衛(wèi)星網絡融合平臺

楊春香　苗曉峰　肖攀　李佳希

【摘要】 ? ?本文介紹了衛(wèi)星網絡融合平臺在應急行業(yè)中的應用，具體介紹了VSAT衛(wèi)星通信系統、Ka衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統、北斗衛(wèi)星導航系統、指揮調度系統五大業(yè)務模塊。并對衛(wèi)星通信裝備管理、統一位置信息管理、應急信息發(fā)布、現場信息采集、在線會商、衛(wèi)星通信調度、系統管理、衛(wèi)星資源動態(tài)管控、綜合態(tài)勢分析等功能進行了詳細的介紹。最后介紹了衛(wèi)星網絡融合平臺應用的重要意義。

【關鍵詞】 ? ?衛(wèi)星網絡融合平臺 ? ?VSAT衛(wèi)星通信系統 ? ?天通一號衛(wèi)星移動通信系統 ? ?北斗衛(wèi)星導航系統

引言：

當前我們擁有Ku頻段通信衛(wèi)星、Ka頻段通信衛(wèi)星、天通一號通信衛(wèi)星、北斗通信衛(wèi)星等衛(wèi)星資源，不同的通信衛(wèi)星對應有多種通信終端。在應急事件發(fā)生時，衛(wèi)星網絡融合平臺可通過VSAT衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統、北斗衛(wèi)星導航系統，實現視頻會議系統與對講系統的無縫對接，具備衛(wèi)星通信裝備管理、位置信息管理、應急信息發(fā)布、現場信息采集、在線會商和衛(wèi)星通信調度等功能。為指揮中心領導在第一時間實現對現場應急指揮提供重要保障。

一、系統介紹

1.1系統組成

衛(wèi)星網絡融合平臺包括VSAT衛(wèi)星通信系統、Ka衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統、北斗衛(wèi)星導航系統、指揮調度系統五大業(yè)務模塊，可實現衛(wèi)星通信裝備管理、統一位置信息管理、應急信息發(fā)布、現場信息采集、在線會商、衛(wèi)星通信調度、系統管理、衛(wèi)星資源動態(tài)管控、綜合態(tài)勢分析等九大功能，實現資源的統一管理、統一控制、統一調度。

1.2 VSAT衛(wèi)星通信系統

VSAT衛(wèi)星通信系統一般使用地球同步軌道衛(wèi)星，可以工作在C、Ku和Ka頻段。Ku頻段與C頻段相比具有不存在與地面微波線路相互干擾、允許的功率通量密度高、天線尺寸小等特點，所以目前大多數VSAT系統主要采用Ku頻段。VSAT衛(wèi)星通信系統能夠支持圖像、話音、數據等多媒體信息的單向或雙向通信。動中通的應用是通信領域的一次重大突破，特別是在動基座上的（車載、艦載、機載）寬帶衛(wèi)星通信是現代應急通信的發(fā)展方向，也是未來應急通信領域中的重要通信手段[1]。

Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信具有高通量、低成本、廣覆蓋、終端小等優(yōu)勢特點，且通常采用星狀結構，特別適合開展IP類業(yè)務、企業(yè)網延伸等。Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信網絡所承載的業(yè)務，實現了從低速的數據及話音到全新的、高速的、交互式的因特網和多媒體業(yè)務的轉變，并幾乎覆蓋了所有通信和廣播電視領域[2]。

1.3天通一號衛(wèi)星移動通信系統

天通一號01星被譽為“中國版的海事衛(wèi)星”，其成功發(fā)射標志著我國進入到了衛(wèi)星移動通信的手機時代，填補了國內空白，具有重要的里程碑意義[3]。

天通一號衛(wèi)星移動通信系統可為各個領域的不同用戶提供全天候、全天時、穩(wěn)定可靠的移動通信服務，支持語音、短消息和數據業(yè)務。其最主要的優(yōu)勢體現在終端的小型化、手機化，便于攜帶。天通衛(wèi)星通信終端在天通信關站落地，接入天通統一接入服務系統，再通過專線可接入用戶指揮中心。

1.4北斗衛(wèi)星導航系統

北斗衛(wèi)星導航系統是中國研制的全球衛(wèi)星導航系統，可在全球范圍內為不同用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務，并且具有短報文通信服務功能。

