衛(wèi)星技術在交通運輸行業(yè)的應用

1、<p>　　衛(wèi)星技術在交通運輸行業(yè)的應用</p><p>　　一、海事衛(wèi)星及其應用 </p><p>　　1.海事衛(wèi)星系統(tǒng)概況 </p><p>　?。?）海事衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展過程 </p><p>　　與普通移動通信從1G到4G發(fā)展路徑相類似，海事衛(wèi)星經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、話音到數(shù)據(jù)、窄帶低速數(shù)據(jù)到寬帶高速數(shù)據(jù)的發(fā)展演進過程 </

2、p><p>　?。?）第二至第五代星特征對比 </p><p>　　（3）第五代星系統(tǒng)特點 </p><p><b>　　高頻段 </b></p><p>　　第五代星使用的是Ka波段，相較于前幾代海事衛(wèi)星使用的C波段和L波段，頻率資源更豐富，帶寬更大，更能適應高清視頻等應用的傳輸需要。 </p><p&

3、gt;<b>　　高帶寬 </b></p><p>　　第五代星帶寬可達5GHz，采用多點波束和頻率復用技術，上下行傳輸速率達到5Mbps和50Mbps，使得衛(wèi)星容量及速率較第四代星提升百倍。 </p><p><b>　　高穩(wěn)定性 </b></p><p>　　第五代衛(wèi)星的Ka波段網(wǎng)絡將與現(xiàn)有第四代衛(wèi)星的L波段網(wǎng)絡組成雙

4、模混合型網(wǎng)絡，結合Ka波段高速率和L波段抗雨衰的特性，為用戶提供無縫切換服務。 </p><p><b>　　高移動性 </b></p><p>　　第五代星的服務群體主要仍是海上船舶、空中飛機、陸地邊遠地區(qū)和通信盲區(qū)用戶，具有很強的移動性。同時，第五代星還增加了6個移動點波束，可靈活的滿足全球突發(fā)事件和熱點地區(qū)通信的需求。 </p><p>

5、<b>　　高性價比 </b></p><p>　　由于第五代星頻率高、增益大，使終端實現(xiàn)了小型化，天線最小僅20cm，降低了終端設備的成本。 </p><p>　?。?）第五代星的優(yōu)勢 </p><p>　　與前四代星的L頻段系統(tǒng)相比較：第五代星系統(tǒng)利用Ka頻段資源豐富的優(yōu)勢，突破了前四代星系統(tǒng)通信傳輸速率較低的瓶頸，滿足高清視頻、大數(shù)據(jù)等大

6、容量傳輸需要；終端技術的突破，實現(xiàn)了終端的輕型化，符合海陸空用戶對移動性、高帶寬的要求。 </p><p>　　與國際上其他Ka頻段系統(tǒng)相比較：第五代星系統(tǒng)是國際上唯一提供全球覆蓋的Ka寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。其他Ka頻段系統(tǒng)只實現(xiàn)部分區(qū)域的覆蓋，不具備覆蓋全球絕大部分陸地、海洋的能力。 </p><p>　　是唯一可在全球范圍提供由寬帶Ka波段向窄帶L波段平滑切換的系統(tǒng)：Ka波段由于頻率高

7、，容易受惡劣天氣的影響，當用戶的第五代星終端無法工作時，可以自動切換到第四代星L波段繼續(xù)使用。 </p><p>　　2.海事衛(wèi)星的應用 </p><p>　　海事衛(wèi)星是目前唯一作為強制性海上遇險安全通信標準納入國際海上人命安全公約（SOLAS）的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是國際民航組織認可承載國際航空安全服務的唯一衛(wèi)星通信系統(tǒng)； </p><p>　　承擔我國國內(nèi)、國際海

8、上遇險和陸上安全通信任務； </p><p>　　成為各級交通運輸主管部門應急通信保障的重要手段； </p><p>　　是國家應急指揮系統(tǒng)的重要組成部分，是中辦、國辦、公安部等國家有關部門長期的應急通信保障手段； </p><p>　　為海軍、空軍、二炮等軍事應用及其在突發(fā)事件時的軍地融合通信和指揮服務。 </p><p>　?。?）為履行

