海事卫星通信的应用及发展思考

宋川川，徐耀耀

（南京熊猫汉达科技有限公司，江苏南京，210000）

1 海事卫星通信的主要研究内容

国际海事卫星通信组织（Inmarsat，现名国际移动卫星公司）可以追溯到1979年7月，由联合国国际海事组织倡导，由美国、英国、中国等30多个国家共同创立。国际海事卫星通信组织建立了世界上第一个全球性的卫星通信系统，最初目的是为了实现船舶海上抢险、救援和调度指挥工作[1]。

海事卫星通信随着科学技术的发展，逐步扩大自身的应用范围和通信能力，海事卫星通信系统不仅可以为海上船舶提供稳定的宽带通信，还可实现陆地、航空等领域之间的移动通信保障。海事卫星通信目前已广泛应用于船舶救生和远洋航行通信、航空移动通信、抢险救灾等方面。海事卫星通信不受地理环境、极端气候条件影响，可以实现话音、报文、传真、数据和视频等业务功能，有效地进行话音、数据和视频的实时传输，在各类抢险救灾、海上搜救等工作中发挥巨大作用[2]，是直接参与救援活动的通信保障，也是保障灾害现场和外部联系的重要通信手段。

随着现代社会的发展，海事卫星通信系统以往的语音、数据、短信等功能已经不能满足用户越来越高的数据和通信的要求，未来的海事卫星通信系统功能需求愈发的多样化。例如，基于海事卫星通信系统而实现的船舶监视和通信保障以及飞机全程监控引导指挥等功能，特别是在缺少地面基站建设的海洋和偏远地区，将发挥重要的作用[3]。

随着全球信息化、数字化、网络化发展，远洋航行和航空市场对宽带卫星移动通信需求日益增加，第五代宽带海事卫星通信系统的应用及其重要性越来越凸显出来。宽带海事卫星通信除了保障高清视频安全通信外，也可以满足空中旅客、海上船员日常通信和娱乐休闲的需求。

2 海事卫星通信的应用

2.1 航海领域的应用

海事卫星系统，它在船舶航行过程中占据着主要地位，尤其是在常见的航海作业中会遇到各种各样的问题。这时，必须要确保船舶和地面或者是其他船只紧密联系，这样才能够在最大范围内保证人员安全，减少不必要的经济损失和人员伤亡。

2.1.1 通信保障系统

船舶的正常运行离不开通信保障系统，通信系统的内容包括防碰撞系统、港口调度、信息交换、安全保障等各方面的内容。在海上船舶利用海事卫星通信、VHF等通信手段，保证地面控制中心与船舶用户都能实时获得所需要信息，指导船舶安全航行, 确保交通顺畅。

2.1.2 船舶防碰撞系统应用

在水上交通事故中，碰撞事故是主要类型。要降低船舶之间的碰撞率，就需要对船舶进行精准定位和导航，以及使用高速传输的通信系统，实现船舶自身的定位和船舶之间的通信。通过海事卫星通信可以将船舶的位置、航向、航速、相对运动等信息上传至地面控制中心，由地面控制中心统一监测管理。这样船舶可以对外传送自身数据并接收其它船舶的数据，有利于减少因船舶识别和避碰决策失误引起的船舶碰撞事故[4]。

2.1.3 深海通信系统的应用

为了实现对船舶的有效定位和实时监控通信，我们可以依据海事卫星通信系统实现船舶与地面之间通信指挥通信。大部分的船舶在运作过程中都是处于深海地区，缺少地面基站建设，基站通讯方式无法保障船舶航行中通信保障需求，而海事卫星覆盖范围广泛，已实现除南北极以外地区的全球覆盖，可以满足船舶远洋航行中通信的需求。船舶利用海事卫星通信设备与海事卫星连接，通过海事卫星向地面控制中心发送实时位置信息和运动信号；地面控制中心需要和船上的人员进行及时交流，可以利用海事卫星电话实现目的，这样保证船舶与地面之间能够实时通信，确保船舶的航行安全。此外，船舶航行过程中也可以通过海事卫星通信实现彼此之间的实时通信，这也是海事通信在船舶通信应用的重要功能，有效的保障船舶之间的通信需求。

2.2 遇险救生应用

卫星通信系统的优点是覆盖范围广泛、不受地理环境、气候条件限制，特别适用于地面通信网络覆盖建设不完善或无法建设的海洋或偏远地区。当地区发生地震、海啸、洪水等自然灾害时，可能对地面通信系统会造成严重影响，当线路中断、基站被毁，将无法及时传递受灾情况和救援信息，为救援工作带来巨大的影响。而卫星通信通过卫星中继转发，不受限于地面基站建设，不受各种地面灾害的影响，尤其海事卫星通信系统，已基本实现全球覆盖，依靠海事卫星通信系统稳定的话音、数据、图像传输功能，能够在各类抢险救灾、海上搜救等应急救援工作中发挥巨大作用[5]。