1.5指揮調度系統

應急指揮調度系統是建立在VSAT衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統、北斗衛(wèi)星導航系統基礎上的一套視音頻可視化的系統。工作人員可通過指揮調度系統實時建立衛(wèi)星通信鏈路，將突發(fā)事件現場情況第一時間傳送給指揮中心的相關領導，便于領導的指揮決策，最終實現有效調度、協同指揮。

衛(wèi)星網絡融合平臺可有效的利用現有的各種通信設備和資源，構建一張共用的無線寬帶專用通信網絡，實現專網專用、可靠大數據傳輸、寬帶多媒體指揮調度、實施掌握現場的真實情況，成為現階段城市綜合管理和應急通信的必要需求。[4]

二、系統功能

2.1衛(wèi)星通信裝備管理

衛(wèi)星網絡融合平臺能夠與 VSAT 衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統、北斗衛(wèi)星導航系統、指揮調度系統等進行無縫對接，實現VSAT 中心站、VSAT 二級網管站、VSAT 遠端站、天通衛(wèi)星移動手持終端、天通寬帶便攜終端和數字防爆對講機等衛(wèi)星通信裝備的統一可視化管理和設備狀態(tài)呈現。具備裝備屬性管理、裝備信息錄入與維護和裝備查詢統計等功能。

2.2統一位置信息管理

衛(wèi)星網絡融合平臺支持 VSAT 遠端站、天通衛(wèi)星移動手持終端、天通寬帶便攜終端、北斗終端和數字防爆對講機等應急通信裝備的位置信息統一接入和存儲，并提供位置展示、位置跟蹤和軌跡回放等功能。

2.3應急信息發(fā)布

衛(wèi)星網絡融合平臺支持通過VSAT 衛(wèi)星通信系統、天通一號衛(wèi)星移動通信系統和對講系統等進行應急信息的快速發(fā)布，提供通知、告警和指令下發(fā)等應用。包括天通點對點短信、天通群組短信。應急信息發(fā)布提供點到點、群組發(fā)布等功能。應急信息發(fā)布主要負責收集、發(fā)布與事故現場有關的各類信息，現場的各類災情信息是“專家在線會商”的數據基礎之一[5]。

2.4現場信息采集

現場信息采集利用分布在現場的各類終端，對應急救援現場的情況根據終端的配置情況，通過文字、語音、圖片、視頻和文件等多種方式向指揮中心進行匯報，采集到的信息利用衛(wèi)星鏈路實時回傳至平臺，平臺軟件將接收到的現場信息進行存儲和可視化展示，并提供事后的查詢統計分析。

2.5在線會商

衛(wèi)星網絡融合平臺通過多種技術手段，將應急中所涉及的視頻會議、視頻監(jiān)控、微波圖傳、3G/4G圖傳、語音系統等原本各自分散獨立的音視頻系統有機融合，構建一個集視頻會商、現場（衛(wèi)星、3G/4G）圖傳、態(tài)勢展現等功能于一體的多元化音視頻在線會商系統，實現指揮專網、互聯網、3G/4G/5G公網、衛(wèi)星網、PSTN等多網絡的音視頻資源共享、顯示、交換和存儲。系統支持音頻會商、視頻會商和混合會商等多種會商模式， 同時支持電子白板、協同標繪等功能。

2.6衛(wèi)星通信調度

衛(wèi)星網絡融合平臺可實現圖上一鍵通信、圈選群呼、電子圍欄、地圖標繪和救援信息呈現等衛(wèi)星通信調度功能，提升應急管理的圖上通信調度能力。

一鍵通信：實現圖上基于 VSAT 的電話、視頻會議終端、天通衛(wèi)星移動手持終端、天通寬帶便攜終端和數字防爆對講機的一鍵音視頻通話，進行快捷調度。

圈選群呼：基于位置圈選平臺管理的各類通信終端，實現不同制式通信終端快速組會;支持的會議類型包括音頻會議、視頻會議;

電子圍欄：支持創(chuàng)建任意形狀的電子圍欄區(qū)域，對圍欄區(qū)域內的應急裝備和在線數進行實時統計;支持圍欄管理功能，包括添加、編輯、刪除、圍欄屬性等。

