衛星網絡融合平臺

楊春香　苗曉峰　肖攀　李佳希

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

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

引言：

當前我們擁有Ku頻段通信衛星、Ka頻段通信衛星、天通一號通信衛星、北斗通信衛星等衛星資源，不同的通信衛星對應有多種通信終端。在應急事件發生時，衛星網絡融合平臺可通過VSAT衛星通信系統、天通一號衛星移動通信系統、北斗衛星導航系統，實現視頻會議系統與對講系統的無縫對接，具備衛星通信裝備管理、位置信息管理、應急信息發布、現場信息采集、在線會商和衛星通信調度等功能。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

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

1.2 VSAT衛星通信系統

VSAT衛星通信系統一般使用地球同步軌道衛星，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）寬帶衛星通信是現代應急通信的發展方向，也是未來應急通信領域中的重要通信手段[1]。

Ka頻段寬帶衛星通信具有高通量、低成本、廣覆蓋、終端小等優勢特點，且通常采用星狀結構，特別適合開展IP類業務、企業網延伸等。Ka頻段寬帶衛星通信網絡所承載的業務，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天通一號衛星移動通信系統

天通一號01星被譽為“中國版的海事衛星”，其成功發射標志著我國進入到了衛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、穩定可靠的移動通信服務，支持語音、短消息和數據業務。其最主要的優勢體現在終端的小型化、手機化，便于攜帶。天通衛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北斗衛星導航系統

北斗衛星導航系統是中國研制的全球衛星導航系統，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衛星通信系統、天通一號衛星移動通信系統、北斗衛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星通信鏈路，將突發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衛星通信裝備管理

衛星網絡融合平臺能夠與 VSAT 衛星通信系統、天通一號衛星移動通信系統、北斗衛星導航系統、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星通信裝備的統一可視化管理和設備狀態呈現。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

衛星網絡融合平臺支持 VSAT 遠端站、天通衛星移動手持終端、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應急信息發布

衛星網絡融合平臺支持通過VSAT 衛星通信系統、天通一號衛星移動通信系統和對講系統等進行應急信息的快速發布，提供通知、告警和指令下發等應用。包括天通點對點短信、天通群組短信。應急信息發布提供點到點、群組發布等功能。應急信息發布主要負責收集、發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（衛星、3G/4G）圖傳、態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衛星通信調度

衛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：支持創建任意形狀的電子圍欄區域，對圍欄區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衛星資源動態管控

合理分配帶寬資源是寬帶衛星資源管理中不可或缺的重要一環【6】。衛星資源動態管控主要功能是對多星、多轉發器衛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分配。

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

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

2.9綜合態勢分析

綜合態勢分析可實現對衛星資源、應急通信網絡、應急救援任務、系統運維等綜合監視。可在VSAT衛星通信系統運行過程中，動態展示全網衛星地球站的實時狀態信息，并實時動態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，輔助判斷故障發生位置[7]。

三、應用的意義

衛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.現代應急衛星通信系統應用綜述.導航與控制.2011.2

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

[3]我國首顆移動通信衛星成功發射[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展態勢綜合分析[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：衛星通信。