天地一体VDES 发展现状及应用展望

天地一体VDES发展现状及应用展望
国内,中国航天科技集团有限公司第八研究院(以下简称航天八院)持续多年组织开展了VDES搭载试验星、技术验证星的研制和测试验证工作。2020年初发射了首颗搭载VDES载荷的技术试验卫星。国防科技大学持续开展基于微纳卫星平台的AIS/VDES系统研制与试验工作,2020年8月,发射了天拓五号卫星,其主要任务是开展新一代AIS信号接收、ADS-B信号接收以及VDES等新技术研制。航天行云科技有限公司计划发射80颗行云小卫星,建设低轨窄带通信卫星星座,并计划在行云小卫星上搭载VDES载荷。由中国交通通信信息中心(以下简称通信信息中心)编制的交通安全应急专用公益卫星星座系统(以下简称交通星,MOTS)网络资料,于2019年成功为国际电信联盟接受,争取到世界排名第一的VDES卫星频率及轨位资源。2021年10月14日,通信信息中心联合航天八院、北京和德宇航技术有限公司联合研制的3颗交通甚高频数据交换系统试验卫星(简称交通VDES试验卫星)在太原卫星发射中心成功发射,完成了交通星频率激活任务,全面开启了VDES星载载荷在轨测试验证工作。
3.国内外VDES地面系统发展现状
国外,瑞典SAAB公司与瑞典海事局开展了VDES相关研究,2014年底完成了VDE原理样机研制,2015年完成了VDE场外测试。日本无线株式会社(JRC)重点开展了VDES船载原型样机研发,2018年12月完成了点对点试验和广播试验。南非Stone Three公司重点开展VDES终端产品研发,2019年1月,联合加拿大在魁北克进行了VDE-TER的陆地性能实测以及与AIS兼容性测试。新加坡海事港口局与信息通信研究所、ST电子共同开展了VDES船台样机研制与试验,完成了陆上和水上点对点通信试
验。
国内,中国交通运输部东海航海保障中心与航天八院等单位合作,在VDES标准研究和试验系统开发方面开展了大量的研究工作,2019年4月在杭州湾水域开展了VDES地面系统(VDES-TER)点对点试验。大连遨海科技公司研发了一系列的VDES地面终端设备和管理系统,如船载终端AT-V10、岸基AT-B10、开发模块AT-M10和岸基管理系统AT-G10,2020年与中国交通运输部北海航海保障中心共同完成了稳定距离35海里的海上通信试验。按照ITU-R M.2092-0技术建议书对岸基发射机、船载发射机参数、天线、波形、灵敏度和干扰等参数提出的要求,通信信息中心研发了具有自主知识产权的VDES地面终端装备,并完成了外场(深圳港口)现场测试。此外,通过承担VDES交通强国试点任务,通信信息中心开发了VDES通信信息服务系统,初步具备了船舶遇险报警、航行状态监测、海事安全信息播发、安全应急指挥调度、智能航运岸基服务等功能,并研究提出了VDES核心网络设计方案,初步实现包括用户身份认证、位置注册、跨区域通信等相关功能,为后续VDES系统建设与发展奠定了坚实基础。
三、天地一体VDES系统构成
天地一体VDES主要由空间段、地面段和用户段三部分构成。其中,空间段由搭载VDES载荷的低轨卫星星座构成;地面段由VDES信关站、地面测运控中心、数据中心、应用服务中心以及岸基网络等构
成;用户段目前主要包括VDES船载终端用户,随着天地一体VDES通信网络的逐步形成,未来将面向交通运输“人、车、船、机”等典型用户提供通信信息服务。天地一体VDES 系统架构如图2所示。
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卫星应用
chdtv2022年第2期
包括各种类型船载终端以及其他低功耗、小型化地面终端,是天地一体VDES的应用服务实现的重要载体。目前,VDES用户终端尚未正式进入量产商用阶段,国内多家单位均完成了符合ITU-R、IALA、IEC相关技术标准规范的岸基、船载终端的研发与测试,相关技术性能指标不低于国际水平。随着VDES通信系统的发展与完善,未来天地一体VDES 网络将面向交通运输“人、车、船、机”等众多典型用户,基于低功耗、小型化VDES用户终端提供通信信息服务,满足多种低轨卫星互联网应用场景下的数据通信传输需求。
四、天地一体VDES应用展望
1.VDES在海上信息交互领域的应用发展趋势
VDES系统建设的首要目的是保障船舶航行安全,随着VDES技术的成熟和推广应用,将彻底破解海上船舶航行安全信息交换瓶颈问题,促进该领域的快速发展。在船船信息交互方面,VDES系统通过增加VDE双向数据交互信道,支持更多的船船之间信息播发,能够有效缓解AIS信道阻塞导致的船舶安全预警信息传输滞后问题,最大限度地保障船舶航行安全。在船岸信息交互方面,VDES系统会辅助岸基服务系统根据船舶航行区域自动更新和推送沿海水域航标助航服务、安全航行信息服务(如航警、搜救、冰况等信息)、水文气象服务、海图更新服务等各类船舶航行安全信息,彻底解决船岸信息及时交互问题,使船舶快速、自动、实时获取相关航行安全数据,保障船舶航行安全。
工字钮
2.VDES在卫星通信信息服务领域的应用发展趋势
作为以卫星互联网为代表的通信网络基础设施
参考文献
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重要组成部分,VDES应用前景十分广阔。其不仅能够满足多种海上应用场景需求,还能够为全球海上乃至陆地用户提供全天时、全天候的VHF频段通信、数据采集和海上物联等服务,并能够与地面其他通信系统实现融合,形成天地一体的卫星互联网服务能力,为全球立体观测、能源勘探、环境监测等多种应用场景提供基础通信信息服务,促进形成完整的VDES卫星互联网产业链条,带动相关产业共同发展。
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海上应急通信系统
卫星应用
2022年第2期

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