3/202440INMARSAT衛(wèi)星的洋區(qū)編碼

洋

區(qū)AOR-EAOR-WPORIOR電傳編碼581584582583電話（傳真）編碼8718748728733/3/202441INMARSAT系統(tǒng)組成——地面段

網(wǎng)絡(luò)操作中心(NOC)INMARSAT網(wǎng)絡(luò)控制中心位于倫敦INMARSAT總部，它使用全球通信網(wǎng)絡(luò)與四個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站連接起來。網(wǎng)絡(luò)控制中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站進行信息交換，可以使網(wǎng)絡(luò)控制中心對整個網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)進行監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制。作用：負責(zé)對整個INMARSAT通信網(wǎng)的營運和管理。3/3/202442INMARSAT系統(tǒng)組成——地面段衛(wèi)星操作中心（SOC)

衛(wèi)星控制中心設(shè)在倫敦

INMARSAT總部，它負責(zé)監(jiān)視INMARSAT擁有衛(wèi)星的運行情況。衛(wèi)星控制中心接收從全球測控站（TT&C)發(fā)來的數(shù)據(jù)將這些數(shù)據(jù)加以處理，并通過測控站對

INMARSAT衛(wèi)星進行控制和管理。3/3/202443INMARSAT系統(tǒng)組成——地面段測控站（TT&C)

測控站直接對INMARSAT衛(wèi)星進行控制和管理。測控站跟蹤遙測衛(wèi)星，并把測得的數(shù)據(jù)送衛(wèi)星操作中心處理。測控站還接收衛(wèi)星操作中心發(fā)來的分析結(jié)果，以此為依據(jù)給衛(wèi)星發(fā)指令，對衛(wèi)星進行控制。全球設(shè)立了四個測控站，分別是加拿大的考伊琴湖（LakeCowichan）與彭南特角(PennantPoint)、意大利的福希諾(Fucino)和中國的北京（Beijing）。測控站在必要時可以替代衛(wèi)星操作中心控制衛(wèi)星，起到備用的作用。3/3/202444INMARSAT系統(tǒng)組成——地面段網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站(NCS)

在每個洋區(qū)都有一個岸站兼作網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站，對本洋區(qū)的通信情況進行監(jiān)控。

NCS之間的相互通信，由INMARSAT網(wǎng)絡(luò)操作中心控制。

3/3/202445INMARSAT系統(tǒng)組成——地面段地面站（LES)地面站也稱陸地地球站，是陸地網(wǎng)絡(luò)和移動終端的網(wǎng)關(guān)（接口）。目前每一個衛(wèi)星覆蓋區(qū)可建立若干個地面站，其中一個地面站兼做網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站，在四顆衛(wèi)星的情況下，全球最多可建60個地面站。作用：經(jīng)衛(wèi)星和移動站進行通信，并為移動站提供國內(nèi)或國際網(wǎng)絡(luò)通信的一個接口。

3/3/202446實際地面站的外景圖

3/3/202447地面站內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)連接

3/3/202448地面站情況目前，全球在運營的地面站共有39個。在實際衛(wèi)星通信中，不同移動終端通過衛(wèi)星經(jīng)地面站完成通信。呼叫地面站以接續(xù)碼（呼叫號碼）完成，如北京地面站接續(xù)碼（移動站首發(fā)呼叫）如下：

移動站類型太平洋印度洋大西洋東大西洋西INMARSAT-A11111111INMARSAT-B，M，mM，M4，F(xiàn)868868868868INMARSAT-C2113111210213/3/202449INMARSAT系統(tǒng)組成——用戶段INMARSAT船舶地球站（簡稱：船站(SES)、移動站(MES))作用：通過衛(wèi)星和岸站與陸地用戶或其它船站之間進行通信聯(lián)絡(luò)種類：包括A站、C站、B站、M站、E站、

F站和P站等多種型號的船站.3/3/202450船站的組成ADE甲板上設(shè)備BDE甲板下設(shè)備天線電源打印機

VDU電話傳真其他終端天線伺服機構(gòu)/天線控制單元三路器FM/PSK解調(diào)器FM/PSK調(diào)制器頻率合成器基帶信號處理器主CPU信道控制終端接口任選功能板雙工耦合器高功率放大器低噪聲放大器頻率變換單元下變頻器頻率產(chǎn)生器上變頻器圖8-15INMARSAT船站組成簡化圖3/3/202451水移動衛(wèi)星業(yè)務(wù)L波段固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)C波段靜止衛(wèi)星SES-ID：1570101MIHAX日本NCS/CESID：03SES-ID：1571733BBQDX北京CES-ID：11美國

