galaxy inmarsat-c/gps™ marine
远洋船只监控与卫星通讯系统
1 国际移动卫星组织
inmarsat是一个提供全球范围内卫星移动通信的政府间合作机构,即国际移动卫星组织(原名国际海事卫星组织,英文简称inmarsat)。inmarsat成立于1979年,初期旨在为海上用户提供卫星通信服务,现已发展为世界上唯一为海陆空用户提供全球卫星移动公众通信和遇险安全通信的业务提供者。inmarsat总部设在伦敦,到1997年已有80个成员国。成员国政府即签字国指定一企业实体作为该国的签字者参加这一组织的商务活动。inmarsat制订整套的卫星移动通信系统技术指标,负责采购卫星和运营空间段。任何成员国的签字者都可以建立和运营地面站,通过它向用户提供服务。任何有实力的生产厂商都可获得用于生产用户终端的技术资料,终端经过inmarsat类型批准后,可销售给世界各地用户。inmarsat支持的用户服务在海事应用上包括直拨电话、电传、传真、电子邮件和数据连接;航空应用包括驾驶舱话音、数据、自动位置与状态报告和直拨旅客电话;陆地应用包括微型卫星电话、传真、数据和运输上的双向数据通信、位置报告、电子邮件和车队管理等。inmarsat还在人为灾难和自然灾害发生时提供应急通信。inmarsat用几种不同的移动通信系统,通过一系列终端向用户提供不同的服务,其中包括inmarsat-a、c、b/m、aero/mini-m系统。此外,inmarsat还开发出未来第一家全球寻呼业务,并正在积极探索其卫星在定位和导航方面的应用。
中国是inmarsat1979年成立时的创始成员国之一,inmarsat的中国签字者是交通部北京船舶通信导航公司(英文简称mcn)。该公司连接数届当选为inmarsat亚太地区理事。作为中国向国际移动卫星组织负责的唯一经办机构,该公司还负责联系中国用户的所有inmarsat事宜,负责在中国经营和提供inmarsat业务。在inmarsat系统中inmarsat总部只负责运营空间段,各签字者负责建立各自的地面站和直接向用户提供服务。一方面,北京船舶通信导航公司运营北京地面站。在inmarsat四个洋区中,首先提供覆盖在太平洋和印度洋区的inmarsat-a、b/m、c站业务,继而经inmarsat批准,于1997年7月开始提供北京站大西洋东、西洋区inmarsat-a、b/m业务。另一方面,北京船舶通信导航公司作为中国签字者,以推动中国卫星移动通信业务应用为目的。还唯一地为用户提供一条龙的服务:从终端销售、启用到帐务结算、技术支持、推广等。有关inmarsat业务的所有问题都可与北京船舶通信导航公司联系。同时,inmarsat还与中国政府达成协议,于1993年在北京设立了驻华代表处。该代表处旨在配合北京船舶通信导航公司推广卫星移动通信业务在中国的应用,促成政府部门在政策、规章方面对该业务的支持,协助中国硬软件开发商的参与和合作。
2. inmarsat——c
2.1 inmarsat——c系统是一个存储转发式的双向卫星通信系统,采用数字化技术,可以向用户提供卫星全球覆盖区内移动或固定数据通信和传输定位报告信息,其通信率为600bit/s,工作在标准的移动卫星通信l频段。
inmarsat——c系统由空间段、卫星地面站和用户终端三部分组成。用户终端通过一个十几厘米高的全向天线,以储存装发方式提供电传和低速数据(600bit/s)通信,由于采用了压缩和复用等数字处理技术,使得终端体积小,重量轻,能耗低,从而成本低,可靠性高。全向性天线设计使得终端无须机械伺服系统,自动跟踪卫星信号,稳定可靠。卫星地面站是卫星和陆地网之间的连接枢纽,实现用户终端与公共陆地网各类用户以及其它用户终端的通信连接。空间段即卫星和相应的网控部分,由国际移动卫星通信系统(原国际海事卫星系统) inmarsat自己的专用卫星(4颗第三代卫星主用,多颗备用),将全球分为太平洋、印度洋、大西洋东、大西洋西四大洋区,重叠覆盖。卫星与地面站之间以c波段通信,卫星与移动终端之间使用l频段通信,卫星带宽34mhz。
inmarsat——c主要提供数据、电传、文字传真等业务,同时也提供数据报、轮询以及遇险报警等作为定时位置报告的手段。另外终端还可以通过具有x.25或x.400协议的les(局域网仿真服务器)提供电子邮件服务。
按照不同的用途,inmarsat——c终端有海用、陆用和车载等不同型号,从而满足各种不同的应用。
2.2 应用范围和市场前景
