全球衛星導航系統數據傳輸業務發展研究

范本堯　劉天雄　徐　峰　聶　欣　劉安邦　趙小魴（中國空間技術研究院，北京 00094）（北京空間飛行器總體設計部，北京 00094）

院士特約稿

全球衛星導航系統數據傳輸業務發展研究

范本堯1劉天雄2徐峰2聶欣2劉安邦2趙小魴2
（1中國空間技術研究院，北京 100094）
（2北京空間飛行器總體設計部，北京 100094）

具備全球覆蓋能力的全球衛星導航系統數據傳輸業務在未來國家安全、國民經濟和對外合作等領域將發揮十分重要的作用。文章通過對歐洲Galileo的搜索與救援（SAR）業務、GPS的危險報警衛星系統（DASS）和北斗區域短報文通信業務的分析研究，可以看到建設具有更強通信能力的北斗全球導航系統符合全球衛星導航系統（GNSS）未來發展趨勢。文章提出了北斗全球衛星導航系統數據傳輸業務的系統方案、業務模式和鏈路設計，并評估了系統通信能力，可以作為后續深入論證的依據。

衛星導航系統；數據傳輸；搜索與救援；危險報警；短報文

1　引言

隨著我國經濟實力的不斷增強，經濟全球化日益加深，國家利益與安全的內涵與外延、時空界域比歷史上任何時候都更加寬廣。“一帶一路”的國家戰略對我國境外飛機、船舶、陸上運輸工具的位置報告、短報文通信以及語音、圖像等數據傳輸需求迫切，用戶需要及時掌控能源、礦產、貿易等陸上和海上通道的狀況。全球位置報告和數據傳輸能力事關國家政治安全、經濟安全、生命安全，可以實現我國艦船、飛機等裝備的狀態感知與位置監視。因此，在開展北斗全球系統建設過程中，應結合上述新的需求將北斗區域系統的報文通信功能拓展至全球，同時進一步提升報文通信能力，支持位置報告與語音、圖像等數據傳輸業務。

在全球位置報告業務的發展路線上，美國和歐洲利用“衛星導航系統+通信衛星系統”的模式，通過通信衛星（海事衛星和“銥星”等）和導航衛星（GPS衛星和Galileo衛星）實現全球位置報告。然而，一方面，由于我國在2020年之前不具備全球覆蓋能力的衛星通信網絡，沿襲西方國家“通信、導航雙系統”的發展思路，等待全球衛星通信條件完全具備后，再著手發展全球位置報告和通信業務系統不能滿足國家需求。另一方面，北斗系統在設計之初就創新性地開展了導航和通信業務一體化設計，通過衛星定位和短報文業務解決了“讓自己知道自己在哪里”和“讓別人知道你在哪里”的難題。在北斗全球系統建設和發展的過程中，應繼承已有技術并進行創新發展。未來全球位置報告和搜索與救援業務，既可以繼承北斗區域系統的衛星無線電測定業務（RDSS）有源定位來實現，也可以利用衛星無線電導航業務（RNSS）無源定位業務結合報文通信來實現。

北斗衛星導航系統按照“先試驗，后區域，再全球”的三步走發展規劃，2020年左右將實現全球覆蓋，具有獨特的星間鏈路實現星間互聯互通，使北斗系統成為全球互聯互通的星座系統。基于北斗全球系統實現全球位置報告和數據傳輸業務，一方面擺脫了我國沒有全球衛星通信能力的困境，另一方面也提高了北斗全球系統的效能，必將為科考勘探、搜索救援、救災減災、洲際貨運、遠洋航海等領域有著廣泛的應用前景和巨大的應用價值，為熱點區域態勢感知、情報搜集、監視/控制和前向目標指揮等業務提供全新的手段。

全球衛星導航系統及其數據傳輸業務立足北斗現有星座資源，在不影響衛星主任務情況下，本文提出了北斗全球衛星導航系統位置報告和數據傳輸業務的系統方案、業務模式和系統鏈路設計，并對系統通信能力和采用的關鍵技術進行了說明，最后對系統的典型應用模式進行了探討，可為后續開展全球衛星導航系統數據傳輸業務設計提供參考。