9、國際公約建設我國海事衛(wèi)星地面站 </p><p>　　我國自1991年在北京建成了第一代海事衛(wèi)星地面站以來，先后完成了四代海事衛(wèi)星地面站的建設；目前，正在開展第五代星建設前期工作。 </p><p>　?。?）有力地保障了海上航行安全 </p><p>　　通過北京國際海事衛(wèi)星地面站，可以向全球提供不受時間、地點、氣象環(huán)境約束并優(yōu)先保障海上遇險安全的移動衛(wèi)星通信服務

10、。 </p><p>　　目前，我國海事衛(wèi)星系統(tǒng)已成為我國船舶在海上航行發(fā)送遇險報警、獲得救助服務信息的重要支撐。2013年，我國海事衛(wèi)星系統(tǒng)共提供了近600次遇險報警服務，有力地保障我國水上遇險安全和應急救助工作。 </p><p>　　海事衛(wèi)星滿足海區(qū)（A1、A2、A3）的全球海上遇險安全需求； </p><p>　　提供海上安全信息：航行和氣象警報、氣象預報和

11、與安全有關的其他緊急信息； </p><p>　　遇險船舶位置標識； </p><p><b>　　搜救協(xié)調(diào)通信。 </b></p><p>　?。?）不斷增強的海事衛(wèi)星國際話語權 </p><p>　　航運大國，負責任大國：《國際海上人命安全公約》（SO？ LAS公約）締約國、國際海事組織第七搜救責任區(qū)責任國以及國際海

12、事衛(wèi)星組織成員國。 </p><p>　　逐步增強的海事衛(wèi)星話語權：第四代星建設中，北京站成為全球四個地面站之一；正在謀劃第五代星自有星體資源建設。未來，中國將擁有自己的海事衛(wèi)星星體資源。 </p><p>　?。?）為國家重大事項和重大活動提供應急通信保障 </p><p>　　圓滿完成天宮一號和神舟十號載人飛行任務所承擔的航天員和飛船搜索救援及保障任務，為載人飛

13、行任務的順利實施作出突出的貢獻。持續(xù)參與了所有其他神舟系列飛行任務的保障工作。 </p><p>　?。?）在馬航失聯(lián)事件發(fā)揮作用 </p><p>　　2014年3月8日發(fā)生的“馬航失聯(lián)事件”，從機載海事衛(wèi)星設備上獲取的七個時間點的握手信息及其多普勒頻移數(shù)據(jù)，成為鎖定最終“失聯(lián)”時間、判斷客機“終結”于南印度洋的唯一線索。 </p><p>　　在此次事件中，海事

14、衛(wèi)星發(fā)揮了重要作用。交通運輸部利用在海事衛(wèi)星體系內(nèi)的優(yōu)勢，2014年3月16日開始組成由總參三部、民航局構成的聯(lián)合專家組，從海事衛(wèi)星總部獲取相關信息，對“失聯(lián)”客機海事衛(wèi)星通信記錄數(shù)據(jù)進行了解碼、分析、評估和深入研判。通過自行的研判，對海事衛(wèi)星總部的信息研判也有了進一步的了解。 </p><p>　　解碼并分析了403條海事衛(wèi)星機載終端的地空數(shù)據(jù)鏈ACARS（飛機通信尋址與報告系統(tǒng)）原始數(shù)據(jù)及7198條通信信令；

15、獲取了飛機起飛后30分鐘的高度、總燃油量、速度、溫度、位置等重要飛行數(shù)據(jù)信息；掌握了最后一條ACARS信息于2014年3月8日2時5分發(fā)出，是地面運行調(diào)度中心發(fā)出的緊急請求，要求機組與胡志明市聯(lián)系；掌握了駕駛艙最后一階段語音呼叫記錄。 　　通過對信令的分析，確認機載終端與地面網(wǎng)絡每小時自動交互信號，基于衛(wèi)星網(wǎng)絡中最后一階段連續(xù)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)、飛機均勻的飛行速度以及馬方軍用雷達最后一次探測到飛機的位置信息，推斷出飛機可能的南線、北線飛行軌跡