早在1991年,inmarsat——c就开始在海上使用,成为海上监控和移动通信的一种重要手段。1999年gmdss全球海上遇险安全系统在全球范围内全面实施,inmarsat——c以其高度的可靠性被列为海上a3区的比选的通信手段。全球远洋运输公司都开始按照要求把inmarsat——c作为通信设备来建立远洋船舶安全监控网络。
在陆地上欧洲大陆已经建立了使用inmarsat——c的跨国界运输车队的跟踪定位管理以及水位测报和遥测遥控系统。
另外,inmarsat——c也开始广泛应用于各类车辆的跟踪定位管理、船队监督无人监控、数据采集等领域。具有广阔的市场应用前景。
随着各种服务业务的增加,以及inmarsat——c硬件提及重量的减少,通信质量的提高,inmarsat——c的应用范围越来越广。
3 海事卫星
海事卫星是用于海上和陆地间无线电联络的通信卫星。海事卫星的通信系统由2部分组成:卫星和地面的卫星测控站属空间部分;岸站是卫星通信的地面中间站。船站就是海上用户站,它的天线始终指向卫星。海上船只颗根据需求,由船站将信号发射给地球静止卫星轨道上的海事卫星,经它转发给岸站,岸站再通过与之连接的地面通信网络或国际卫星通信网络,实现与世界各地陆上用户的相互通信。海事卫星除广泛用于电话、电报、电传和数据业务外,还兼有救援和导航业务,同时又能把船只的航向、速度和位置等数据随时传输给岸站,并存贮再岸站控制中心的电子计算机中。因此,船只一旦在海上遇难或船上发生紧急事件。岸站就可以迅速确定船只所在海域的具体位置,及时组织营救。
4 北京海事卫星地面站
北京海事卫星地面站自一九九一年正式运转至今已经能够提供几乎所有inmarsat业务,这包括覆盖全球四个洋区的inmarsat——a站业务:电话、传真、电传、遇险专线;覆盖四个洋区的inmarsat——b/m站业务:电话、传真、电传、遇险专线;覆盖太平洋、印度洋的inmarsat——c站的多种业务:存贮转发电传、增强群呼安全网,增强群呼商用网业务,点对点数据报告以及多址业务等;还有一九九七年年底开通的inmarsat mini-m业务。北京les以强大的技术服务和网络管理阵容为用户提供24小时不间断的优质服务,系统稳定性好,以"海事通信、人命关天"为警种,时刻关注接通率,即时解决用户实际问题。
inmarsat业务的提供包括两个方向:固定网拨通移动终端,即"到达移动端"服务,以及移动终端拨向固定网或另一移动端的"发自移动端"服务。
国内公众网用户只需具备邮电idd(国际直拨)功能即可自动拨通任何inmarsat移动终端,无需任何额外手续,中国电信有与之相应的服务和计费。发自移动端的服务及移动终端业务的管理则由北京船舶通信导航公司提供。在中国,使用移动终端的未来用户需要办理以下手续:
(1)购买或租用任何经过inmarsat类型批准的终端;
(2)申请国家无线电管理委员会颁发的电台使用许可证;船用终端用户到交通部无线电管理委员会办理(与北京船舶通信导航公司为同一单位);陆用终端:直接在国家无线电管理委员会申请。
(3)通过北京船舶通信导航公司办理终端启用手续。包括填妥启用申请表,缴纳启用费。目的在于申请用户识别号码(类似电话号码),确定帐务结算机构(目前,北京船舶通信导航公司是中国inmarsat用户唯一的对外帐务结算机构:cn03),将用户信息告知inmarsat系统等。
(4)通过北京船舶通信导航公司了解inmarsat移动卫星通信费用,和终端使用方式,您就可以方便灵活地使用inmarsat提供的通信服务。
inmarsat-c内置的gps系统
移动目标监控系统首先必须是位置信息系统与通信系统的有机结合,inmarsat-c系统通过终端本身内置gps方式将二者完美地结合在一起。
gps全球定位系统(global position system) 是美国国防部于1973年11月授权开始研制的海陆空三军共用的美国第二代卫星导航系统。该系统可提供高精度、全天候、24小时连续的全球覆盖能力,将于本世纪末取代所有其他无线电导航系统。系统有24颗卫星,向全球用户免费开放,提供民用服务。
对gps系统的测试表明,采用gps系统民用码的导航定位精度可以达到15~40米,远远超过预计的400米精度。因此,美国国防部于1990年3月25日开始对gps系统施加sa(selective availability)人为干扰,使得目前民用码用户的定位精度降到100米。但是,面对21世纪gps产业的巨大规模及俄罗斯glonass卫星定位系统的竞争,美国政府在1996年3月由克林顿总统发表的gps政策指令中许诺将在10年内取消sa。