2　國內外衛星導航系統傳輸業務現狀

2.1伽利略衛星導航系統搜索與救援業務

衛星搜索與救援（Search and Rescue，SAR）是當前復雜環境下最有效的、最廣泛使用的遇險搜救手段，當前在全球范圍內提供搜救業務的唯一系統是國際低軌道搜索救援衛星系統（COSPAS-SARSAT），該系統的缺點是用戶與衛星之間只有前向鏈路，沒有給用戶反饋確認信息的返向鏈路。

歐洲伽利略（Galileo）衛星導航系統除具有與GPS全球定位系統完全相同的定位、導航和授時業務外，還支持SAR業務，簡稱SAR/Galileo業務。較傳統COSPAS-SARSAT搜救業務，SAR/Galileo業務有兩大技術突破:①SAR載荷對上行救援信號的監測時間從分鐘級提高到秒級；②增加衛星對用戶信標的返向鏈路通信功能，從而可以使用戶確認系統已經收到求救信息。從2015年底開始，Galileo系統將會在10顆衛星上搭載一代SAR信標載荷［1］。目前Galileo衛星導航系統正在開展二代SAR信標載荷及其救援任務返向鏈路的論證工作，SAR/Galileo系統構成及工作原理如圖1所示。

前向鏈路:處于緊急狀態的用戶向Galileo衛星發出一個406MHz求救的遇險信標信號，衛星接收信號后將遇險信號放大和變頻，以1544MHz的頻率下行播發給SARSAT地面終端站，又稱為MEO地面終端站（MEO Local Unit Terminal，MEOLUT）。地面站完成對信標信號的檢測、信標信息提取并計算出信標位置，將結果和返向鏈路請求信息發送給任務控制中心（Mission Control Center，MCC）。MCC將救援信息發送給當地救援協調中心（Rescue Coordination Center，RCC），當地RCC組織對遇險人員的搜救工作。

返向鏈路:任務控制中心MCC接收到MEOLUT發來的遇險信標信息后，同時把經過位置確認的遇險信標信息發送給法國任務控制中心（France MCC，FMCC）。FMCC把當地救援協調中心RCC組織對遇險人員的搜救信息傳送給返向鏈路業務提供商（Return Link Service Provider，RLSP）。RLSP把系統自動產生的返向鏈路信息（第一類確認信息）發送給伽利略地面任務段（Galileo Mission Segment，GMS），GMS把返向鏈路信息通過C頻段上傳給Galileo衛星，然后衛星利用1575.42MHz下行鏈路播發對用戶信標確認電文信號。Galileo對返向鏈路工作模式定義了兩種類型:Type-1返向通信鏈路的確認消息由系統的SAR任務控制中心自動發出；Type-2返向通信鏈路的確認消息由RCC發出，從而使報警信標用戶知道求救已經被確認收到［2］。Galileo在2014年公布的接口控制文件中提出了兩種格式的返向鏈路短消息（80bit和160bit），其中80bit的短報文格式如表1所示。

圖1　SAR/Galileo搜救系統架構Fig.1　System architecture of Galileo SAR

表1　返向鏈路短報文消息格式Table1　Ehort message format of return link

SAR/Galileo地面站由3個MEOLUT和1個MEOLUT跟蹤協作中心（MEOLUT Tracking Coordination Facility，MTCF）組成。MEOLUT分別位于挪威的Svalbard、塞浦路斯的Makarios和西班牙的Maspalomas。每個地面站都同時與位于法國Toulouse的MTCF相連，MTCF負責優化三個地面站的衛星跟蹤計劃［3］。

到2014年底，所有生產SAR/Galileo地面終端信標的廠家都已經獲取到返向鏈路通信相關指標并開展終端的生產［2］。伽利略搜救系統對用戶的定位精度從以前SARSAT系統的5km提高到100m，定位時間從以前30min提高到在95%以上的時間可以達到在5min內收到信標確認信息，縮短了遇險信標位置檢測時間，并且實現了向用戶發送接收遇險電文的確認信息，未來信標的信息格式將與全球海上遇險與安全系統兼容，使得用戶與搜救中心之間具有交換簡短信息的功能。

