卫星通讯系统在航空领域的探索研究

四川航空股份有限公司 | 韩琪

卫星通讯和高频甚高频通讯对比有：通讯质量高、保密强、干扰小容量大、范围广运行稳定的优点。在此我们对卫星通讯系统的原理，分类，优点以及民航局对加装卫星通讯系统的要求，和实施方案进行介绍。

1.卫星通讯的种类

卫星通讯技术在国际上已经成熟，在发达国家航空公司普遍用于运行控制。当今国际上普遍使用的卫星通讯系统有：海事卫星系统，铱星系统。

1.1 海事卫星

顾名思义是用于海上和陆地间联络的通讯卫星，随着四代海事卫星的发展，其技术有了显著提高，业务范围扩大到航海，航空等，第四代海事卫星系统由亚太、欧非和美洲区域卫星三颗卫星组成，均位于赤道上空36000公里的同步轨道上，卫星网络实现了全球覆盖。

海事卫星航空设备，随着技术发展已经具备为航空公司运控中心（AOC）以及航空信息管理提供语音通讯、数据传输、传真业务等功能，包括：（1）海事卫星航空设备内置GPS模块，能够实时提供飞机位置信息，并将这些信息通过卫星通道实时传送到AOC。（2）基于第四代海事卫星的语音业务，用于飞机与相应的AOC之间建立通讯联络。（3）AOC通过海事卫星进行数据传输，远程监控，获取飞机的运行状态如：飞行高度、航向、位置等信息，机组人员也可以登录AOC数据库，访问或下载如：气象信息、目的地机场实况的数据信息，

1.2 铱星系统

铱星系统通讯传播方式，首先是空中星与星之间传播，之后是空地和地地的传播，铱星数量多分布广，因此能实现无盲区覆盖。铱星系统由79颗低轨道卫星组成，其中13颗为备份用卫星，66颗低轨道卫星分布在六个平面上，每个平面分别有一个在轨备用卫星，备用卫星随时待命，准备替换由于各种原因不能正常工作的卫星，保证每个面至少有11颗卫星覆盖地球。

相比于海事卫星通讯系统，铱星能完全覆盖高纬度极地区，且通信效果好，为极地航线飞行提供了有效的通讯保证。主要由于铱星有三个方面的优势：一是轨道低，信息损耗小，传输速度快，通讯质量高；二是不需要专门地面接收站，每个卫星都可以与卫星相连；三是真正意义上的全球覆盖，

2.卫星通讯的原理

卫星通讯系统一般由空间卫星系统、地面控制服务主站、移动交换系统以及用户终端等部分组成，用户发起的信息通过无线电信号传给卫星，再由地面主站解码后交交换系统，将信息传送至网络被叫用户，实现卫星通讯。

3.规章要求与实施政策

中国民航规章CCAR-121R4中规定:合格证持有人应当证明：在正常运行条件下，保证每一架飞机与签派之间，每一架飞机与交通管制之间，所有各点都具有陆空双向无线通信系统，以直接的或者通过经批准的点到点间的线路进行迅速可靠的通信联系。

民航局要求航空公司充分利用现代卫星通讯技术，在每架飞机与运控中心之间建立可靠的语音通讯联系，应在2017年底前使所有飞机都具备卫星语音通讯能力。

4.铱星系统改装的实施

2013-2014年，空中客车公司没有铱星系统的改装方案，一般都是采用了STC(民用航空器补充型号合格证)的形式加装铱星系统，加装的是艾莫斯公司的AFIR S220/228铱星系统。改装主要包括：驾驶舱头顶面板加装拨号盘和显示面板加装跳开关，机身上加装铱星天线和相关的线路改装，在电子舱加装收发机。

2015年空中客车铱星系统改装方案发布，更加规范和准确的改装方案，该方案由EASA批准，空客SB改装无需向民航局报批，所有改装资料可以融入空客手册，公司依据手册进行改版更新，空客改装方案通过MCDU拨号，与AFIR 228系统和海事卫星拨号方式相同。

5.卫星通讯的弊端

卫星通信在运行中需要与服务商签订服务，地面服务商会因系统升级或未按时付服务费等，在没有通知的情况下，暂停中转服务，严重影响航空公司的运行控制，以前曾遇到过卫星通讯系统不工作的情况，卫星通信系统测试正常但无法连接卫星，工程师经过排查，最终发现是因为海事卫星系统升级，导致卫星系统在两天内无法使用。另外我国正在推进北斗系统，待北斗系统全面应用后，其频率与卫星通讯的频率存在冲突。

6.卫星通信技术的拓展

卫星通信与其他技术结合，可以为航空公司提供丰富的航空信息服务。卫星通信作为民航通信方式之一，是空地通话和数据链通信业务的传输介质。

6.1 卫星数据链通信

卫星通信系统与ACARS系统相联，利用数据链上行和下行，实现发送起飞数据、飞行初始化、大气数据、飞行报告预报等。高频甚高频通信范围有限存在盲区等缺点，基于卫星的数据连通信息能提供有效的覆盖和质量。

6.2 卫星通信与EFB（机载电子飞行包）的结合

航空公司运行控制中心与EFB之间的多种通信方式，卫星通信可为边远地区和海洋区域航空器上传相关图表、危险天气图等重要信息，这样机组就可以及时、准确、直观的掌握天气及周围其他飞机的动态。

6.3 卫星通信与客舱wifi的结合

实现客舱wifi，为旅客提供互联网，已成为各大航空公司努力打造的服务品牌，利用卫星通信实现数据的上行与下行，通信带宽可达数十兆甚至数百兆每秒。

7.结束语

21世纪对安全飞行极大要求，卫星通信系统是航行技术中的重要技术，解决了高原航线和国际航线中存在通信盲区、通话质量差、信号不稳定的问题，卫星通信系统与机载其他系统的结合，也扩充了丰富的功能，卫星通信系统的应用将是保障飞行安全、提高效率、减少航空公司安全控制压力，减少国家建设投资的重要技术手段，也是我国向民航强国迈进的标志之一。