CES-ID：01上行線路6Ghz下行線路4Ghz上行線路1.6Ghz下行線路1.5Ghz3/3/202452太平洋衛(wèi)星覆蓋區(qū)方位角和仰角示意圖3/3/202453印度洋衛(wèi)星覆蓋區(qū)方位角和仰角示意圖3/3/202454大西洋西衛(wèi)星覆蓋區(qū)方位角和仰角圖3/3/202455大西洋東衛(wèi)星覆蓋區(qū)方位角和仰角圖3/3/202456INMARSAT標準業(yè)務(wù)功能電傳網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)Inm-ALESInm-A移動終端Inmarsat衛(wèi)星Inmarsat-系統(tǒng)標準業(yè)務(wù)包括：話音，傳真，電傳以及話帶數(shù)據(jù)3/3/202457第四節(jié)INMARSAT通信程序

一、電傳通信程序——1 1、船至岸電傳通信程序 （1）通信前的準備 ①選擇衛(wèi)星、調(diào)天線 ②選擇工作種類（電傳） ③選擇優(yōu)先等級 ④編輯欲發(fā)送的電文3/3/202458電傳通信程序——2（2）選擇通信路由（3）申請岸站

XX+

其中：XX：CES-ID

例如：北京ID：11+：結(jié)束符岸站名稱日期時間你是誰？船站自動應(yīng)答

GA+3/3/202459電傳通信程序——3（4）撥號

業(yè)務(wù)代碼→國家電傳代碼→被呼叫用戶號碼+

被呼叫用戶應(yīng)答（5）發(fā)電傳按“HEREIS”→→本船應(yīng)答碼按“WRU”→→被呼叫用戶應(yīng)答(6)按.....五個點，或按釋放鍵以結(jié)束通信3/3/202460常用業(yè)務(wù)代碼00自動轉(zhuǎn)接11手動轉(zhuǎn)接（國際接線員）12查詢（國際）13手動轉(zhuǎn)接（國內(nèi)接線員）14查詢（國內(nèi)）33技術(shù)援助32醫(yī)療指導(dǎo)呼叫;38醫(yī)療援助呼叫;39海事援助呼叫;91線路性能測試92船站啟用試驗3/3/202461船至岸電傳通信程序舉例航行于太平洋的明華輪(1570101MIHAX)從船上給(集團)總公司(22264CPCPKCN)發(fā)電傳。1調(diào)天線指向太平洋衛(wèi)星、選則電傳方式、常規(guī)通信、編輯欲發(fā)電文2選擇通信路由---北京岸站（CES-ID:11)311+BEIJING2004/1/2009:30:00

1570101MIHAXGA+008522264+22264CPCPKCN

發(fā)電文

HEREIS1570101MIHAXWRU22264CPCPKCN…..BEIJING2004/1/2009:31:0001.00MIN3/3/2024622、船至船電傳通信程序——1（1）通信前的準備 ①選擇衛(wèi)星、調(diào)天線 ②選擇工作種類（電傳） ③選擇優(yōu)先等級 ④編輯欲發(fā)送的電文（2）選擇通信路由3/3/2024632、船至船電傳通信程序——2（3）申請岸站

XX+

其中：XX：CES-ID

例如：北京ID：11+：結(jié)束符岸站名稱日期時間你是誰？船站自動應(yīng)答

GA+3/3/2024642、船至船電傳通信程序——3（4）撥號：業(yè)務(wù)代碼.洋區(qū)碼.被呼叫船船站識別碼+

被呼叫用戶應(yīng)答（5）發(fā)電傳按“HEREIS”鍵→→本船應(yīng)答碼按“WRU”→→被呼叫用戶應(yīng)答(6)按.....五個點，或按釋放鍵以結(jié)束通信3/3/202465電傳洋區(qū)代碼POR:582IOR:583AOR-E:581AOR-W:5843/3/202466船至船電傳通信程序舉例航行于太平洋的明華輪(1570101MIHAX)從船上給航行于印度洋的育強輪（1571733BBQDX)發(fā)電傳。1調(diào)天線指向太平洋衛(wèi)星、選則電傳方式、常規(guī)通信、編輯欲發(fā)電文2選擇通信路由---北京岸站（CES-ID:11)311+BEIJING2004/1/2009:30:00

1570101MIHAXGA+005831571733+1571733BBQDX

發(fā)電文

HEREIS1570101MIHAXWRU1571733BBQDX…..BEIJING2004/1/2009:31:0001.00MIN3/3/202467電文編輯格式TO：COSCOFM：M/VMINGHUA1570101MIHAXCOPY：MANAGER

空兩行正文（署名）MASTER

空兩行

NNNN3/3/202468INMARSAT通信程序（續(xù)）

二、電話通信程序1、船至岸電話通信程序（1）通信前的準備①選擇衛(wèi)星、調(diào)天線②選擇工作種類（電話）③選擇優(yōu)先等級（常規(guī)）④準備通話內(nèi)容3/3/202469電話通信程序（續(xù)）（2）選擇通信路由（3）申請岸站摘機