2.2GPE全球定位系統衛星危險報警業務

美國是目前SARSAT系統成員國之一，以前基于LEO和GEO的SARSAT系統到2013年已逐漸停止服務，GPS從BLOCK-ⅡR后續衛星中開展危險報警衛星系統（Distress Alerting Satellite System，DASS）試驗驗證工作，簡稱DASS/GPS業務。美國境內的COSPAS-SARSAT系統業務將會由DASS來替代，DASS系統由空間段、地面段和用戶段組成，系統架構如圖2所示［4］。

目前美國DASS的空間段建設分原理驗證和正常運行兩個階段實施，在原理驗證階段，NASA已在9顆GPS BLOCK-ⅡR和所有的BLOCK-ⅡF衛星上安裝DASS載荷［5］。DASS載荷不對地面信標進行在軌處理，直接透明轉發到地面站。在正常運行階段，NASA計劃在所有GPS BLOCK-Ⅲ衛星上安裝該DASS載荷，并通過L頻段（1544MHz）轉發到地面站。NASA計劃安裝DASS載荷星座未來將有24～27顆衛星，分布在3或6個軌道面上［6］。雖然通信系統不需要四重覆蓋，但這種配置使在地球任何地點、任何時間的用戶在30o仰角可以看到4顆以上裝有DASS載荷的GPS導航衛星，極大地提高了用戶體驗和搜救的可靠性。

圖2　GPS DASS系統架構Fig.2　System architecture of GPS DASS

與SAR/Galileo系統鏈路設計一致，DASS的上行鏈路為遇險信標終端通過406MHz對可見衛星發出報警信號，下行鏈路為收到報警信號的衛星通過下行1554MHz將信號轉發到地面站，地面站任務控制中心將信號處理后發送給救援中心進行處理開展救援。

DASS地面段主要由MEOLUT和搜索與救援任務控制中心（SAR MCC）網絡組成。MEOLUT主要完成接收處理衛星下發的信標信號，并計算出信標位置傳送給MCC。MCC把接收到的信息傳送給其他MCC或者發給RCC開展救援工作。DASS地面站建設分為:原理驗證階段地面站和運行階段地面站兩個階段。2006年，NASA在戈達德航天飛行中心（Goddard Space Flight Center，GSFC）開展了DASS原理驗證，分別利用L和S頻段轉發求救信標信號。在DASS正式運行階段，地面站計劃將在夏威夷和美國東部地區建設。該地面站將同時能夠接收處理來自Galileo和俄羅斯GLONASS的SAR信號［7］。

俄羅斯也將在GLONASS衛星導航系統的下一代GLONASS-K1和K2衛星中搭載SAR功能［1］。當前全球衛星導航系統包括GPS、Galileo和GLONASS，均通過搭載搜救載荷為全球搜救系統提供空間段服務，可以通過中軌道導航衛星RNSS業務載荷與搜救載荷的系統集成，簡稱MEO SAR，從而大幅提高傳統COSPAS-SARSAT的搜索與救援能力。

2.3北斗區域短報文傳輸系統

北斗雙星定位系統是我國20世紀90年代自主研發的區域衛星導航系統，空間段包括3顆部署在我國上空的地球靜止軌道衛星，基于衛星無線電測定業務（RDSS），實現有源定位及短報文通信業務。地面段由一個中心站和幾十個分布于全國的參考標校站組成，架構如圖3所示［8］。短報文通信是北斗衛星導航系統的一大特色，為用戶提供每次120個漢字的短報文通信業務。短消息通信的傳輸時延約0.5s，通信的最高頻度為1次/秒。系統入站容量優于54萬次/小時；出站容量優于18萬次/小時。系統下行為S頻段2483.5～2500MHz，上行為L頻段1610～1626.5MHz［9］。

圖3　北斗區域短報文傳輸系統架構Fig.3　System architecture of regional Beidou short message transmission system

