北斗中軌衛(wèi)星在海上搜救中的應(yīng)用

● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 錢成 李廣俠 趙陸文 楊晗竹

北斗中軌衛(wèi)星在海上搜救中的應(yīng)用

● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 錢成 李廣俠 趙陸文 楊晗竹

海洋環(huán)境復(fù)雜多變，使得海上遇險(xiǎn)事件的發(fā)生具有突發(fā)性和破壞性，嚴(yán)重威脅著海上人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。海上一旦發(fā)生險(xiǎn)情，救援人員需要確定搜救范圍，對(duì)遇險(xiǎn)人員進(jìn)行快速搜救。海上搜救最難、最重要的是確定搜救的區(qū)域。搜救區(qū)域越大，搜救需要的時(shí)間越長，所需的搜救費(fèi)用越高，遇險(xiǎn)人員生命安全也越得不到保障。目前，國際上已經(jīng)廣泛地使用衛(wèi)星搜救系統(tǒng)進(jìn)行全球范圍內(nèi)的大量海上搜救行動(dòng)。近些年來，我國衛(wèi)星事業(yè)快速發(fā)展，已經(jīng)成功建設(shè)覆蓋我國境內(nèi)和亞太地區(qū)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以提供高精度的授時(shí)、導(dǎo)航、定位功能，而且還具有短報(bào)文通信的優(yōu)勢，完全可以被應(yīng)用到海上遇險(xiǎn)人員和船舶的搜索與救援。

一、典型海上搜救系統(tǒng)及發(fā)展趨勢

海上遇險(xiǎn)事件基本上都是突發(fā)事件，受到海洋氣候、出事地點(diǎn)至海岸的距離、環(huán)境的影響，開展海上搜索救援工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。海上搜救大體上沿著視覺搜索定位、無線電定位引導(dǎo)和基于衛(wèi)星系統(tǒng)的海上搜救的方向發(fā)展。

1.視覺搜索定位

視覺搜索定位[1]是一種比較落后的定位方式，它主要靠搜救船舶或飛機(jī)上的搜救人員的肉眼查找。搜救指揮中心根據(jù)遇險(xiǎn)船舶登記的航線對(duì)其航行軌跡和失事區(qū)域洋流的預(yù)測，估計(jì)遇險(xiǎn)范圍。由此可見，視覺搜索定位具有顯著的時(shí)效性差和準(zhǔn)確性低的特點(diǎn)，遇險(xiǎn)人員的生命安全得不到保障。目前已經(jīng)被海上無線電通信和基于衛(wèi)星系統(tǒng)海上搜救系統(tǒng)所取代。

2.無線電通信搜救系統(tǒng)

無線電技術(shù)在海上應(yīng)用已經(jīng)100多年，成功救援了數(shù)以萬計(jì)的遇險(xiǎn)人員。海上無線電作為傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)，在海上船舶遇險(xiǎn)搜索救援中仍然發(fā)揮著巨大的作用。無線電搜救系統(tǒng)根據(jù)不同的距離，采用甚高頻、高頻和中頻頻段完成近距離、遠(yuǎn)距離和中距離的無線電通信[2]。該系統(tǒng)可以完成船舶與船舶之間和船舶與陸地電臺(tái)之間的通信。

遠(yuǎn)距離的海上船舶和海岸電臺(tái)之間一般采用高頻頻段無線電通信。對(duì)于南北緯70°以內(nèi)的區(qū)域也可以采用高頻無線通信。而對(duì)于南北極等高緯度地區(qū)，國際海事衛(wèi)星（Inmarsat）存在著覆蓋盲點(diǎn)，只能使用高頻的無線電通信手段。近距離的船到船、船到岸一般采用甚高頻頻段的無線電通信。中距離的遇險(xiǎn)救援采用中頻頻段的無線電通信。當(dāng)船舶在海上遇到險(xiǎn)情，通過無線電通信設(shè)備發(fā)出報(bào)警信息，船與船、船與岸之間建立遇險(xiǎn)通信。當(dāng)采用甚高頻設(shè)備進(jìn)行報(bào)警時(shí)，周圍的船舶和岸上電臺(tái)能夠迅速地接收到報(bào)警信號(hào)，采取救援措施，工作的距離大概55.56km左右。當(dāng)遇險(xiǎn)船舶在公?；蛘吒h(yuǎn)的距離時(shí)，可能周圍沒有船只經(jīng)過，此時(shí)只能通過中頻設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。一般中頻頻段的無線電設(shè)備有效的工作距離在277.8km左右。

