海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)況

國(guó)際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT，International Maritime Satellite Organization)成立于1979年7月16日，總部設(shè)在英國(guó)倫敦。INMARSAT現(xiàn)擁有美國(guó)、英國(guó)、日本、挪威等87個(gè)成員國(guó)，我國(guó)在1979年參加該組織。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，全球使用INMARSAT的國(guó)家超過(guò)160個(gè)，用戶(hù)已有16萬(wàn)多，中國(guó)用戶(hù)有6000多。

INMARSAT原為一個(gè)政府間的合作組織，最早提供的業(yè)務(wù)僅限于為航行在世界各地的船舶提供全球通信服務(wù)。后來(lái)，INMARSAT將通信服務(wù)范圍擴(kuò)大到陸地移動(dòng)的車(chē)輛和空中航行的飛機(jī)。在1994年12月的第10次特別大會(huì)上，更名為"國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星組織"，但仍稱(chēng)"INMARSAT"，成為惟一能提供全球海上、空中、陸地、救險(xiǎn)、定位等衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)的提供者。

INMARSAT在1979年成立后先后租用了美國(guó)的MARISAT衛(wèi)星、歐洲宇航局(ESA)的MARECS衛(wèi)星和INTELSAT的IS-V衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行以全球海事移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)為主的運(yùn)營(yíng)工作。到1982年形成了第一代海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。第二代衛(wèi)星，INMARSAT發(fā)射了自己的專(zhuān)用衛(wèi)星。第三代衛(wèi)星是最新的、功能最強(qiáng)的，除了具有1個(gè)全球波束外還具有5個(gè)點(diǎn)波束，可以令地面終端實(shí)現(xiàn)小型化。

1976年美國(guó)為滿(mǎn)足海軍通信的需要，先后向大西洋、太平洋和印度洋上空 發(fā)射了三顆海事通信衛(wèi)星，建立了世界上第一個(gè)海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。其中大部分通信容量供美國(guó)海軍使用，小部分通信容量向國(guó)際商船開(kāi)放。1979年7月16日國(guó)際海事衛(wèi)星組織成立,中國(guó)是它的成員國(guó)。1982年2月1日，該組織通過(guò)租用美國(guó)的海事通信衛(wèi)星、歐洲航天局的歐洲海事通信衛(wèi)星和國(guó)際通信衛(wèi)星組織的國(guó)際通信衛(wèi)星-V等衛(wèi)星的通信容量,沿用海事通信衛(wèi)星的技術(shù)體制，組成了第一代國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并開(kāi)始營(yíng)運(yùn),覆蓋范圍如(圖1) 。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)現(xiàn)處發(fā)展初期，設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高,尚未廣泛采用,但是發(fā)展很快。1976年世界上有34個(gè)船站和2座岸站，到1982年發(fā)展到1650個(gè)船站和7座岸站。不少?lài)?guó)家正在建設(shè)或籌建本國(guó)的岸站，研制小型、簡(jiǎn)便、廉價(jià)的船站設(shè)備。國(guó)際海事衛(wèi)星組織正在著手研究第二代國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)要求以及向船舶提供定位能力等問(wèn)題。海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在國(guó)際海事組織正在研究的"未來(lái)全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)"中起重要作用。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)(system of maritime satellite communications)是使用通信衛(wèi)星作為中繼站的船舶無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)。其特點(diǎn)是質(zhì)量高，容量大，可全球、全天候、全時(shí)通信。美國(guó)于1976年先后向大西洋、太平洋和印度洋上空發(fā)射了三顆海事通信衛(wèi)星，建立了世界上第一個(gè)海事衛(wèi)星通信站，主要容量服務(wù)于海軍 。1979年7月國(guó)際海事衛(wèi)星組織成立 ，并于1982年建立了國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，成為第一代國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)雖然造價(jià)昂貴，但因其有許多優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)展前景廣闊。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由通信衛(wèi)星、岸站和船站三大部分組成。①海事通信衛(wèi)星。它是系統(tǒng)的中繼站，用以收、發(fā)岸站和船站的信號(hào)。衛(wèi)星布設(shè)于太平洋、大西洋和印度洋三個(gè)洋區(qū)，采用靜止軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星可提供電話(huà)、電報(bào)、傳真和共用呼叫服務(wù)。②岸站。它是設(shè)在海岸上的海事衛(wèi)星通信地球站，起通信網(wǎng)的控制作用，設(shè)有天線(xiàn)等設(shè)備，岸臺(tái)可與陸上其他通信網(wǎng)相連通。③船站。它是裝在船上的海事衛(wèi)星通信地球站，是系統(tǒng)的通信終端，裝備有拋物面天線(xiàn)等設(shè)備，電話(huà)通信采用調(diào)頻方式，電報(bào)通信采用移相鍵控調(diào)制方式。每顆通信衛(wèi)星的通信容量的分配是由指定岸站的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站負(fù)責(zé)分配衛(wèi)星通信信道。電報(bào)信道預(yù)先分配給各岸站，由其負(fù)責(zé)分配與船站進(jìn)行電報(bào)通信的時(shí)隙。電話(huà)信道由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站控制，由船站、岸站進(jìn)行申請(qǐng)后分配。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由裝在船舶(包括海上工作平臺(tái))上的海事衛(wèi)星通信地球站(簡(jiǎn)稱(chēng)船站)、設(shè)在海岸上的海事衛(wèi)星通信地球站(簡(jiǎn)稱(chēng)岸站)和海事通信衛(wèi)星組成(圖2)。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)