系統運營中心通過一顆地球靜止軌道衛星向用戶群發出一個查詢信號，用戶則通過至少2顆空間衛星回傳L頻段響應信號。導航信號從運營中心到衛星、再從衛星到用戶接收設備，最后再返回運營中心，整個傳輸時間被測得后，結合已知的衛星位置信息和用戶海拔高度估值，運營中心便可獲得用戶的位置并傳送給用戶。2012年12月建成的北斗區域衛星導航系統，除了增加與GPS系統一致的無源RNSS定位業務外，還保留了雙星定位系統的短報文通信功能，已在搜索救援、災害監測和應急通信等領域發揮巨大作用。

3　北斗全球數據傳輸業務系統設想

3.1系統方案

在不影響北斗系統導航、定位和授時主任務，充分考慮衛星、用戶機等資源約束的情況下，本文開展北斗全球數據傳輸業務系統方案設計，旨在實現北斗全球經濟效益的最大化。北斗全球位置報告和數據通信系統由用戶段、空間段、地面段組成，系統架構如圖4所示。北斗MEO導航衛星軌道高度21528km，分布于A/B/C三個軌道面，軌道傾角55o［10］；北斗星座數據通信鏈路頻譜繼承自北斗區域報文通信系統。

圖4　北斗全球導航系統數據傳輸業務系統架構Fig.4　System architecture of global Beidou navigation and data transmission service

空間段MEO衛星較現有北斗全球衛星系統的配置僅增加一臺基于處理轉發體制的全球數據通信接收機，主要用于實現地面用戶的接入、上行鏈路信息接收及與星上綜合電子系統協議轉換。地面段主要包括地面控制中心，以完成全球短報文系統衛星載荷資源管理、系統維護、用戶業務控制、境內段公網/專網信息分發及安全保障。用戶段主要為雙模用戶終端機，內置RNSS定位模塊和數據通信模塊，采用一戶一卡方式進行管理，由地面控制中心進行用戶權限及業務管理。

空間段星載全球數據通信接收機，可同時服務12個用戶。除全球數據通信接收機為新增載荷外，其他載荷均可繼承以前設備。由于衛星在地面主控站不具備連續觀測條件，需要利用星間鏈路進行信息中繼，通過星間鏈路收發信機將用戶信息發送，信息通過星間鏈路一跳或者多跳后傳遞到境內中心站可視衛星。

3.2業務模式

北斗全球導航系統數據傳輸業務包含快速位置報告（短報文）、語音和圖像兩種業務模式。位置報告幀長度為300bit；語音為WMA文件格式，采樣頻率11.025kHz×采樣位數8bit×聲道數1×時間60s×壓縮率1∶18=294kbit；圖像為PNG文件格式，圖像寬度640×圖像高度480×每像素位數8= 2457.6kbit。

接入方式分為兩種:一種是隨機接入方式，用于位置報告（短報文）業務；另一種是預約通信方式，用于語音和圖像文件傳輸業務。

快速位置（短報文）報告業務采用隨機接入方式進行，用戶終端隨機選擇快速位置報告信道向地面控制中心發送一幀快速位置報告幀，地面控制中心在接收到用戶幀并確認其完整性與用戶識別ID的合法性后，按原路徑向用戶終端發送位置報告應答幀。

語音和圖像傳輸業務采用預約通信方式進行。用戶終端向地面控制中心發起接入請求，地面控制中心為用戶分配信道和時長并將其返回給用戶，用戶按照分配信道進行數據傳送。

每顆衛星的上行鏈路共有12路碼分通道，每個通道的傳輸速率為250bit/s。其中，快速位置報告通道和預約接入通道可動態分配。

3.3系統鏈路

北斗全球位置報告和數據傳輸系統整個鏈路由用戶機與MEO衛星之間的鏈路、星間鏈路、衛星和中心站之間的鏈路組成。其中用戶到衛星的上行鏈路為L頻段，衛星到用戶的下行鏈路為S頻段，采用組播方式，每顆衛星的下行鏈路信息速率為2kbit/s，用于控制中心對用戶上行信息的確認、通信和指揮。衛星至地面控制中心的上行、下行通信體制，采用當前現有北斗衛星導航系統運控、測控地面站上下行通信體制。