地圖標繪：采用態(tài)勢標繪技術，用于對事件描述、標注等，為應急指揮提供輔助決策。

救援信息呈現：支持呈現天通衛(wèi)星移動手持終端上報的救援信息。

2.7系統管理

系統管理主要包括用戶管理、用戶鑒權和日志管理。

用戶管理：支持建立不同級別的用戶，并根據不同的用戶職責，授予不同的系統管理權限。

用戶鑒權：通過用戶名和口令進行登錄，對用戶身份進行識別，保障系統使用的安全性。

日志管理：系統能夠自動記錄用戶的登錄及操作，形成相應的日志，并可按關鍵字（如用戶名、時間段）進行查詢。

2.8衛(wèi)星資源動態(tài)管控

合理分配帶寬資源是寬帶衛(wèi)星資源管理中不可或缺的重要一環(huán)【6】。衛(wèi)星資源動態(tài)管控主要功能是對多星、多轉發(fā)器衛(wèi)星帶寬資源進行統一管控，實現帶寬資源的DAMA和PAMA分配，以及對衛(wèi)星信道設備資源進行統一調配，實現各被管控子系統資源的手動與按需動態(tài)分配。

支持衛(wèi)星帶寬資源動態(tài)分配策略，確保衛(wèi)星資源高效使用。在系統運行過程中，通過監(jiān)測和分析資源利用率變化趨勢，支持動態(tài)調配帶寬資源（DAMA）和手動分配衛(wèi)星資源（PAMA），保證衛(wèi)星資源的高效利用。

面向任務的資源動態(tài)管控實現對衛(wèi)星資源的維護、應急救援任務的全生命周期管理和任務的監(jiān)控，同時支持應急救援任務通信保障預案管理。

2.9綜合態(tài)勢分析

綜合態(tài)勢分析可實現對衛(wèi)星資源、應急通信網絡、應急救援任務、系統運維等綜合監(jiān)視。可在VSAT衛(wèi)星通信系統運行過程中，動態(tài)展示全網衛(wèi)星地球站的實時狀態(tài)信息，并實時動態(tài)分析各種資源的運行情況，使用圖形、表格等可視化形式進行呈現。通過分析故障關聯的歷史及當前性能數據，分析查看告警設備及相關設備性能指標及性能劣化趨勢，輔助判斷故障發(fā)生位置[7]。

三、應用的意義

衛(wèi)星網絡融合平臺可有效的利用現有的各種通信設備和資源，構建一張共用的無線寬帶專用通信網絡，實現專網專用、可靠大數據傳輸、寬帶多媒體指揮調度、實施掌握現場的真實情況，成為現階段城市綜合管理和應急通信的必要需求。通過衛(wèi)星網絡融合平臺的建設，我們可以實現統一指揮、有效調度的高效管理，實現及時、有效地應急決策和指揮調度。做到“情況看得見、指令下得去、情報上得來”，真正實現無縫隙應急管理，切實提高政府應急指揮及決策能力。

參考文獻

[1]楊春香，趙書倫，楊帆.現代應急衛(wèi)星通信系統應用綜述.導航與控制.2011.2

[2]謝瑞強.我國衛(wèi)星移動通信系統首發(fā)星“天通一號”發(fā)射成功[J].中國航天，2016（08）：9.

[3]我國首顆移動通信衛(wèi)星成功發(fā)射[J].數字通信世界，2016（08）：11.

[4]趙書倫，楊春香，周少瑋.無線寬帶多媒體數字集群指揮調度系統[J].導航與控制，2016，15（03）：33-38.

[5]李群.突發(fā)事件應急會商與預案交互生成系統設計與實現.中國安全生產科學技術.2017，13（05），34-40.

[6]覃落雨，陶瀅，沈宇飛，陳曉露.寬帶衛(wèi)星通信系統無線資源管理技術研究.空間電子技術. 2017，14（01），25-30.

[7]李歡，閆成儉.基于CSSCI來源數據的高校思想政治理論課發(fā)展態(tài)勢綜合分析[J].滁州學院學報， 2020，22（06）：60-66.

楊春香（1979，10-），女，漢族，山東煙臺，碩士研究生，高級工程師，研究方向：衛(wèi)星通信。