海事衛星通信的應用及發展思考

宋川川，徐耀耀

（南京熊貓漢達科技有限公司，江蘇南京，210000）

1 海事衛星通信的主要研究內容

國際海事衛星通信組織（Inmarsat，現名國際移動衛星公司）可以追溯到1979年7月，由聯合國國際海事組織倡導，由美國、英國、中國等30多個國家共同創立。國際海事衛星通信組織建立了世界上第一個全球性的衛星通信系統，最初目的是為了實現船舶海上搶險、救援和調度指揮工作[1]。

海事衛星通信隨著科學技術的發展，逐步擴大自身的應用范圍和通信能力，海事衛星通信系統不僅可以為海上船舶提供穩定的寬帶通信，還可實現陸地、航空等領域之間的移動通信保障。海事衛星通信目前已廣泛應用于船舶救生和遠洋航行通信、航空移動通信、搶險救災等方面。海事衛星通信不受地理環境、極端氣候條件影響，可以實現話音、報文、傳真、數據和視頻等業務功能，有效地進行話音、數據和視頻的實時傳輸，在各類搶險救災、海上搜救等工作中發揮巨大作用[2]，是直接參與救援活動的通信保障，也是保障災害現場和外部聯系的重要通信手段。

隨著現代社會的發展，海事衛星通信系統以往的語音、數據、短信等功能已經不能滿足用戶越來越高的數據和通信的要求，未來的海事衛星通信系統功能需求愈發的多樣化。例如，基于海事衛星通信系統而實現的船舶監視和通信保障以及飛機全程監控引導指揮等功能，特別是在缺少地面基站建設的海洋和偏遠地區，將發揮重要的作用[3]。

隨著全球信息化、數字化、網絡化發展，遠洋航行和航空市場對寬帶衛星移動通信需求日益增加，第五代寬帶海事衛星通信系統的應用及其重要性越來越凸顯出來。寬帶海事衛星通信除了保障高清視頻安全通信外，也可以滿足空中旅客、海上船員日常通信和娛樂休閑的需求。

2 海事衛星通信的應用

2.1 航海領域的應用

海事衛星系統，它在船舶航行過程中占據著主要地位，尤其是在常見的航海作業中會遇到各種各樣的問題。這時，必須要確保船舶和地面或者是其他船只緊密聯系，這樣才能夠在最大范圍內保證人員安全，減少不必要的經濟損失和人員傷亡。

2.1.1 通信保障系統

船舶的正常運行離不開通信保障系統，通信系統的內容包括防碰撞系統、港口調度、信息交換、安全保障等各方面的內容。在海上船舶利用海事衛星通信、VHF等通信手段，保證地面控制中心與船舶用戶都能實時獲得所需要信息，指導船舶安全航行, 確保交通順暢。

2.1.2 船舶防碰撞系統應用

在水上交通事故中，碰撞事故是主要類型。要降低船舶之間的碰撞率，就需要對船舶進行精準定位和導航，以及使用高速傳輸的通信系統，實現船舶自身的定位和船舶之間的通信。通過海事衛星通信可以將船舶的位置、航向、航速、相對運動等信息上傳至地面控制中心，由地面控制中心統一監測管理。這樣船舶可以對外傳送自身數據并接收其它船舶的數據，有利于減少因船舶識別和避碰決策失誤引起的船舶碰撞事故[4]。

2.1.3 深海通信系統的應用

為了實現對船舶的有效定位和實時監控通信，我們可以依據海事衛星通信系統實現船舶與地面之間通信指揮通信。大部分的船舶在運作過程中都是處于深海地區，缺少地面基站建設，基站通訊方式無法保障船舶航行中通信保障需求，而海事衛星覆蓋范圍廣泛，已實現除南北極以外地區的全球覆蓋，可以滿足船舶遠洋航行中通信的需求。船舶利用海事衛星通信設備與海事衛星連接，通過海事衛星向地面控制中心發送實時位置信息和運動信號；地面控制中心需要和船上的人員進行及時交流，可以利用海事衛星電話實現目的，這樣保證船舶與地面之間能夠實時通信，確保船舶的航行安全。此外，船舶航行過程中也可以通過海事衛星通信實現彼此之間的實時通信，這也是海事通信在船舶通信應用的重要功能，有效的保障船舶之間的通信需求。

2.2 遇險救生應用

衛星通信系統的優點是覆蓋范圍廣泛、不受地理環境、氣候條件限制，特別適用于地面通信網絡覆蓋建設不完善或無法建設的海洋或偏遠地區。當地區發生地震、海嘯、洪水等自然災害時，可能對地面通信系統會造成嚴重影響，當線路中斷、基站被毀，將無法及時傳遞受災情況和救援信息，為救援工作帶來巨大的影響。而衛星通信通過衛星中繼轉發，不受限于地面基站建設，不受各種地面災害的影響，尤其海事衛星通信系統，已基本實現全球覆蓋，依靠海事衛星通信系統穩定的話音、數據、圖像傳輸功能，能夠在各類搶險救災、海上搜救等應急救援工作中發揮巨大作用[5]。