XX#其中：XX：CES-ID

例如：北京ID：11#：結(jié)束符聽有無接續(xù)音若有，則（4）撥號業(yè)務(wù)代碼.國家電話代碼.地區(qū)碼.被呼叫用戶電話號碼#3/3/202470電話鈴聲0.5秒通/0.5秒斷的斷續(xù)音 忙音

0.25秒通/0.25秒斷的斷續(xù)音 擁擠音

0.125秒通/0.125秒斷的斷續(xù)音 占線音

1.5秒通/1.5秒斷的斷續(xù)音 接通音持續(xù)音 遇險3/3/202471電話通信程序（續(xù)）電話接通鈴響（5）通話

(6)掛機，以結(jié)束通信3/3/202472中國和常用地區(qū)代碼86中國電話業(yè)務(wù)代碼010北京地區(qū)0532青島地區(qū)021上海地區(qū)3/3/202473船至岸電話通信程序舉例

航行于太平洋的明華輪(1570101MIHAX)從船上給青島遠洋船員學(xué)院信息工程系通信教研室打電話（00-86-532-5752167）1調(diào)天線指向太平洋衛(wèi)星、選則電話方式、常規(guī)通信、準備通話內(nèi)容2選擇通信路由---北京岸站（CES-ID:11)3摘機11#

聽到接續(xù)音4撥號

00865325752167#

接通后5通話6掛機（結(jié)束通信）3/3/202474INMARSAT通信程序（續(xù)）

電話通信程序(續(xù)）2、船至船電話通信程序（1）通信前的準備①選擇衛(wèi)星、調(diào)天線②選擇工作種類（電話）③選擇優(yōu)先等級④準備欲通話內(nèi)容3/3/202475電話通信程序（續(xù)）（2）選擇通信路由（3）申請岸站摘機

XX#其中：XX：CES-ID

例如：北京ID：11#：結(jié)束符聽到接續(xù)音（4）撥號：業(yè)務(wù)代碼.洋區(qū)碼.被呼叫船船站識別碼#3/3/202476電話通信程序（續(xù)）聽到被呼叫用戶被接通的鈴聲（5）通話(6)掛機（以結(jié)束通信）3/3/202477電話洋區(qū)代碼POR :872IOR :873AOR-E :871AOR-W :874要記住啊!3/3/202478三、遇險電話、電傳呼叫程序

1.選擇電話/電傳工作方式;2.根據(jù)最佳路由確定岸站識別碼(必須查明本船當前使用的衛(wèi)星是否與所選定的營救協(xié)調(diào)中心相一致，若不一致，則必須做相應(yīng)調(diào)整）;3.選擇遇險優(yōu)先通信等級;4.根據(jù)船站操作要求進行呼叫申請,遇險通信能自動接到一個救助協(xié)調(diào)中心或連接到一個特殊的操作員那里。如果船站在15秒鐘之內(nèi)未被接通,應(yīng)重復(fù)上述呼叫,或選擇其它合適的岸站。

5.當遇險通信建立后,發(fā)遇險電話(MAYDAY)/遇險電傳(SOS)信號;6.結(jié)束通信。3/3/202479四、緊急和安全通信程序——1由岸站提供的緊急和安全業(yè)務(wù)適用于醫(yī)療指導(dǎo)、醫(yī)療援助和海事援助三個方面。對于電傳業(yè)務(wù):

醫(yī)療指導(dǎo)前必須冠有"MEDICO"字樣;

醫(yī)療和海事援助信息前必須冠有“URGENT”字樣;緊急和安全通信程序如下:1.選擇電話/電傳工作方式;2.選擇緊急優(yōu)先通信等級;3.根據(jù)最佳路由確定岸站識別碼;4.根據(jù)船站操作要求進行呼叫申請;3/3/202480四、緊急和安全通信程序——25.在接通岸站后(電話撥號音,電傳GA+信息);

選擇并健入所要求的業(yè)務(wù)代碼。

32：醫(yī)療指導(dǎo)呼叫;

38：醫(yī)療援助呼叫;

39：海事援助呼叫;

在健入業(yè)務(wù)代碼之后,在業(yè)務(wù)代碼后，電話以#符號結(jié)束,電傳以+符號結(jié)束3/3/202481四、緊急和安全通信程序——36.發(fā)送有關(guān)信息，這些信息必須包括：----船舶名稱----呼號,船舶識別碼----船舶的位置----病人或受傷者的情況,癥狀(用于醫(yī)療通信)----緊急性的特征情況(用于海事援助通信)----要求援助的項目----任何其它的有關(guān)情況

7.結(jié)束通信3/3/202482INMASAT系統(tǒng)通信體制在系統(tǒng)中采用了如下通信方式：申請信道：TDMA-2

PS