無線電通信一般都采用廣播的形式，且多為單工模式，周圍船舶和塔臺(tái)接收到報(bào)警信號(hào)后，不能實(shí)時(shí)和遇險(xiǎn)人員建立通信，了解最新動(dòng)態(tài)。而且電磁波本身固有特性和傳輸特點(diǎn)決定了無線電報(bào)警信號(hào)具有多徑干擾和衰落現(xiàn)象，通信距離越遠(yuǎn)，受到多徑干擾和衰落現(xiàn)象越嚴(yán)重，同時(shí)海上通信還存在寂靜區(qū)，可能會(huì)導(dǎo)致報(bào)警信號(hào)不被周圍船舶和塔臺(tái)接收，信息的可靠性得不到保證。

3.全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)

全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（COSPAS—SARSAT）是由美國、蘇聯(lián)、法國和加拿大四個(gè)國家聯(lián)合開發(fā)的取代無線電示位標(biāo)技術(shù)的衛(wèi)星搜救系統(tǒng)[3]。該系統(tǒng)提供全球覆蓋范圍的搜索與救援（SAR）服務(wù)，由用戶示位標(biāo)、地面處理系統(tǒng)和空間段衛(wèi)星三大部分組成。

用戶示位標(biāo)的作用是當(dāng)海上用戶遇到危險(xiǎn)時(shí)，用戶示位標(biāo)能夠發(fā)射406MHz～406.1MHz頻率的電磁波報(bào)警信號(hào)，觸發(fā)報(bào)警信號(hào)可以是自動(dòng)的也可以是人工的。地面處理系統(tǒng)包括本地用戶終端（LUT）和搜救控制中心（MCC）?？臻g段衛(wèi)星主要由7顆低軌道衛(wèi)星和5顆靜止軌道衛(wèi)星組成。前者運(yùn)行在850～1000km高的極軌道，后者運(yùn)行在固定的36000km高的地球靜止軌道。

低軌道搜救系統(tǒng)（Low Earth Orbit Search and Rescue，LEOSAR）是最早建立的衛(wèi)星搜救系統(tǒng)。當(dāng)LEO衛(wèi)星過頂時(shí)，衛(wèi)星能夠同時(shí)看到用戶示位標(biāo)和本地用戶終端，這樣SAR信號(hào)才能轉(zhuǎn)發(fā)給本地用戶終端進(jìn)行信號(hào)處理。當(dāng)衛(wèi)星處于示位標(biāo)正上方時(shí)，可以得到多普勒頻移關(guān)于時(shí)間函數(shù)的一個(gè)拐點(diǎn)，求出這個(gè)拐點(diǎn)的時(shí)間和頻率就可以定位了[4]。COSPAS—SARSAT的低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)由于使用高度在850～1000km的低軌道衛(wèi)星，可以提供報(bào)警、定位和識(shí)別的功能，但是沒有雙向通信的功能，單顆衛(wèi)星覆蓋地球的面積要比靜止軌道衛(wèi)星小很多，在目前使用7顆衛(wèi)星的情況下，對(duì)遇險(xiǎn)目標(biāo)來說，存在嚴(yán)重的時(shí)延，最大甚至達(dá)到2小時(shí)。