2.3 航空领域的应用

现阶段卫星通信已经广泛应用到我国很多领域。海事卫星通信技术已在航空领域使用，飞机飞行过程中可以通过海事卫星通信系统，可实现全程通信接入服务。在为航班用户提供多媒体通信服务，也可以提供空中交通管制和飞机导航系统及应急通信服务。海事卫星通信系统可以提供话音、数据、飞行数据、航空天气预报等通信功能，包括飞机起飞前的申报和许可、机场各航站楼的数字信息服务、为飞行员提供航站楼气象信息、指定起飞和降落时间、位置报告、飞行计划等。宽带海事卫星网络，可以为航班乘客用户提供无线接入服务，为具有WiFi功能的终端或智能手机提供无线通讯连接，从而为用户提供多媒体服务[1]。

3 海事卫星通信的发展思考

3.1 现代网络技术

现阶段，我们要建立完善的海事通信系统，一方面保证船舶、飞机等移动用户的安全航行，满足正常运营，另一方面海上通信从传统的灯光信号、旗语经过无线电，一直到现在海事卫星通信系统，使其通信功能发生了一定的发生了前所未有的转变。在进入21世纪以后，海事卫星通信和卫星导航、雷达技术、大规模集成电路和导航技术等等进行融合，逐步形成的以现代通信技术为核心的交通管理、水上安全、自动识别等各种智能化方式。对于现有的海事通信技术来说，它不仅能够推动航海事业蓬勃发展，而且能够在现实运作过程中，充分发挥信息资源利用和共享的优势。现代网络技术主要有以下几个方面。第一是交通管理系统，该系统在运作时离不开数据处理、雷达监控、交通服务指挥等等。交通管理系统，它能够对船舶、飞机等用户交通进行实时监督，提供查询的服务。第二个是CCTV闭路电视监控系统，这是典型的网络监控系统，它在运作过程中离不开图像采集、数据处理、图像处理等，能够对进出港口的船舶、飞机等用户进行监控，帮助各区域的管理人员及时的进行现场情况的了解，通过网络将监控数据传输给主管部门。第三个是自动识别系统，船舶自动识别系统在运作过程中需要现代通信技术、计算机通信技术的全力协作。船舶自动识别系统它能够进行传播信息、航行状态的交换和识别，并对多种传播进行实时定位，提高人员的航行安全[4]。

3.2 新一代海事卫星通信系统

新一代的海事卫星通信系统的作用是不言而喻的。目前，该系统提供全球海事卫星通信服务，第四代海事卫星通信系统已具备了在陆地、海上、空中等等提供便捷、快速的移动宽带卫星的服务能力。第五代海事卫星通信系统带宽与4G带宽相当，一方面可以为海上、陆地或空中用户提供实时、高质量的视频图像，提供更加完善的通信保障服务；另一方面，新一代的海事卫星通信系统也能够进行宽带网络的接入，满足由用户多媒体应用的需求，支持用户的视频监控、视频会议等应用，为海事卫星通信的应用深度拓展更大的空间[1]。

3.3 数字海洋技术

数字海洋技术在实施过程中并不是一挥而就的，它是一项长期而又系统的复杂工程。站在现有的科学角度，地球科学、海洋科学、空间科学、信息科学等等，逐步地为人们认识、为探索海洋奠定了强有力的基础。数字海洋技术，在应用过程中要结合现有的遥感技术、通信技术、网络技术、虚拟技术、可视化技术等等，为海洋建设提供强力的技术支撑。现有的海事通信，它的数字化、自动化、智能化逐步提升。其一，海事卫星通信的自动避碰系统在使用过程中能够对航向、航速、相对运动等各类参数进行测量。也能够和船舶的自动识别系统进行融合，能有效地减少由于船舶识别或避碰决策失误引发的故障。其二，在进行交通管理突发事件处理过程中，该系统能够实时的监控海上所有的船只，尤其是港口、航道等敏感区域。其三，在自动导航系统使用过程中，能够分析船舶的位置、船速、航向，在海事。卫星通信系统上进行标绘。其四，通信与信息交换系统通信。它是信息交互的重要内容，在海上可以使用卫星通信、交通管理系统、自动识别系统等一系列的内容，实现信息交换模块的实现信息的交换，全方位的进行信息共享[4]。

3.4 新一代宽带无线移动通信技术

新一代的宽带无线移动通信技术可以用在环境恶劣、船舶移动、目标分散等状态中，该技术经过一系列的发展，逐步成熟。对于第二代、第三代蜂窝移动通信系统来说，技术成熟，然而通信距离短，在海上移动基站建设又较为困难；对于海事卫星体系业务来说，覆盖范围广且不受地域条件限制，但运行成本较高；对于无线局域网来说，该技术在使用过程中有不同的应用标准，无线局域网构成许多系统，常见的有WiFi、超宽带等等。在经济新常态背景下，我们在对海洋开发和利用的同时，要充分发挥海上通信技术的优势，实现海陆网络一体化，更好地推动海上通信系统建设工作顺利开展[4]。