2.3 航空領域的應用

現階段衛星通信已經廣泛應用到我國很多領域。海事衛星通信技術已在航空領域使用，飛機飛行過程中可以通過海事衛星通信系統，可實現全程通信接入服務。在為航班用戶提供多媒體通信服務，也可以提供空中交通管制和飛機導航系統及應急通信服務。海事衛星通信系統可以提供話音、數據、飛行數據、航空天氣預報等通信功能，包括飛機起飛前的申報和許可、機場各航站樓的數字信息服務、為飛行員提供航站樓氣象信息、指定起飛和降落時間、位置報告、飛行計劃等。寬帶海事衛星網絡，可以為航班乘客用戶提供無線接入服務，為具有WiFi功能的終端或智能手機提供無線通訊連接，從而為用戶提供多媒體服務[1]。

3 海事衛星通信的發展思考

3.1 現代網絡技術

現階段，我們要建立完善的海事通信系統，一方面保證船舶、飛機等移動用戶的安全航行，滿足正常運營，另一方面海上通信從傳統的燈光信號、旗語經過無線電，一直到現在海事衛星通信系統，使其通信功能發生了一定的發生了前所未有的轉變。在進入21世紀以后，海事衛星通信和衛星導航、雷達技術、大規模集成電路和導航技術等等進行融合，逐步形成的以現代通信技術為核心的交通管理、水上安全、自動識別等各種智能化方式。對于現有的海事通信技術來說，它不僅能夠推動航海事業蓬勃發展，而且能夠在現實運作過程中，充分發揮信息資源利用和共享的優勢。現代網絡技術主要有以下幾個方面。第一是交通管理系統，該系統在運作時離不開數據處理、雷達監控、交通服務指揮等等。交通管理系統，它能夠對船舶、飛機等用戶交通進行實時監督，提供查詢的服務。第二個是CCTV閉路電視監控系統，這是典型的網絡監控系統，它在運作過程中離不開圖像采集、數據處理、圖像處理等，能夠對進出港口的船舶、飛機等用戶進行監控，幫助各區域的管理人員及時的進行現場情況的了解，通過網絡將監控數據傳輸給主管部門。第三個是自動識別系統，船舶自動識別系統在運作過程中需要現代通信技術、計算機通信技術的全力協作。船舶自動識別系統它能夠進行傳播信息、航行狀態的交換和識別，并對多種傳播進行實時定位，提高人員的航行安全[4]。

3.2 新一代海事衛星通信系統

新一代的海事衛星通信系統的作用是不言而喻的。目前，該系統提供全球海事衛星通信服務，第四代海事衛星通信系統已具備了在陸地、海上、空中等等提供便捷、快速的移動寬帶衛星的服務能力。第五代海事衛星通信系統帶寬與4G帶寬相當，一方面可以為海上、陸地或空中用戶提供實時、高質量的視頻圖像，提供更加完善的通信保障服務；另一方面，新一代的海事衛星通信系統也能夠進行寬帶網絡的接入，滿足由用戶多媒體應用的需求，支持用戶的視頻監控、視頻會議等應用，為海事衛星通信的應用深度拓展更大的空間[1]。

3.3 數字海洋技術

數字海洋技術在實施過程中并不是一揮而就的，它是一項長期而又系統的復雜工程。站在現有的科學角度，地球科學、海洋科學、空間科學、信息科學等等，逐步地為人們認識、為探索海洋奠定了強有力的基礎。數字海洋技術，在應用過程中要結合現有的遙感技術、通信技術、網絡技術、虛擬技術、可視化技術等等，為海洋建設提供強力的技術支撐。現有的海事通信，它的數字化、自動化、智能化逐步提升。其一，海事衛星通信的自動避碰系統在使用過程中能夠對航向、航速、相對運動等各類參數進行測量。也能夠和船舶的自動識別系統進行融合，能有效地減少由于船舶識別或避碰決策失誤引發的故障。其二，在進行交通管理突發事件處理過程中，該系統能夠實時的監控海上所有的船只，尤其是港口、航道等敏感區域。其三，在自動導航系統使用過程中，能夠分析船舶的位置、船速、航向，在海事。衛星通信系統上進行標繪。其四，通信與信息交換系統通信。它是信息交互的重要內容，在海上可以使用衛星通信、交通管理系統、自動識別系統等一系列的內容，實現信息交換模塊的實現信息的交換，全方位的進行信息共享[4]。

3.4 新一代寬帶無線移動通信技術

新一代的寬帶無線移動通信技術可以用在環境惡劣、船舶移動、目標分散等狀態中，該技術經過一系列的發展，逐步成熟。對于第二代、第三代蜂窩移動通信系統來說，技術成熟，然而通信距離短，在海上移動基站建設又較為困難；對于海事衛星體系業務來說，覆蓋范圍廣且不受地域條件限制，但運行成本較高；對于無線局域網來說，該技術在使用過程中有不同的應用標準，無線局域網構成許多系統，常見的有WiFi、超寬帶等等。在經濟新常態背景下，我們在對海洋開發和利用的同時，要充分發揮海上通信技術的優勢，實現海陸網絡一體化，更好地推動海上通信系統建設工作順利開展[4]。