為了給搜救人員提供遇險(xiǎn)人員的位置信息，靜止軌道搜救系統(tǒng)（GEOSAR）主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)定位：一種是使用GEOSAR系統(tǒng)時(shí)，輔以其他搜救系統(tǒng)和定位系統(tǒng)完成遇險(xiǎn)人員的定位；另一種是用406MHz搜救信號(hào)攜帶的信息完成定位。目前COSPAS—SARSAT系統(tǒng)主要使用信標(biāo)機(jī)內(nèi)置或者外置GPS接收機(jī)完成遇險(xiǎn)人員的定位，將GPS解算出來的位置信息通過406MHz的信號(hào)輻射出去，由GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至搜救控制中心。然而采用固定軌道高度的GEOSAR時(shí)，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的遇險(xiǎn)信號(hào)是實(shí)時(shí)的，彌補(bǔ)了LEOSAR轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延大的缺點(diǎn)。但是GEO衛(wèi)星不能覆蓋南北兩極，存在不能夠全球覆蓋的劣勢[2]。而且COSPAS—SARSAT的靜止軌道衛(wèi)星對(duì)我國并沒有覆蓋，我國只能接收低軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)[5]。

由于LEO搜救系統(tǒng)的無法實(shí)時(shí)報(bào)警、信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延大等問題，影響了系統(tǒng)的可用性，而GEOSAR發(fā)射的報(bào)警信號(hào)是實(shí)時(shí)的，可以作為LEO搜救系統(tǒng)的補(bǔ)充。因此COSPAS—SARSAT系統(tǒng)空間段使用了LEO衛(wèi)星和GEO衛(wèi)星來對(duì)搜救信號(hào)進(jìn)行接收、變頻、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，大大改善了海上移動(dòng)通信的直連，提高了通信的可靠性，實(shí)現(xiàn)了真正的全球覆蓋。

4.中軌道搜救系統(tǒng)

COSPAS—SARSAT系統(tǒng)主要依靠低軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星工作，這兩種衛(wèi)星搜救系統(tǒng)存在遇險(xiǎn)報(bào)警時(shí)效性差和定位精度不可靠的缺陷，已經(jīng)不能滿足人們的需求。國際搜救衛(wèi)星組織開始致力于發(fā)展中圓軌道（MEO）衛(wèi)星搜救系統(tǒng)。根據(jù)MEO衛(wèi)星固有的特點(diǎn)，研究衛(wèi)星搜救技術(shù)、制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開展搜救業(yè)務(wù)已經(jīng)成為海上搜救系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。美國、歐盟和俄羅斯提議和推廣在全球?qū)Ш蕉ㄎ恍亲洗钶dSAR載荷，從而進(jìn)一步提高定位精度、增加覆蓋范圍、縮短定位時(shí)間、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)搜救處理，形成中軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（Medium Earth Orbit Search and Rescue ,MEOSAR）[6]。目前，歐盟有搭載了SAR載荷Galileo衛(wèi)星、美國GPS-III（即Distress Alerting Satellite System,DASS）已有9顆搭載406MHz遇險(xiǎn)信號(hào)載荷衛(wèi)星和俄羅斯有1顆搭載406MHz遇險(xiǎn)信號(hào)載荷GLONASS衛(wèi)星在軌運(yùn)行。中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)極大改善了定位精度[7]，現(xiàn)有的Galileo信標(biāo)已經(jīng)具有約為5km的定位精度，可以準(zhǔn)確地確定遇險(xiǎn)用戶的位置，縮小了搜救的范圍，大大地提高了海上搜索救援的效率。

二、基于北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)

雖然中國在1994年加入COSPAS—SARSAT組織，并由交通部負(fù)責(zé)建立本地用戶終端和搜救任務(wù)控制中心，并在2006年與歐盟簽訂關(guān)于“伽利略中軌衛(wèi)星搜救地面用戶終端站”項(xiàng)目合同，但是，這些組織和系統(tǒng)都是由國外控制，其特有的加密模式對(duì)我國是封鎖的，不適合我國應(yīng)用于軍民海上搜索與救援。建立一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠和適合中國發(fā)展需要的海上搜救系統(tǒng)勢在必行。隨著北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的逐步建成，北斗中圓軌道衛(wèi)星將提供覆蓋全球的導(dǎo)航定位功能。因此，本文利用中圓衛(wèi)星星座，在提供衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)（RNSS）的基礎(chǔ)上搭載位置報(bào)告載荷，該載荷能夠?qū)τ脩魴C(jī)發(fā)射的入站上行信號(hào)進(jìn)行接收、處理并轉(zhuǎn)發(fā)，具有類似于衛(wèi)星無線電測定（RDSS）載荷的功能，借鑒COSPAS—SARSAT系統(tǒng)體系架構(gòu)，構(gòu)建了北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)。