16、；組織了對海事衛(wèi)星多普勒效應理論分析方法的準確性的分析驗證工作；研判結果與馬方發(fā)布的信息進行吻合對比，對我部的搜救決策提供了有力支持。 </p><p>　　經(jīng)驗啟示：沒有自己的海事衛(wèi)星星體資源，無法第一時間掌握研判用衛(wèi)星信息。我國海事衛(wèi)星系統(tǒng)建設過去從未涉及衛(wèi)星星體部分，此次“失聯(lián)”事件分析研判，除了利用通信業(yè)務數(shù)據(jù)，還利用衛(wèi)星仰角數(shù)據(jù)、頻移數(shù)據(jù)等，這些是擁有衛(wèi)星資源控制權才可能掌握的。 </p>

17、<p>　　二、北斗導航衛(wèi)星及其應用 </p><p>　　1.北斗衛(wèi)星導航情況 </p><p>　　北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研制、建設、掌控的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美國GPS系統(tǒng)和俄羅斯GLONASS系統(tǒng)之后，全世界第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。到目前為止，北斗系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)射19顆衛(wèi)星，形成了覆蓋亞太地區(qū)的區(qū)域組網(wǎng)。2020年實現(xiàn)全球組網(wǎng)。 </p><

18、;p>　　2.北斗導航衛(wèi)星在交通運輸領域的應用 </p><p>　?。?）公路基礎設施安全監(jiān)測系統(tǒng) </p><p>　　運用北斗高精度定位技術實現(xiàn)邊坡、橋梁、涵洞的形變監(jiān)測和感知。 </p><p>　?。?）港口高精度實時定位調(diào)度控制系統(tǒng) </p><p>　　采用北斗局域增強技術，實現(xiàn)港口集裝箱的遠程調(diào)度管理 </p>

19、;<p>　?。?）船舶示范系統(tǒng) </p><p>　　利用北斗系統(tǒng)全天候導航和短報文通信技術，建立應用于行業(yè)監(jiān)管、信息服務和業(yè)務管理的船舶監(jiān)控系統(tǒng)，在30艘海事和30艘社會營運船舶上安裝北斗船載終端，為整個航運產(chǎn)業(yè)的信息化建設提供探索平臺，為水運導航的發(fā)展提供借鑒。 </p><p>　?。?）重點運輸過程監(jiān)控管理服務示范系統(tǒng) </p><p>　　

20、中國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)重大專項的第一個應用示范工程：“重點運輸過程監(jiān)控管理服務示范系統(tǒng)工程”，通過建設部省兩級應用系統(tǒng)及在九個示范省份的營運車輛上安裝北斗兼容車載衛(wèi)星定位終端，進行北斗系統(tǒng)在道路運輸領的推廣應用。 </p><p>　　聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)完成了31個省級監(jiān)管平臺的接入，其中17個為新建，14個為改擴建，共接入1000多家衛(wèi)星定位運營服務商及企業(yè)監(jiān)控平臺。 </p><p>　　目

21、前，全國入網(wǎng)車輛總數(shù)超過400萬輛，兩客一危車輛入網(wǎng)70萬輛，日均上線車輛100萬輛。海量的衛(wèi)星導航定位數(shù)據(jù)為應用前景廣泛。 </p><p>　?。?）基于北斗的中國海上搜救信息系統(tǒng) </p><p>　　“基于北斗的中國海上搜救信息系統(tǒng)示范工程”以提高海上搜救效率為根本目的，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為遇險定位、報警通信、搜救指揮的技術手段，推動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在海上搜救領域的廣泛應用，加

22、快北斗產(chǎn)業(yè)化、國際化進程。 </p><p>　?。?）智能物流綜合服務應用 </p><p>　　利用北斗定位功能，搭建從裝貨、運輸?shù)叫敦浀闹悄芪锪骶C合服務應用系統(tǒng)，聯(lián)接監(jiān)管平臺、運輸企業(yè)和車廠。 </p><p>　　三、高分遙感衛(wèi)星及其應用 </p><p>　　1.高分遙感觀測衛(wèi)星概況 </p><p>　　我

23、國高分遙感起步晚、發(fā)展快，與部分發(fā)達國家相比還有差距。 </p><p>　　差距表現(xiàn)在：衛(wèi)星數(shù)量相對較少（2顆）、精度較低（1米，國外較好的均在0.5米）。 </p><p>　?。?）國內(nèi)外主要高分遙感衛(wèi)星總體情況 </p><p>　?。?）我國高分遙感衛(wèi)星系統(tǒng)情況 </p><p>　　2014年8月19日11時15分，“高分二號”衛(wèi)

