海事卫星通信系统.ppt

海事卫星通信系统 GMDSS原理与操作 概述 一INMARSAT在GMDSS中的作用二卫星通信的基本概念三INMARSAT海事卫星通信系统四通信程序 第一节INMARSAT在GMDSS中的作用 INMARSAT系统是GMDSS的重要组成部分 是GMDSS得以实施的重要保障 在GMDSS中 船舶遇险救助是以岸基为核心的 船舶一旦遇险 岸上的有关部门和船舶附近的其它船舶能以最小的时延 组织有效的救助 这主要得益于有远距离通信的手段 INMARSAT则提供了可靠的远距离通信手段 GMDSS原理与操作 遇险报警功能搜救协调通信功能现场通信功能海上安全信息的播发与接收常规通信功能驾驶台与驾驶台之间的通信 INMARSAT在GMDSS中能发挥如下作用 GMDSS原理与操作 第二节卫星通信的基本概念 什么叫卫星通信什么叫静止卫星和静止卫星通信系统卫星覆盖区实现全球通信的条件衡量卫星通信系统性能的主要技术指标卫星通信的特点 短波通信 利用电离层反射短波通信 GMDSS原理与操作 卫星通信 利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号 在两个或多个地球站之间进行的通信 GMDSS原理与操作 什么叫静止卫星 一 卫星的种类二 什么叫静止卫星 卫星的种类 1 按卫星的结构划分无源卫星有源卫星 卫星内部是否含有有源器件 卫星的种类 2 按卫星的轨道划分1 按卫星轨道的形状划分圆形轨道卫星椭圆形轨道卫星 2 按卫星距地球表面的高度划分低高度 H20 000Km h 12小时注 H 表示高度 h 旋转一圈所需时间 GMDSS原理与操作 圆形轨道卫星 GMDSS原理与操作 椭圆形轨道卫星 GMDSS原理与操作 卫星的种类 2续 3 按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角 0 赤道轨道卫星 90 极轨道卫星 0 90 倾斜轨道卫星注 表示夹角 GMDSS原理与操作 0 赤道轨道卫星 地球赤道 赤道轨道 卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 GMDSS原理与操作 卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 90 极轨道卫星 地球赤道 卫星轨道 GMDSS原理与操作 0 90 倾斜轨道卫星 地球赤道 倾斜轨道 卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 GMDSS原理与操作 卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 0 90 倾斜轨道 0赤道轨道 90 极轨道 GMDSS原理与操作 卫星的种类 2续 按卫星的轨道划分 续 按相对于地面观察点的位置划分运动轨道卫星同步轨道卫星静止轨道卫星 GMDSS原理与操作 什么叫静止卫星 卫星在地球赤道上空 距地面35 786公里的圆形轨道上绕地球旋转 卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角为0 其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为24小时 并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同 不论在地球的什么地方观察卫星 卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星 GMDSS原理与操作 卫星覆盖区 一 定义 卫星在地球表面的投影二 静止卫星覆盖区 覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一 A GMDSS原理与操作 GMDSS原理与操作 实现全球通信的条件 在静止卫星轨道上等间距地放置三颗静止卫星 在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站 则经过一次跳变 即通过一颗卫星或经过二次跳变和转发站便可实现二个地球站间的通信联络 并可基本实现全球通信 GMDSS原理与操作 衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 有效全向辐射功率 EIRP 用来衡量收发器发射分系统性能的EIRP越大 则表明发射分系统的性能越好 符号 EIRP单位 dBW或dBm 1dBW 30dBmC船站EIRP 12dBW EIRP 16dBW GMDSS原理与操作 衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 增益噪声温度比 G T 增益噪声温度比又叫优值比常用来衡量接收分系统性能的好坏增益噪声温度比越大 则表明接收分系统的性能越好 接收微弱信号的能力越强 符号 G T单位是db kC船站G T 23db k