1.海上搜救系統(tǒng)的總體設(shè)想

圖1給出了中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)示意圖。圖中實(shí)線表示遇險(xiǎn)信號(hào)，虛線表示反饋鏈路。該系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星、地面接收站、救援指揮中心和用戶設(shè)備組成?？臻g衛(wèi)星是搭有位置報(bào)告載荷和RNSS載荷的北斗中圓軌道衛(wèi)星。地面接收站由地面信號(hào)接收站、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。救援指揮中心則由救援任務(wù)控制中心、氣象水文中心、救援飛機(jī)和救援船舶組成，其中救援飛機(jī)和船舶分別裝載了座艙顯示器和電子海圖顯示系統(tǒng)。用戶設(shè)備主要包括北斗船舶應(yīng)急示位標(biāo)、北斗落水人員示位標(biāo)和救援飛機(jī)、船舶機(jī)載北斗、通信電臺(tái)。

圖1　基于北斗MEO衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)示意圖

當(dāng)海上發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，遇險(xiǎn)人員可以手動(dòng)或者自動(dòng)發(fā)送遇險(xiǎn)求救信號(hào)，遇險(xiǎn)信號(hào)通過中軌衛(wèi)星處理和轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收站。地面接收站對(duì)入站信號(hào)接收處理，從而得到遇險(xiǎn)人員的位置信息，通過地面通信網(wǎng)發(fā)送給救援任務(wù)控制中心和氣象水文中心。氣象水文中心參考地面接收站提供的位置信息，將遇險(xiǎn)海域的海上氣候和水文狀況提供給救援任務(wù)控制中心。救援任務(wù)控制中心綜合地面接收站和氣象水文中心的信息，派遣搜救船舶和搜救飛機(jī)進(jìn)行搜索救援，通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、岸基通信電臺(tái)系統(tǒng)和北斗RDSS出站鏈路等方式指揮調(diào)度搜救船舶和飛機(jī)。搜救人員實(shí)時(shí)反饋搜救情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)遇險(xiǎn)人員，搜救人員開展搜救，完成搜救任務(wù)后，匯報(bào)搜救結(jié)果。

2.海上搜救系統(tǒng)的定位模式

在不同情況下，遇險(xiǎn)人員可以使用以下幾種方法通過MEO衛(wèi)星向搜救控制中心進(jìn)行位置報(bào)告：

1）基于雙星定位原理的工作模式：遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)通過向2顆載有位置報(bào)告載荷的MEO衛(wèi)星發(fā)射入站信號(hào)，各MEO衛(wèi)星接收到入站信號(hào)，經(jīng)過星上處理，將相關(guān)測量值轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收站，地面接收站完成經(jīng)衛(wèi)星至用戶往返距離的測量，結(jié)合高程地圖解算出遇險(xiǎn)人員的位置。

2）基于短報(bào)文的工作模式：示位標(biāo)發(fā)射攜帶自身位置信息的求救信號(hào)完成向搜救控制中心的位置報(bào)告。遇險(xiǎn)用戶示位標(biāo)通過接收RNSS信號(hào)，解算出自身的位置信息，然后將位置信息通過MEO衛(wèi)星發(fā)送至地面接收站，地面接收站從入站信號(hào)中提取遇險(xiǎn)人員的位置信息，通過地面通信網(wǎng)提供給搜救控制中心開展救援任務(wù)。

3）基于TOA/FOA原理的工作模式：估計(jì)遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)到地面接收站的信號(hào)到達(dá)時(shí)間（Time of Arrival，TOA）和到達(dá)頻率（Frequency of Arrival，F(xiàn)OA）。當(dāng)海上出現(xiàn)險(xiǎn)情，落水人員發(fā)送遇險(xiǎn)求救信號(hào)，經(jīng)過視區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，估計(jì)遇險(xiǎn)信號(hào)的TOA和FOA值[8]，通過聯(lián)立到達(dá)時(shí)間和到達(dá)頻率方程組進(jìn)行定位。該模式充分利用了中軌衛(wèi)星多覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，一個(gè)求救信號(hào)至少被4顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，地面接收站至少接收到4顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的求救信號(hào)，冗余度高，提高了系統(tǒng)的可靠性。

