海上无线通信中的卫星通信应用和发展前景
赫兹伯格摘要：随着现代社会的发展，海上无线通信中的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，未来的海上无线通信中的卫星通信系统功能需求愈发的多样化。随着全球信息化、数字化、网络化发展，远洋航行对宽带卫星移动通信需求日益增加，海上无线通信中的卫星通信系统的应用及其重要性越来越凸显出来。 关键词：海上无线通信；海事卫星 ；卫星通信
海上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，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。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。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，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。 yjh
1.1卫星通信系统概述
随着人们生活水平的不断提升以及国家现代化发展的需要，对通信事业的发展产生了强烈的推动的作用，而随着卫星的成功发射，更是直接将通信带进了卫星通信时代，极大促进了通信事业的发展。卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信，其系统主要包括空间卫星系统、地面控制服务主站以及用户终端等。空间卫星系统主要指的通信卫星，用来实现信号接收和发射功能的专用卫星，现阶段的通信卫星主要是利用同步轨道卫星，仅需三颗，就可以实现对地球全方位的覆盖；地面控制服务主站主要包括卫星测控中心及相应的网络控制中心、各类关口站等；用户终端包括机载终端、车载终端、船载终端以及固定站等。 1.2卫星通信系统的分类
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在现阶段的卫星通信系统发展过程中，根据相关不同的需要将其分为不同的类别，例如根据通信范围可以分为全球通信卫星、国际卫星通信系统、区域卫星通信系统以及国内卫星通信系统等。而现阶段的主流分类标准是按照通信轨道进行划分。主要包括，低轨道卫星通信系统（LEO），即距地面500—2000Km的卫星构成的通信系统，传输时延和功耗都比较小，但是卫星的覆盖范围也较小，而且低轨系统的系统构成和控制复杂、具有很强的技
术性，在建设和使用过程中耗费的资金也很多；然后是中轨道卫星通信系统，就是距地面2000—20000Km的卫星构成的通信系统，这种系统的延时相比低轨道系统较高，但是覆盖范围比较大，十几颗卫星就能够实现对地球的双重覆盖；最后就是高轨道卫星通信系统，是指距地面35800km的卫星构成的通信系统，即和地球保持同步静止轨道，三颗高轨道卫星即可以实现全球覆盖，但是其存在较长的传播时延和链路损耗，对通信存在一定的影响。
2.卫星通信技术的应用特点
2.1覆盖面广，距离远
卫星通信技术可以完成无线电信号和地球信息资源的传输。卫星通常位于空间站，人造卫星被用作中转站，完全脱离地球表面。它的视野更广，即覆盖范围广，无论距离远近都能完成信号传输，传输信号质量好、效率高、成本低。
2.2传输容量大
微波是支持卫星通信技术的重要载体。如果频带较宽，则具有容量大的优势，可以应用于
不同的业务类型，保证信号传输的有效性。由于传统通信手段受到环境、气候、地理等因素的影响，但这些因素在卫星信号技术中可以忽略不计，因此，卫星通信技术具有很高的应用价值。
2.3多地址通信功能
传统的通信手段主要采用点对点通信，而卫星通信主要是广播发散形式，可以实现多地址通信功能，运行可靠性更高。因此，每颗卫星不仅承担着地球通信中继站的责任，还可以同时支持多颗卫星。实际传输信号干扰小，可以有效避免传输数据的丢失和丢失，大大提高数据传输的准确性。
3.现阶段卫星通信在海上无线通信中存在的问题
卫星通信虽然具有无与伦比的优势，但是也存在一些问题制约着其功能的发挥。首先就是高纬地区信号覆盖难度大，所以还未实现信号的覆盖；其次就是会受到宇宙现象的影响，如日凌、星蚀以及太阳风暴等，都会对卫星造成不同程度的影响；然后就是信号的延迟问题和回流干扰现象，卫星的信号存在半秒左右的延迟，对于高精度的航海领域来说具有一
定的危险性；最后就是花费较大且存在很强的技术难度，无论是发射卫星还是卫星维护，都需要花费大量的资金，而且技术上难度很大。这些问题的存在，一定程度上制约了卫星通信在航海领域的应用。
4.卫星通信系统在海上无线通信中的应用
4.1航海领域的应用
卫星系统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。
4.1.1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。在海上船舶利用卫星通信，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。
4.1.2船舶防碰撞系统应用
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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。
4.1.3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，缺少地面建设，通讯方式无法保障船舶航行中通信保障需求，而卫星覆盖范围广泛，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。船舶利用卫星通信设备与卫星连接，通过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卫星通信实现彼此之间的实时通信，这也是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。
4.2遇险救生应用
采集重构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、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，不受限于地面建设，不受各种地面灾害的影响，尤其卫星通信系统，已基本实现全球覆盖，依靠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。
结语
在航海事业的发展过程中，导航技术一直是航海发展的重要构成，良好的导航技术不仅能够合理地规划路线，加快船只的工作效率，还能够及时地解决航行中出现的问题，对航海的发展具有重要帮助。卫星通信技术作为一种通过卫星实时通信的一种技术手段，也就能充分地利用卫星实现实时的导航。因此，相关人员应正确利用卫星通信技术及其主要组成部分的应用特点，合理将其应用于海上航行，全面分析卫星通信技术的应用问题，采取有
效的改进措施，确保航行通信水平的提高。
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参考文献：
[1]薛静静,张学玲,吴小松.新型海事卫星通信系统发展浅析[J].无线应用,2021.5:86-89.
[2]杨国峰,宋鑫,米映霖.卫星通信的近期发展与前景展望[J].计算机产品与流通,2020,17(05):82.
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