卫星网络融合平台

杨春香　苗晓峰　肖攀　李佳希

【摘要】    本文介绍了卫星网络融合平台在应急行业中的应用，具体介绍了VSAT卫星通信系统、Ka卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统、北斗卫星导航系统、指挥调度系统五大业务模块。并对卫星通信装备管理、统一位置信息管理、应急信息发布、现场信息采集、在线会商、卫星通信调度、系统管理、卫星资源动态管控、综合态势分析等功能进行了详细的介绍。最后介绍了卫星网络融合平台应用的重要意义。

【关键词】    卫星网络融合平台    VSAT卫星通信系统    天通一号卫星移动通信系统    北斗卫星导航系统

引言：

当前我们拥有Ku频段通信卫星、Ka频段通信卫星、天通一号通信卫星、北斗通信卫星等卫星资源，不同的通信卫星对应有多种通信终端。在应急事件发生时，卫星网络融合平台可通过VSAT卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统、北斗卫星导航系统，实现视频会议系统与对讲系统的无缝对接，具备卫星通信装备管理、位置信息管理、应急信息发布、现场信息采集、在线会商和卫星通信调度等功能。为指挥中心领导在第一时间实现对现场应急指挥提供重要保障。

一、系统介绍

1.1系统组成

卫星网络融合平台包括VSAT卫星通信系统、Ka卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统、北斗卫星导航系统、指挥调度系统五大业务模块，可实现卫星通信装备管理、统一位置信息管理、应急信息发布、现场信息采集、在线会商、卫星通信调度、系统管理、卫星资源动态管控、综合态势分析等九大功能，实现资源的统一管理、统一控制、统一调度。

1.2 VSAT卫星通信系统

VSAT卫星通信系统一般使用地球同步轨道卫星，可以工作在C、Ku和Ka频段。Ku频段与C频段相比具有不存在与地面微波线路相互干扰、允许的功率通量密度高、天线尺寸小等特点，所以目前大多数VSAT系统主要采用Ku频段。VSAT卫星通信系统能够支持图像、话音、数据等多媒体信息的单向或双向通信。动中通的应用是通信领域的一次重大突破，特别是在动基座上的（车载、舰载、机载）宽带卫星通信是现代应急通信的发展方向，也是未来应急通信领域中的重要通信手段[1]。

Ka频段宽带卫星通信具有高通量、低成本、广覆盖、终端小等优势特点，且通常采用星状结构，特别适合开展IP类业务、企业网延伸等。Ka频段宽带卫星通信网络所承载的业务，实现了从低速的数据及话音到全新的、高速的、交互式的因特网和多媒体业务的转变，并几乎覆盖了所有通信和广播电视领域[2]。

1.3天通一号卫星移动通信系统

天通一号01星被誉为“中国版的海事卫星”，其成功发射标志著我国进入到了卫星移动通信的手机时代，填补了国内空白，具有重要的里程碑意义[3]。

天通一号卫星移动通信系统可为各个领域的不同用户提供全天候、全天时、稳定可靠的移动通信服务，支持语音、短消息和数据业务。其最主要的优势体现在终端的小型化、手机化，便于携带。天通卫星通信终端在天通信关站落地，接入天通统一接入服务系统，再通过专线可接入用户指挥中心。

1.4北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是中国研制的全球卫星导航系统，可在全球范围内为不同用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并且具有短报文通信服务功能。

1.5指挥调度系统

应急指挥调度系统是建立在VSAT卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统、北斗卫星导航系统基础上的一套视音频可视化的系统。工作人员可通过指挥调度系统实时建立卫星通信链路，将突发事件现场情况第一时间传送给指挥中心的相关领导，便于领导的指挥决策，最终实现有效调度、协同指挥。

卫星网络融合平台可有效的利用现有的各种通信设备和资源，构建一张共用的无线宽带专用通信网络，实现专网专用、可靠大数据传输、宽带多媒体指挥调度、实施掌握现场的真实情况，成为现阶段城市综合管理和应急通信的必要需求。[4]

二、系统功能

2.1卫星通信装备管理

卫星网络融合平台能够与 VSAT 卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统、北斗卫星导航系统、指挥调度系统等进行无缝对接，实现VSAT 中心站、VSAT 二级网管站、VSAT 远端站、天通卫星移动手持终端、天通宽带便携终端和数字防爆对讲机等卫星通信装备的统一可视化管理和设备状态呈现。具备装备属性管理、装备信息录入与维护和装备查询统计等功能。

2.2统一位置信息管理

卫星网络融合平台支持 VSAT 远端站、天通卫星移动手持终端、天通宽带便携终端、北斗终端和数字防爆对讲机等应急通信装备的位置信息统一接入和存储，并提供位置展示、位置跟踪和轨迹回放等功能。

2.3应急信息发布

卫星网络融合平台支持通过VSAT 卫星通信系统、天通一号卫星移动通信系统和对讲系统等进行应急信息的快速发布，提供通知、告警和指令下发等应用。包括天通点对点短信、天通群组短信。应急信息发布提供点到点、群组发布等功能。应急信息发布主要负责收集、发布与事故现场有关的各类信息，现场的各类灾情信息是“专家在线会商”的数据基础之一[5]。