4）基于廣義RDSS原理的工作模式：遇險(xiǎn)人員示位標(biāo)通過發(fā)射RNSS時(shí)差觀測量求救信號(hào)來完成向搜救控制中心的位置報(bào)告[9]。將視區(qū)內(nèi)的一顆仰角比較高的MEO衛(wèi)星作為參考基準(zhǔn)衛(wèi)星，遇險(xiǎn)示位標(biāo)通過接收3顆MEO衛(wèi)星的RNSS信號(hào)，并分別計(jì)算求救信號(hào)到達(dá)2顆RNSS衛(wèi)星與基準(zhǔn)衛(wèi)星的時(shí)差，經(jīng)過基準(zhǔn)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)差信號(hào)，地面接收站結(jié)合星歷等參數(shù)解算出遇險(xiǎn)人員的位置。

3.中軌衛(wèi)星特點(diǎn)以及應(yīng)用于海上搜救的優(yōu)勢

北斗中圓軌道衛(wèi)星是中國開始研制建設(shè)的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)空間段的重要組成部分，由24顆軌道高度為21500km，在3個(gè)傾角為55°的軌道平面均勻分布的中軌衛(wèi)星組成[10]。目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)，為用戶提供定位服務(wù)，若將與RDSS載荷功能類似的位置報(bào)告載荷集成到北斗中軌衛(wèi)星上，系統(tǒng)就具有位置報(bào)告和短報(bào)文通信的功能[11]。與海上無線電通信系統(tǒng)和國外的COSPAS—SARSAT系統(tǒng)相比，具有極大的優(yōu)勢和特色，具體來說主要包括：

1）自主研發(fā)，安全有保障：COSPAS—SARSAT系統(tǒng)和Galileo系統(tǒng)都是由國外組織和建立的，在非常時(shí)期可用性和可靠性均無法得到保證。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由中國自主研發(fā)，擁有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有獨(dú)立性和保密性的特點(diǎn)。利用位置報(bào)告業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)無位置信息用戶的位置共享，將導(dǎo)航鏈路和位置報(bào)告鏈路相結(jié)合，信息傳輸鏈路安全性比較高[12]。

2）受海上環(huán)境影響?。河捎谠撓到y(tǒng)采用是衛(wèi)星通信的方式，復(fù)雜多變的海上環(huán)境對(duì)衛(wèi)星信號(hào)影響較小。而且，MEO衛(wèi)星相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)的，有效克服了衛(wèi)星和示位標(biāo)間存在障礙物的問題[13]。

3）覆蓋范圍廣：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的中圓軌道衛(wèi)星共有24顆組成，地球上任意點(diǎn)的上方均可以看到至少4顆衛(wèi)星[14]，沒有衛(wèi)星盲區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，完全適用于高緯度海洋上遇險(xiǎn)人員的搜索救援。

4）時(shí)效性高：由于使用的是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的MEO衛(wèi)星，星上信號(hào)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)約1min，求救信號(hào)傳輸時(shí)延短，組網(wǎng)后可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)求救信號(hào)，有效解決了低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)地面站發(fā)現(xiàn)遇險(xiǎn)信號(hào)時(shí)間長的問題。

5）工作方式靈活多樣：用戶示位標(biāo)的多模終端向搜救控制中心進(jìn)行位置報(bào)告，可以采用TOA/FOA、短報(bào)文和廣義RDSS等多種工作模式。其中對(duì)RNSS信號(hào)的選擇，可以是北斗中軌RNSS信號(hào)，也可以是GPS和Galileo的RNSS信號(hào)。終端可以在不同的情況下做出合適的選擇，工作模式的靈活多樣，增加了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