星間鏈路的前向鏈路為衛星接收到用戶發送的數據后，按照星間鏈路中傳輸的幀格式將數據打包為星間鏈路的傳輸幀，前向鏈路的信息速率100kbit/s。星間鏈路的返向鏈路為衛星接收到地面控制中心返回應答數據后，按照星間鏈路中傳輸的幀格式將數據打包為星間鏈路的傳輸幀，向MEO衛星進行傳輸。返向星間鏈路的信息速率為100kbit/s。

3.4系統通信能力

全球位置報告和數據傳輸業務的約束條件為:星座采用北斗全球系統MEO星座的子星座；上行速率為250bit/s，報文通信接收機通道數為12個；星間鏈路速率小于100kbit/s，上行信號捕獲時間約100ms。在用戶仰角為15o情況下，仿真分析表明15顆衛星可以實現全球雙重覆蓋。

在以上約束條件下，對北斗全球位置報告與數據通信系統進行了計算。系統通信容量（呼損率5%）在連續體制下位372 240次/小時，時分體制為99795次/小時。系統通信能力的瓶頸在星間鏈路，星間鏈路分為連續和時分體制兩種。在連續體制（星間速率50 kbit/s）下，位置系統時延為1.35s，語音為2 552.28s，圖像為21314.15s；在時分體制（星間速率50kbit/s）下，位置系統時延為16.78s，語音為2598.59s，圖像為21360.45s。系統抗干擾能力為單音干擾可以抗50dB，窄帶抗40dB，寬帶可以抗30dB，脈沖可以抗35dB。

由于目前數據傳輸業務只能占用系統部分資源，因此，在不同通信體制下的語音和圖像傳輸時延較大，后續可以根據實際業務需求對系統資源進行優化配置，進而提高系統整體數據傳輸性能。

3.5關鍵技術研究

1）數據傳輸子星座選擇

北斗MEO衛星天線覆蓋區等效為半錐角13.2o的圓錐，為確保系統可靠性，考慮到不同仰角時通信性能受到雨衰、遮擋影響不同，對系統配置數據傳輸載荷的衛星數量不同，對地覆蓋的能力也不同，不僅影響用戶體驗，也涉及系統建設成本與系統數據傳輸能力，所以需要深入論證。

2）星間鏈路路由策略

實現在全球范圍內的位置報告和數據傳輸，需要解決衛星間互聯互通和信息路由問題。星間鏈路的雙向通信特性，以及衛星與用戶、衛星與地面站間的雙向通信鏈路，使得傳輸鏈路具備前向和返向雙向信息傳輸能力。

連續體制建立全雙工連續體制緩變波束星間鏈路，星間鏈路的物理連接關系固定不變，網絡拓撲結構固定。緩變波束星間鏈路分為衛星同軌鏈路、衛星異軌鏈路，每顆衛星有若干同軌鏈路和異軌鏈路。為了不影響北斗系統星間測控等主業務星間鏈路信息傳輸，星間鏈路容量只能分配部分容量用于短報文的星間中繼回傳。

時分體制進行星間鏈路建立時，在某個時隙，每顆衛星只能與一顆衛星建立鏈路連接，且在不同時隙，每顆衛星必須與不同的衛星建立鏈路以實現信息回傳。因此，時分體制下，星間鏈路網絡拓撲關系動態可變，即在不同的時隙內，衛星與衛星之間的物理連接關系是基于業務需求在實時變化。因此，考慮根據衛星的物理可連接性，以若干個時隙為顆粒度，對星間鏈路時分體制的連接關系進行分配，從而獲得網絡拓撲關系，并計算出所有衛星節點的路由信息［11］。