24、星成功發(fā)射，順利進入預定軌道，標志中國遙感衛(wèi)星進入亞米級“高分時代”。 </p><p>　　9月29日，國防科工局發(fā)布高分二號衛(wèi)星首批影像圖，圖像紋理清晰、層次分明、信息豐富。 </p><p>　　高分二號衛(wèi)星研制在諸多方面實現(xiàn)了技術突破，對于推動我國衛(wèi)星工程水平提升，提高我國高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)自給率具有重要意義。 </p><p>　　高分二號衛(wèi)星主要用戶為

25、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部、交通運輸部、林業(yè)局，同時還將為其他用戶部門和有關區(qū)域提供示范應用服務。 </p><p>　　在土地利用動態(tài)監(jiān)測、礦產(chǎn)資源調(diào)查、城市精細化管理、交通路網(wǎng)規(guī)劃、林業(yè)資源調(diào)查、防災減災、環(huán)境保護與監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)等眾多領域發(fā)揮重要作用。 </p><p>　　2.高分遙感觀測衛(wèi)星的應用 </p><p>　?。?）海岸線監(jiān)管與保護 <

26、/p><p>　　利用遙感技術，對海岸線的開發(fā)、使用、環(huán)境污染情況進行定期監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)海洋違法行為，有助于海上執(zhí)法部門整頓和規(guī)范用海秩序，保護海岸經(jīng)濟帶，促進灘涂、海域資源的合理開發(fā)利用。 　?。?）主權海域的監(jiān)視與保護 </p><p>　　利用航空攝影測量和高分辨率衛(wèi)星遙感對地觀測技術，對釣魚島海域、南海黃巖島海域等地區(qū)進行遙感制圖，開展國家海域動態(tài)監(jiān)視監(jiān)測，加強對遠洋海域領土的監(jiān)測

27、。為維護國家主權、實施海洋開發(fā)提供精確的海島（礁）基礎地理信息技術手段。 </p><p>　?。?）地質(zhì)災害調(diào)查與監(jiān)測 </p><p>　　在地質(zhì)災害調(diào)查與監(jiān)測工作中，分析地質(zhì)災害形成和發(fā)育的環(huán)境地質(zhì)背景條件，編制1：5萬地質(zhì)災害類型、規(guī)模、分布遙感解譯圖，為災害治理、防治提供災害空間分布特征信息，目前已在云南東川、湖南資興等典型滑坡多發(fā)區(qū)域的地質(zhì)災害調(diào)查與監(jiān)測業(yè)務中得到應用。 <

28、;/p><p>　　（4）重大自然災害交通應急監(jiān)測 </p><p>　　如四川汶川地震、雅安地震、甘肅定西地震。針對重大自然災害，在災后2小時內(nèi)迅速啟動交通安全應急響應，快速協(xié)調(diào)獲取第一手災區(qū)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，開展災區(qū)交通受損狀況調(diào)查與分析，輔助災后救援搶險，及時打通交通生命線。 </p><p>　?。?）交通設施沉降監(jiān)測 </p><p>

29、　　利用遙感和北斗技術可對重要交通基礎設施，如公路、橋梁、軌道交通開展宏觀與微觀相結合，面與點相結合，周期與實時相結合的有效安全監(jiān)測。 </p><p>　?。?）農(nóng)村公路核查 </p><p>　　利用高分遙感技術對農(nóng)村公路進行高分辨率的觀測和統(tǒng)計，有效解決了目前難以快速準確獲取農(nóng)村公路規(guī)模數(shù)據(jù)和實際聯(lián)通現(xiàn)狀的難題。 </p><p>　　高分遙感的使用不僅為我國

30、經(jīng)濟建設、生態(tài)文明建設、民生安全保障和推進國家治理能力現(xiàn)代化起到信息支撐作用，同時對于信息應用企業(yè)開展商業(yè)化信息增值服務、開拓國際市場、推動空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面也具有重要意義。 </p><p>　　本文節(jié)選自第六期《交通安全講堂（Transport Safety Fo？ rum）》作者演講內(nèi)容。 </p><p>　　鏈接：《交通安全講堂（Transport Safety Forum）