船站是本系統(tǒng)的通信終端。配有直徑約 1米的拋物面天線(xiàn)以及相應(yīng)的通信設(shè)備，采用L波段,發(fā)射頻率為1.6千兆赫頻段，接收頻率為1.5千兆赫頻段。電報(bào)通信采用移相鍵控調(diào)制方式，發(fā)射速率為4800比特/秒,接收速率為1200比特/秒。電話(huà)通信采用調(diào)頻方式。

岸站在本系統(tǒng)通信電路中起網(wǎng)絡(luò)控制作用。設(shè)有直徑約13米的卡塞格林天線(xiàn)以及相應(yīng)的通信設(shè)備，并與陸上通信網(wǎng)路相連接。采用C波段，發(fā)射頻率為6千兆赫頻段,接收頻率為4千兆赫頻段。為了消除無(wú)線(xiàn)電波在傳播過(guò)程中的頻率偏移的影響,還采用L波段的頻率作為自動(dòng)頻率控制的導(dǎo)頻，并作為岸站間業(yè)務(wù)電路和試驗(yàn)電路的頻率。

海事通信衛(wèi)星是本系統(tǒng)的中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)船站和岸站所發(fā)信號(hào)。采用靜止軌道衛(wèi)星和球波束，按大西洋、太平洋和印度洋三個(gè)洋區(qū)配置。每顆衛(wèi)星裝有L→C波段和C→L波段的轉(zhuǎn)發(fā)器，提供電報(bào)和電話(huà)(包括傳真和數(shù)據(jù)傳輸)信道，以及共用呼叫信道。每個(gè)電報(bào)信道以時(shí)分多址方式分為22條報(bào)路，電話(huà)信道采用單路單載波技術(shù)。

為了充分利用每顆衛(wèi)星的通信容量，本系統(tǒng)采用較為復(fù)雜的信道分配方式，并在每個(gè)洋區(qū)由設(shè)立于指定岸站的網(wǎng)路協(xié)調(diào)站負(fù)責(zé)分配衛(wèi)星通信信道。電報(bào)信道預(yù)先分配給各岸站，由其負(fù)責(zé)按需分配與船站進(jìn)行電報(bào)通信的時(shí)隙。電話(huà)信道由網(wǎng)路協(xié)調(diào)站控制，根據(jù)船站、岸站的申請(qǐng)進(jìn)行分配。

國(guó)際海事衛(wèi)星從投入運(yùn)行至今的發(fā)展中，逐步推出A、B、C、Mini-M、F、FB各個(gè)系統(tǒng)，在各個(gè)不同的歷史階段，滿(mǎn)足海上用戶(hù)的不同日常和安全通信的需要。

目前漁業(yè)用戶(hù)主要使用國(guó)際海事衛(wèi)星的C、F、Mini-M和FB系統(tǒng)，這四個(gè)系統(tǒng)分別滿(mǎn)足了漁業(yè)用戶(hù)遇險(xiǎn)通信和日常通信的需要。為漁業(yè)用戶(hù)提供的服務(wù)功能主要分為日常通信和遇險(xiǎn)通信兩類(lèi)。遇險(xiǎn)通信主要包括遇險(xiǎn)報(bào)警和遇險(xiǎn)級(jí)別通信，日常通信服務(wù)主要包括語(yǔ)音、船站、數(shù)據(jù)和視頻等滿(mǎn)足船岸間日常通信的手段。

國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)功能表