【机载卫星通信系统——铱星系统和海事卫星系统之比较】 海事卫星和铱星的区别

　　摘要：机载卫星通信系统作为甚高频和高频通信系统的重要补充，在各种机型上得到广泛的应用。文章分别介绍了两种典型的卫星通信系统：铱星和海事卫星，然后进行全面的比较，最后得出铱星系统优于海事卫星系统的结论。
　　关键词：机载卫星通信系统；海事卫星系统；铱星系统；海事系统；甚高频；点波束；Inmarsat；ACARS
　　中图分类号：TN927　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-2374（2012）23-0014-02
　　1　概述
　　目前的航空通信系统主要依赖高频与甚高频，其通信手段存在以下主要问题：
　　（1）甚高频通信主要是视距传播，通信范围只限于视距范围之内，通信距离受到很大限制，远远不能满足大型客机远程信息传输的需要。
　　（2）高频通信虽然可以做到超视距传输，但是受电离层不稳定因素影响很大，不能提供稳定的通信链路，可靠性差。
　　（3）高频和甚高频的频谱资源限制性较大，影响无线通信能力的增强。
　　利用卫星通信系统可克服以上缺点，在飞机与地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信业务，可增强空中通信和航空管制能力。总体来说，卫星通信系统有如下的优势：
　　（1）通信距离远，覆盖面广，不受山区、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常规通信手段无法替代的作用，卫星通信在世界上绝大多数地区内可用于空中交通服务、航务管理、航空公司行政管理和航空旅客通信等。
　　（2）可以提供较高的数据传输速率。
　　（3）可快速部署，建设周期短。
　　（4）符合未来新航行系统的发展方向（星基的通信、导航、监视/空中交通管理）。
　　因此，卫星通信系统以其覆盖范围广、通信距离远、通信容量大、传输质量高、机动性好等其他通信系统无法比拟的优点而成为各型大型客机进行远程信息传输的最佳手段。
　　2　海事卫星系统介绍
　　海事卫星通信系统是用于海上救援的无线电联络通信卫星。随着第四代海事卫星发展，其技术能力有了显著提高，业务范围也不断扩大，目前已成为集全球海上常规通讯、陆地应急遇险、航空安全通信、特殊与战备通信一体的高科技通信卫星系统。第四代海事卫星系统由亚太区域卫星、欧非区域卫星和美洲区域卫星三颗星组成，位于赤道上空36000公里的静止同步轨道卫星，实现了全球覆盖（南北两极除外）的卫星网络。
　　3　海事卫星系统构成
　　海事卫星系统由船站、岸站、网络协调站和卫星组成。下面简要介绍各部分的工作特点：
　　（1）卫星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3颗卫星覆盖了几乎整个地球，并使三大洋的任何点都能接入卫星，岸站的工作仰角在5°以上。
　　（2）岸站（CES）是指设在海岸附近的地球站，归各国主管部门所有，并归他们经营。它既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。
　　（3）网络协调站（NCS）是整个系统的一个组成部分。每一个海域设一个网路协调站，它也是双频段工作。
　　（4）船站（SES）是设在船上的地球站。在海事卫星系统中它必须满足：一是船站天线满足稳定度的要求，它必须排除船身移位以及船身的侧滚、纵滚和偏航的影响而跟踪卫星；二是船站必须设计得小而轻，使其不至于影响船的稳定性，同时又要设计得有足够带宽，能提供各种通信业务。
　　4　铱星系统介绍
　　铱星系统由79颗低轨道卫星组成（其中13颗为备份用星），66颗低轨卫星分布在6个极平面上，每个平面分别有1个在轨备用星。在极平面上的11颗工作卫星，就像电话网络中的各个节点一样，进行数据交换。备用星随时待命，准备替换由于各种原因不能工作的卫星，保证每个平面至少有1颗卫星覆盖地球。卫星在780公里的高空以27000公里/
　　小时的速度绕地球旋转，100分钟左右绕地球一圈。每颗卫星与其他4颗卫星交叉链接，2个在同一个轨道面，2个在临近的轨道面。
　　5　铱星系统构成
　　铱星系统的通信传播方式首先是空中星与星之间的传播，之后是空地和陆地的传播，所以不存在覆盖盲区，且系统不依赖于任何其他的通信系统进行话音通信服务，而仅通过星星、星地间的信息传输实现端到端的话音通信，是目前唯一真正实现全球通信覆盖的卫星通信系统。
　　铱星电话全球卫星服务使您无论在偏远地区或地面有线、无线网络受限制的地区都可以进行通话。
　　铱星系统的地面网络包括：系统控制部分和关口站。系统控制部分是铱星系统管理中心，它负责系统的运营、业务的提供，并将卫星的运动轨迹数据提供给关口站。系统控制部分包括4个自动跟踪遥感装置和控制节点、通信网络控制、卫星网络控制中心。关口站的作用是连接地面网络系统与铱星系统，并对铱星系统的业务进行管理。
　　6　铱星系统和海事卫星系统的比较
　　铱星系统和海事卫星系统的比较结果见表1：
　　表1 铱星系统和海事卫星系统的比较结果
　　铱星 海事卫星
　　数量 66颗（外加13颗备用） 14～15颗
　　轨道 纵向低轨（770公里） 同步高轨
　　覆盖 全球无缝隙（极对极） 南北纬80度以内
　　频率 1616～1626MHz 1525～1660MHz
　　话音质量 接近于有线电话 延时较大
　　陆地基站 不依赖于陆基的星际传播 依赖陆基
　　通话资费 20～25人民币/分钟 约7美元/分钟
　　接通率 97.70% 92%
　　机载设备重量 7kg 20kg
　　机载设备投资 约120万人民币 约300万人民币
　　设备供货周期 1～2个月 8个月（波音参考）
　　数据带宽 2.4K 2.4K
　　国内频率许可 航空频率 应急频率
　　适航取证 VSTC、SB覆盖多机型 无VSTC
　　另外，铱星通信链路不依赖地面基站的星星传输：铱星特有的星际传播，使其在通信上完全摆脱了对地面基站的依赖。而海事通信链路则依赖地面基站的畅通。
　　7　铱星的优势
　　通过以上比较，我们可以得知铱星系统有如下
　　优势：
　　（1）6个纵向轨道决定了极地信号的充分覆盖；由于每颗铱星都经过两极，因此越靠近两极，信号越强，通话质量越好；极地通信接通率99.95%，掉线率0.01%。
　　（2）充分解决了海事卫星、ACARS在极地不覆盖无法通信的不足，是海事卫星及ACARS通信的完美补充。
　　所以，综上所述，铱星通信将会是未来机载通信发展的趋势。
　　参考文献
　　[1]　孙沫，李兴林．满足信息化需求的Inmarsat移动卫星通信技术[J]．通信世界，2005，（28）.
　　[2]　刘念．太空信息高速公路——铱星移动通信系统介绍
　　[J]．航天，1998，（3）.
　　[3]　罗利春，王越，陶然．铱星系统的竞争优势与四维空间特点[J]．电信科学，1999，（1）．
　　作者简介：郭丞，男，江西新余人，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院助理工程师，双硕士学位，研究方向：通信系统。
　　（责任编辑：王书柏）