GMDSS原理与操作 卫星通信的特点 优点 覆盖面积大 通信距离远 灵活机动并可基本实现全球通信 频带宽 通信容量大 抗干扰能力强 通信质量高 卫星通信系统是实时 全天候通信系统 功效高 GMDSS原理与操作 缺点 技术难度大 投资多 费用高 卫星通信有较大的信号延迟和回声干扰 返回 第三节INMATSAT简介 3 1Inmarsat海事卫星通信系统原名 国际海事卫星组织现名 国际移动卫星组织 GMDSS原理与操作 海事卫星通信系统 船用移动卫星通信终端的发展时间表 1982年INMARSAT A终端1989年INMARSAT C终端1993年INMARSAT M终端1994年INMARSAT B终端1996年INMARSAT Mm Mini M 终端1997年INMARSAT E终端2002年INMARSAT F77终端和Mini C终端2003年INMARSAT F55和F33型终端 GMDSS原理与操作 3 2InmarsatSystem INMARSAT系统组成 INMARSAT通信系统 空间段地面段 卫星通信地面网络 含网络协调站NCS 地面站LES 用户段 卫星移动通信终端 MES GMDSS原理与操作 INMARSAT系统组成 空间段 海事卫星 Satellite 接收岸站和船站发来的信号 对所接收的信号加以放大和处理 然后转发给船站或岸站 PORIORAOR EAOR W Inmarsat卫星覆盖图 点波束模式与全球覆盖模式 点波束模式 将卫星发射功率集中在一些航运密集 通信业务繁忙的地区 以便为这一地区提供更多的通信线路 并可进一步减小移动站的体积 全球覆盖模式 除了给航运密集的地区提供足够的能量 保证其正常通信外 也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区 使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信 GMDSS原理与操作 点波束模式与全球覆盖模式示意图 3代卫星 注 图中实线范围为全球波束 蓝色阴影区为点波束 小红圈为地面站 INMARSAT空间段九颗卫星的轨道示意图 INMARSAT卫星的洋区编码 GMDSS原理与操作 INMARSAT系统组成 地面段 网络操作中心 NOC INMARSAT网络控制中心位于伦敦INMARSAT总部 它使用全球通信网络与四个网络协调站连接起来 网络控制中心和网络协调站进行信息交换 可以使网络控制中心对整个网络的通信业务进行监视 协调和控制 作用 负责对整个INMARSAT通信网的营运和管理 INMARSAT系统组成 地面段 卫星操作中心 SOC 卫星控制中心设在伦敦INMARSAT总部 它负责监视INMARSAT拥有卫星的运行情况 卫星控制中心接收从全球测控站 TT C 发来的数据将这些数据加以处理 并通过测控站对INMARSAT卫星进行控制和管理 INMARSAT系统组成 地面段 测控站 TT C 测控站直接对INMARSAT卫星进行控制和管理 测控站跟踪遥测卫星 并把测得的数据送卫星操作中心处理 测控站还接收卫星操作中心发来的分析结果 以此为依据给卫星发指令 对卫星进行控制 全球设立了四个测控站 分别是加拿大的考伊琴湖 LakeCowichan 与彭南特角 PennantPoint 意大利的福希诺 Fucino 和中国的北京 Beijing 测控站在必要时可以替代卫星操作中心控制卫星 起到备用的作用 GMDSS原理与操作 INMARSAT系统组成 地面段 网络协调站 NCS 在每个洋区都有一个岸站兼作网络协调站 对本洋区的通信情况进行监控 NCS之间的相互通信 由INMARSAT网络操作中心控制 GMDSS原理与操作 INMARSAT系统组成 地面段 地面站 LES 地面站也称陆地地球站 是陆地网络和移动终端的网关 接口 目前每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站 其中一个地面站兼做网络协调站 在四颗卫星的情况下 全球最多可建60个地面站 作用 经卫星和移动站进行通信 并为移动站提供国内或国际网络通信的一个接口 GMDSS原理与操作 实际地面站的外景图 地面站内部的网络连接 地面站情况 目前 全球在运营的地面站共有39个 在实际卫星通信中 不同移动终端通过卫星经地面站完成通信 呼叫地面站以接续码 呼叫号码 完成 如北京地面站接续码 移动站首发呼叫 如下 INMARSAT系统组成 用户段 INMARSAT船舶地球站 简称 船站 SES 移动站 MES 作用 通过卫星和岸站与陆地用户或其它船站之间进行通信联络种类 包括A站 C站 B站 M站 E站 F站和P站等多种型号的船站 GMDSS原理与操作 船站的组成 GMDSS原理与操作 水移动卫星业务L波段 上行线路6Ghz 下行线路4Ghz 上行线路1 6Ghz 下行线路1 5Ghz INMARSAT标准业务功能 第四节INMARSAT通信程序 一 电传通信程序 11 船至岸电传通信程序 1 通信前的准备 选择卫星 调天线 选择工作种类 电传 选择优先等级 