3）高靈敏度星載數據通信接收機

北斗全球系統位置報告和數據傳輸業務方案，難點在于星載L頻段數據通信接收機低信噪比、大動態、低資源消耗的短突發信號的快速捕獲、自適應強抗干擾數字信號處理算法和多用戶并發接入算法設計［12-13］。高靈敏度星載數據通信接收機系統架構如圖5所示。

圖5　高靈敏度星載數據通信接收機系統架構Fig.5　System architecture of spaceborne data communication receiver with high sensibility

針對系統抗干擾性能應考慮兩類干擾對捕獲性能的影響:一類是全球數據通信業務系統內多用戶之間的相互干擾，另一類是來自于系統之外的單音、窄帶、脈沖或寬帶壓制干擾［14-15］。由于應用環境特殊、設計約束苛刻，全球數據通信接收機的研制未來將是一個挑戰。

4）信道編碼

卷積碼是一種常用的線性分組碼，性能與幀長無關，編碼增益較高。低密度校驗碼（LDPC）是一種能逼近Shannon容量限的漸進好碼。其在長碼時的性能甚至超過了Turbo碼，且其譯碼采用具有線性復雜度的和積算法。但LDPC碼的性能與幀長息息相關，幀長越長，其性能越好。由于受到報文實際應用的限制，幀長不可能很長。因此，在什么樣的幀長條件下選擇LDPC碼或卷積碼更合適，這就涉及到不同幀長條件下LDPC碼和卷積碼的性能比較，以及在性能與復雜性之間進行折中的問題。因此，在短數據幀長約束下的編碼方案也是需要解決的關鍵技術之一。

5）星載收發天線技術

全球數據通信與位置報告的用戶使用模式要求天線波束實現覆球覆蓋，同時由于用戶一般采用增益小于3dB的天線，需要衛星提供較高增益以保證鏈路余量。在衛星平臺布局約束下，需要天線實現收發共用，且滿足一定的收發隔離度要求；頻點覆蓋L、S頻點；同時，實現對地覆球波束和所需的覆蓋增益，因此星載收發天線是需要突破的關鍵技術之一。

4　北斗導航系統數據傳輸業務應用

4.1“一帶一路”和經濟全球化應用

2013年9月，中國國家主席習近平先后提出共建“絲綢之路經濟帶”和“2l世紀海上絲綢之路”的重大倡議。“一帶一路”倡議對于化解國內過剩產能、促使中國企業“走出去”，促進經濟發展方式轉變和產業結構轉型，拓展中國經濟發展空間、保障國內經濟持續穩定發展、解決中國區域發展不平衡問題具有重要意義。

“一帶一路”貫穿亞歐非大陸，連接東亞經濟圈和歐洲經濟圈。“一帶一路”沿線相關區域，特別是中間廣大腹地的民用用戶對飛機、船舶、陸上運輸工具的數據通信和安全監視需求迫切，需要對能源、礦產、貿易等海上重要通道的狀況進行及時掌控。歐、美、日本等國家使用軌道通信（Orbcomm）衛星系統實現了車輛跟蹤、環境監測、石油管道監控、船務運輸、飛機導航等領域的應用［16］。北斗全球位置報告和數據傳輸系統的建設恰可填補此空缺，解決“一帶一路”沿線區域的數據傳輸、緊急救援、安全監視等問題。

4.2全球范圍內的搜索救援和“應急廣播”應用

減災領域是最需要也是最適合應用衛星導航與定位技術的領域之一。2008年5月12日14時28分，四川省汶川縣發生嚴重地震，移動基站被破壞，電纜、光纜被截斷，導致有線、無線通信全部中斷。武警官兵到達地震重災區后，用北斗用戶終端機的短消息功能成功在災區和指揮部建立了實時通道，在準確定位震中位置、判斷災害等級的決策過程中發揮了關鍵作用［17］。北斗構建“天-地-現場”一體化的災害監測、預警、信息保障、應急處置和決策指揮體系是未來我國搜救工作的重要發展方向。