2.4现场信息采集

现场信息采集利用分布在现场的各类终端，对应急救援现场的情况根据终端的配置情况，通过文字、语音、图片、视频和文件等多种方式向指挥中心进行汇报，采集到的信息利用卫星链路实时回传至平台，平台软件将接收到的现场信息进行存储和可视化展示，并提供事后的查询统计分析。

2.5在线会商

卫星网络融合平台通过多种技术手段，将应急中所涉及的视频会议、视频监控、微波图传、3G/4G图传、语音系统等原本各自分散独立的音视频系统有机融合，构建一个集视频会商、现场（卫星、3G/4G）图传、态势展现等功能于一体的多元化音视频在线会商系统，实现指挥专网、互联网、3G/4G/5G公网、卫星网、PSTN等多网络的音视频资源共享、显示、交换和存储。系统支持音频会商、视频会商和混合会商等多种会商模式， 同时支持电子白板、协同标绘等功能。

2.6卫星通信调度

卫星网络融合平台可实现图上一键通信、圈选群呼、电子围栏、地图标绘和救援信息呈现等卫星通信调度功能，提升应急管理的图上通信调度能力。

一键通信：实现图上基于 VSAT 的电话、视频会议终端、天通卫星移动手持终端、天通宽带便携终端和数字防爆对讲机的一键音视频通话，进行快捷调度。

圈选群呼：基于位置圈选平台管理的各类通信终端，实现不同制式通信终端快速组会;支持的会议类型包括音频会议、视频会议;

电子围栏：支持创建任意形状的电子围栏区域，对围栏区域内的应急装备和在线数进行实时统计;支持围栏管理功能，包括添加、编辑、删除、围栏属性等。

地图标绘：采用态势标绘技术，用于对事件描述、标注等，为应急指挥提供辅助决策。

救援信息呈现：支持呈现天通卫星移动手持终端上报的救援信息。

2.7系统管理

系统管理主要包括用户管理、用户鉴权和日志管理。

用户管理：支持建立不同级别的用户，并根据不同的用户职责，授予不同的系统管理权限。

用户鉴权：通过用户名和口令进行登录，对用户身份进行识别，保障系统使用的安全性。

日志管理：系统能够自动记录用户的登录及操作，形成相应的日志，并可按关键字（如用户名、时间段）进行查询。

2.8卫星资源动态管控

合理分配带宽资源是宽带卫星资源管理中不可或缺的重要一环【6】。卫星资源动态管控主要功能是对多星、多转发器卫星带宽资源进行统一管控，实现带宽资源的DAMA和PAMA分配，以及对卫星信道设备资源进行统一调配，实现各被管控子系统资源的手动与按需动态分配。

支持卫星带宽资源动态分配策略，确保卫星资源高效使用。在系统运行过程中，通过监测和分析资源利用率变化趋势，支持动态调配带宽资源（DAMA）和手动分配卫星资源（PAMA），保證卫星资源的高效利用。

面向任务的资源动态管控实现对卫星资源的维护、应急救援任务的全生命周期管理和任务的监控，同时支持应急救援任务通信保障预案管理。

2.9综合态势分析

综合态势分析可实现对卫星资源、应急通信网络、应急救援任务、系统运维等综合监视。可在VSAT卫星通信系统运行过程中，动态展示全网卫星地球站的实时状态信息，并实时动态分析各种资源的运行情况，使用图形、表格等可视化形式进行呈现。通过分析故障关联的历史及当前性能数据，分析查看告警设备及相关设备性能指标及性能劣化趋势，辅助判断故障发生位置[7]。

三、应用的意义

卫星网络融合平台可有效的利用现有的各种通信设备和资源，构建一张共用的无线宽带专用通信网络，实现专网专用、可靠大数据传输、宽带多媒体指挥调度、实施掌握现场的真实情况，成为现阶段城市综合管理和应急通信的必要需求。通过卫星网络融合平台的建设，我们可以实现统一指挥、有效调度的高效管理，实现及时、有效地应急决策和指挥调度。做到“情况看得见、指令下得去、情报上得来”，真正实现无缝隙应急管理，切实提高政府应急指挥及决策能力。

参考文献

[1]杨春香，赵书伦，杨帆.现代应急卫星通信系统应用综述.导航与控制.2011.2

[2]谢瑞强.我国卫星移动通信系统首发星“天通一号”发射成功[J].中国航天，2016（08）：9.

[3]我国首颗移动通信卫星成功发射[J].数字通信世界，2016（08）：11.

[4]赵书伦，杨春香，周少玮.无线宽带多媒体数字集群指挥调度系统[J].导航与控制，2016，15（03）：33-38.

[5]李群.突发事件应急会商与预案交互生成系统设计与实现.中国安全生产科学技术.2017，13（05），34-40.

[6]覃落雨，陶滢，沈宇飞，陈晓露.宽带卫星通信系统无线资源管理技术研究.空间电子技术. 2017，14（01），25-30.

[7]李欢，闫成俭.基于CSSCI来源数据的高校思想政治理论课发展态势综合分析[J].滁州学院学报， 2020，22（06）：60-66.

杨春香（1979，10-），女，汉族，山东烟台，硕士研究生，高级工程师，研究方向：卫星通信。