编辑欲发送的电文 GMDSS原理与操作 电传通信程序 2 2 选择通信路由 3 申请岸站XX 其中 XX CES ID例如 北京ID 11 结束符岸站名称日期时间你是谁 船站自动应答GA GMDSS原理与操作 电传通信程序 3 4 拨号业务代码 国家电传代码 被呼叫用户号码 被呼叫用户应答 5 发电传按 HEREIS 本船应答码按 WRU 被呼叫用户应答 6 按 五个点 或按释放键以结束通信 GMDSS原理与操作 常用业务代码 00自动转接11手动转接 国际接线员 12查询 国际 13手动转接 国内接线员 14查询 国内 33技术援助32医疗指导呼叫 38医疗援助呼叫 39海事援助呼叫 91线路性能测试92船站启用试验 GMDSS原理与操作 船至岸电传通信程序举例 航行于太平洋的明华轮 341219701MIHAX 从船上给 集团 总公司 22264CPCPKCN发电传 1调天线指向太平洋卫星 选则电传方式 常规通信 编辑欲发电文2选择通信路由 北京岸站 CES ID 868 3868 BEIJING2004 1 2009 30 00 341219701MIHAXGA 008522264 22264CPCPKCN发电文HEREIS341219701MIHAXWRU22264CPCPKCN BEIJING2004 1 2009 31 0001 00MIN GMDSS原理与操作 2 船至船电传通信程序 1 1 通信前的准备 选择卫星 调天线 选择工作种类 电传 选择优先等级 编辑欲发送的电文 2 选择通信路由 GMDSS原理与操作 2 船至船电传通信程序 2 3 申请岸站XX 其中 XX CES ID例如 北京ID 868 结束符岸站名称日期时间你是谁 船站自动应答GA GMDSS原理与操作 2 船至船电传通信程序 3 4 拨号 业务代码 洋区码 被呼叫船船站识别码 被呼叫用户应答 5 发电传按 HEREIS 键 本船应答码按 WRU 被呼叫用户应答 6 按 五个点 或按释放键以结束通信 GMDSS原理与操作 电传洋区代码 POR 582IOR 583AOR E 581AOR W 584 船至船电传通信程序举例 航行于太平洋的明华轮 341219701MIHAX 从船上给航行于印度洋的育强轮 341219708BBQDX 发电传 1调天线指向太平洋卫星 选则电传方式 常规通信 编辑欲发电文2选择通信路由 北京岸站 CES ID 868 3868 BEIJING2004 1 2009 30 00 341219701MIHAXGA 00583341219708 341219708BBQDX发电文HEREIS341219701MIHAXWRU341219708BBQDX BEIJING2004 1 2009 31 0001 00MIN GMDSS原理与操作 电文编辑格式 TO COSCOFM M VMINGHUACOPY MANAGER空两行正文 署名 MASTER空两行NNNN GMDSS原理与操作 INMARSAT通信程序 续 二 电话通信程序1 船至岸电话通信程序 1 通信前的准备 选择卫星 调天线 选择工作种类 电话 选择优先等级 常规 准备通话内容 GMDSS原理与操作 电话通信程序 续 2 选择通信路由 3 申请岸站摘机XX 其中 XX CES ID例如 北京ID 868 结束符听有无接续音若有 则 4 拨号业务代码 国家电话代码 地区码 被呼叫用户电话号码 GMDSS原理与操作 电话铃声 0 5秒通 0 5秒断的断续音忙音0 25秒通 0 25秒断的断续音拥挤音0 125秒通 0 125秒断的断续音占线音1 5秒通 1 5秒断的断续音接通音持续音遇险 GMDSS原理与操作 电话通信程序 续 电话接通铃响 5 通话 6 挂机 以结束通信 GMDSS原理与操作 中国和常用地区代码 86中国电话业务代码010北京地区0532青岛地区021上海地区 GMDSS原理与操作 船至岸电话通信程序举例 航行于太平洋的明华轮 341219701MIHAX 从船上给青岛远洋船员学院信息工程系通信教研室打电话 5752167 1调天线指向太平洋卫星 选则电话方式 常规通信 准备通话内容2选择通信路由 北京岸站 CES ID 868 3摘机868 听到接续音4拨号00865325752167 接通后5通话6挂机 结束通信 GMDSS原理与操作 INMARSAT通信程序 续 电话通信程序 续 2 船至船电话通信程序 1 通信前的准备 选择卫星 调天线 选择工作种类 电话 选择优先等级 准备欲通话内容 电话通信程序 续 2 选择通信路由 3 申请岸站摘机XX 其中 XX CES ID例如 北京ID 868 结束符听到接续音 4 拨号 业务代码 洋区码 被呼叫船船站识别码 GMDSS原理与操作 电话通信程序 续 听到被呼叫用户被接通的铃声 5 通话 6 挂机 以结束通信 GMDSS原理与操作 电话洋区代码 POR 872IOR 873AOR E 871AOR W 874 要记住啊 GMDSS原理与操作 三 遇险电话 电传呼叫程序 1 选择电话 电传工作方式 2 根据