建設基于北斗的全球位置報告和數據傳輸業務系統，可綜合利用和充分利用衛星導航定位和通信等技術手段，發揮導航和通信的優勢，實現有效銜接、優勢互補和綜合應用，在“災害救援”領域具有廣闊的應用前景和優勢，具體的應用可以體現在災害信息傳輸、災害現場信息獲取、災害現場應急廣播和指揮聯動、物資與救援隊伍監測調度和災害應急搜救等方面，進一步拓展衛星在減災領域的應用深度和廣度。

4.3導航系統關鍵參數分發

美國GPS、歐盟Galileo、俄羅斯GLONASS的導航系統部分參數分發都有其各自的全球衛星移動通信系統提供支撐，但我國目前暫沒有全球衛星通信系統支持這一能力。北斗全球數據傳輸業務則可以解決上述問題，在工程建設上具有技術可行性、經濟可行性和時間進度可行性，北斗導航自身的問題就可以由北斗系統自身來解決。

4.4熱點地區態勢感知與應急指揮

全球位置報告和數據傳輸業務，對于構建自主掌控的搜救體系、掌控熱點地區的態勢、形成關鍵參數回傳、打擊效果評估、作為通信系統服務的補充和備用手段，具有重要意義。此外，在海外執行維和、維權、護航、執法、人道主義救援等特殊任務時，同樣迫切需要全球位置報告、短報文通信、語音及數據通信等手段。

5　結束語

北斗衛星導航系統預計于2020年前后實現全球組網，屆時將是我國唯一全球互聯互通的天基網絡，如果借助北斗全球網絡實現全球位置報告搜索與救援、語音和圖像數據傳輸業務，在未來國家安全、災害預警和搜索救援等領域將發揮極其重大的作用。

目前國外衛星導航系統（GPS、GLONASS和Galileo）分別在下一代導航衛星中均增加了DASS 和SAR等數據通信功能，可以看出衛星導航系統融合通信業務是發展方向，在建設未來北斗全球衛星導航系統過程中，繼承并創新發展北斗短報文通信業務，擴大業務范圍、拓展業務類型、增強系統的抗干擾性能，建設高效可靠的北斗全球數據通信系統是必要的、可行的，也是未來北斗走向全球的必由之路。

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［15］邵曉田.時域自適應濾波窄帶干擾抑制技術研究及FPGA實現［D］.北京:北京理工大學，2015 Shao Xiaotian.Research and FPGA realization of narrowband interference suppression techniques based on time-domain adaptive filter［D］.Beijing:Beijing Institute of Technology，2015（in Chinese）

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［17］范本堯，李祖洪，劉天雄.北斗衛星導航系統在汶川地震中的應用及建議［J］.航天器工程，2008，17（4）:6-13 Fan Benyao，Li Zuhong，Liu Tianxiong.Application and development proposition of Beidou satellite navigation system in the rescue of Wenchuan earthquake［J］. Spacecraft Engineering，2008，17（4）:6-13（in Chinese）

（編輯：張小琳）

Research on Data Transmission Service Development of Global Satellite Navigation System

FAN Benyao1LIU Tianxiong2XU Feng2NIE Xin2
LIU Anbang2ZHAO Xiaofang2
（1 China Academy of Space Technology，Beijing 100094，China）
（2 Beijing Institute of Spacecraft System Engineering，Beijing 100094，China）

Data transmission service of global satellite navigation system with ability to coverage area has very important effect on national security，civil economy and foreign cooperation in the future.Through research and analysis on search and rescue（SAR）service of European Galileo，distress alerting satellite system（DASS）of GPS and regional short message service of Beidou，it can be concluded that building more powerful communication ability of global Beidou navigation system accords with the development trend of GNSS.The system scheme，service mode and link design of the global Beidou satellite navigation system and data transmission service is put forward.The system communication ability is evaluated and it can be regarded as the evidence on careful demonstration in the future.

satellite navigation system；data transmission；SAR；distress alerting；short message

TN915.8

A

10.3969/j.issn.1673-8748.2016.03.001

2016-05-09；

2016-05-20

范本堯（1935—），男，中國工程院院士，曾任東方紅三號系列通信衛星總設計師、北斗導航衛星總設計師，從事衛星總體技術工作。Email：liutianxiong@sina.com。