6）雙向短報(bào)文通信：與其他海上搜救衛(wèi)星系統(tǒng)相比，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了導(dǎo)航和通信的集成，其特有的雙向通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)地面搜救控制中心與海上遇險(xiǎn)人員之間的雙向通信，非常容易將遇險(xiǎn)人員身體狀態(tài)和周圍環(huán)境反饋給地面站，為救援人員順利開展救援工作提供幫助。不需要像Galileo的SAR系統(tǒng)那樣建立反饋鏈路，縮減了系統(tǒng)建設(shè)的成本[15]。

三、北斗MEO海上衛(wèi)星搜救系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

北斗MEO衛(wèi)星應(yīng)用到海上搜救中，在擁有諸多優(yōu)勢的情況下，同樣受到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自身?xiàng)l件和外界因素的限制，面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：

1）當(dāng)前位置報(bào)告業(yè)務(wù)主要是北斗RDSS提供的，服務(wù)范圍小，只限國內(nèi)和亞太地區(qū)使用，而COSPAS—SARSAT系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于世界范圍內(nèi)大量的遇險(xiǎn)搜救行動(dòng)中，Galileo系統(tǒng)也在積極地搭建具有全球覆蓋能力的SAR載荷。考慮到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)推廣的原因，我國更應(yīng)該建設(shè)自己的海上搜救系統(tǒng)，提高我國在海上衛(wèi)星搜救組織的地位。

2）北斗RDSS上行頻率是國際電聯(lián)規(guī)定的次要業(yè)務(wù)[16]，搜救信號(hào)易受其他系統(tǒng)的干擾，技術(shù)要求比較高，導(dǎo)致系統(tǒng)的安全可靠性降低。然而國際上的海上搜救系統(tǒng)使用的是專用衛(wèi)星搜救頻段，避免了其他系統(tǒng)的干擾，系統(tǒng)安全可靠。

3）由于在MEO衛(wèi)星上搭載位置報(bào)告載荷，星上需要對(duì)示位標(biāo)的遇險(xiǎn)信號(hào)進(jìn)行捕獲等處理，從而導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限。為了使位置報(bào)告更好地應(yīng)用到海上搜救中，在設(shè)計(jì)海上搜救系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)不同工作模式下的信號(hào)體制進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)容量過小的問題，并下大力氣加以解決。

4）用戶終端功耗大，由于完成遇險(xiǎn)人員到地面中心位置報(bào)告的過程中，不管使用哪種方法，都需要終端發(fā)射遇險(xiǎn)信號(hào)，那么終端必須包含發(fā)射設(shè)備，示位標(biāo)的體積和重量變大，在遇險(xiǎn)人員身上安裝此類示位標(biāo)也存在一定的障礙。

5）不管采用哪種工作模式，在中圓軌道衛(wèi)星上搭載位置報(bào)告載荷，都需要重新設(shè)計(jì)星上天線來滿足位置報(bào)告載荷與RNSS載荷的兼容，并且MEO衛(wèi)星需要對(duì)入站求救信號(hào)進(jìn)行星上處理。

6）用戶和MCC存在不能共視MEO衛(wèi)星的情況，需要設(shè)計(jì)星間鏈路進(jìn)行信息的中繼，以實(shí)現(xiàn)用戶和地面主控站之間的信息交互。

四、結(jié)束語

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星搜救成為海上遇險(xiǎn)人員和船舶最有效的救援方式，早期的低軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)和靜止軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的性能已經(jīng)不能滿足人們對(duì)精確定位和快速搜救的需求，在全球衛(wèi)星系統(tǒng)上搭載搜救載荷，形成中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)成為了發(fā)展衛(wèi)星搜救的必然趨勢。考慮到在北斗MEO衛(wèi)星上使用位置報(bào)告載荷和RNSS載荷集成體制，將導(dǎo)航與通信功能相結(jié)合，構(gòu)建了基于北斗中軌衛(wèi)星的海上搜救系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了中軌衛(wèi)星資源，擁有覆蓋范圍廣、定位精度高、定位速度快等諸多優(yōu)勢，可以有效提高海上搜救的效率，因此發(fā)展我國自主的中軌衛(wèi)星海上搜救系統(tǒng)將有力保障軍民財(cái)產(chǎn)和人身安全。

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