gps定位系统自问世以来,已充分显示了其在无线电定位、导航领域的主导地位,并逐渐被车辆自动定位和调度监控系统所采用。随着gps产业的发展,车辆导航应用产品将在其中占据主要份额。
inmarsat-c系统终端设备将全球定位系统gps模块内置其中,并且由于两个卫星系统均工作在l波段,终端可以共用天线和收发单元,因而inmarsat-c 终端成为满足通信功能和gps功能的一体化终端。 定位手段和优越通信方式的完美结合,使得 inmarsat-c 广泛应用于广域移动目标的监控管理,如船舶的全球监控,垮地区、省界或国界运输的车辆的监控管理。 全球覆盖的优势使得 inmarsat能够解决其他无线通信手段不能解决的问题。
ctrack全球卫星移动目标监控系统即为结合inmarsat-c终端特点和应用需求的监控系统。
inmarsat-c应用于移动目标监控的主要特点
直接享用gps系统、inmarsat-c系统两个现有成熟卫星系统的服务,利用现有公用网络系统,减少初期投资风险,减少系统维护费用和负担。
覆盖全国及世界范围,包括山区、边境、不毛之地,适合在任何地区、任意时间大范围的车辆跟踪。
双向数据通信,满足固定和随意信息的传递。可存储,供查询,便于程序化管理,信息高度保密。
可利用inmarsat-c移动终端到移动终端数据报告的功能,做到利用陆地网但不受限于陆地网。
通信稳定可靠,系统为遇险安全通信设计,有最高级别,其l波段移动通信频率信号稳定,不受雨衰、气候变化影响,高度集成化设计和全向天线使终端信号不受颠簸程度和车辆转向等情况的影响。
在国内水上、陆上及空中的业务提供获得国家的正式许可,系统与公众网有正式网间连接,业务受法律保护,有连续性。且inmarsat来源于国际组织,业务有公正性,不受偏面因素及突发事件影响。
组网灵活、简便,增减受监控车辆极为方便,终端在车辆上的安装和更换安装都极简便。
无固定月租费(无卫星通道租费、无维护费、无月租费),只按发生的通信量付费,方便成本控制。
终端功耗低,可24小时工作,对车辆电瓶无任何影响。
ctrack全球卫星移动目标监控系统是基于inmarsat-c系统、全球卫星定位系统(gps)以及地理信息系统(gis)的应用综合。将inmarsat卫星通信、gps定位、地理信息系统及计算机图形显示、 数据库等多方面的技术结合在一起,实现全球范围内无逢隙的移动目标定位通信及监控管理,并可将移动目标状态信息在互连网上对客户发布。
基于inmarsat-c技术,该系统具有中心站对移动站的实时定位跟踪、状态监控、以及中心站与移动站、移动站与移动站之间进行通信等基本功能。系统主体由两部分组成:监控中心站部分和车载移动站部分,见图3-1。移动站接收gps 位置信息,通过inmarsat卫星,将位置信息及其它信息以数据报告方式发给监控中心;监控中心站接收移动站发来的任何信息,并以多种方式向移动站发出信息和命令。监控中心站在通信网中配置的形式可以有三种:
一台与移动站相同的inmarsat-c终端和中心站处理计算机:以终端对终端方式通信,信息即时传递,不受地面网络费用和质量影响,建站灵活,组网方便。但每次通信费用略高;
中心站计算机通过pstn线路连接到地面站:通过长途电话线路拨号到卫星地面站收取或发送信息,中心站设施简便,但通信不能及时,需要每次定时拨号提取,传递耗时。长途电话费用高;
中心站计算机通过psdn线路(x.25线路)连接到地面站:通过x.25数据线路拨叫卫星地面站收取或发送信息,中心站设施简便,数据传递快速,通信费用经济。但目前地面x.25公共网络尚不完备,互通接口尚不稳定,待网络成熟后,可作为主要方式。
针对不同的应用系统,可以综合考虑采用何种方式来配置监控中心站。
ctrack全球卫星移动目标监控系统的主要功能:
移动目标定位数据的即时回送和显示:自动回送、呼叫回送;在精确电子地图上给出移动目标名称、明确的位置表述、时间及相关地图功能;
监控中心与移动目标间的信息及时传递:指定移动目标、群体移动目标的信息传递、存储、显示,信息查询;
移动目标发送报警;
管理功能;
internet网上信息发布:客户上网做移动目标轨迹、动态信息查询等。
ctrack全球卫星移动目标监控的产品特点:
移动站内置8通道高精度抗遮挡gps接收机;
终端体积小、功耗低、可靠性高,安装简易;
终端配汉字液晶屏,询呼机式操作,简便可靠,硬件浑然一体;
采用inmarsat-c点对点数据报告方式通信,快速经济,避开地面网络;
低成本、大容量,移动目标实时监控;
控制中心功能明确实用,作与特定需要相结合的完善开发。
http://www.bhkaec.org.hk/paper/app01.htm