卫星应急通信项目解决方案.docx
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1、卫星应急通信解决方案2007-3-1613:56:54 阅读 531 次为了预防和削减自然灾难、事故灾难、公共卫生和社会平安大事及其造成的损失, 保障我国平安、保障人民群众生命财产平安、维护社会稳定,提高应急处置的指挥效率, 公安、军队、市政、电力、地震、气象、电信、疾病掌握、防火等诸多领域急需建设应急 通信系统,将突发觉场的视频、音频和其他数据送至指挥中心,为其猎取灾情信息,进行 现场指挥供应“通信畅通、现场准时、数据完备、指挥到位”的技术保障。由于通信线路 的限制,通常采纳卫星通信作为应急通信的主用线路,卫星通信敏捷多样,机动性好,但 系统建设和运营成本较高,因此系统平常应可用于一般的民用
2、通信租赁,为商业用户供应 高速率的话音、图像和数据传输,以降低运营成本;在遇突发大事时,可依据实际状况配 置成满意实际需要的应急通信网,快速转变为应急战备状态,保证各种通信指挥系统的畅 通无阻。应急通信网络应具备以下特点:1、平战结合,留意有用性网络建设要考虑平常应用,尽量简化中心站和远端站的配置,提高采用率,在日常 的工作中,整个系统资源可以用来处理民用通信:如电视会议、数据输出、视频传输等工 作;当进入应急工作状态,指挥中心和整个系统资源将全部用来应付紧急公共平安大事, 能做到在最短的时间内,实现最佳的资源调配和指挥,达到“一点感知,到处可知;闻警 而动,到处协同;有备而战,临危不乱”的状
3、态。2、以实际需求为导向的应用系统建设着眼于应急联动实际使用现状,以满意各业务部门的应用需求为前提,尽量采用和 整合现有系统资源,避开重复投资,不搞“高、大、全”式的形象工程。留意网管建设, 合理调配转发器资源。通过引进法律规范、先进的项目管理方法来保证系统的胜利实施, 建立科学的运行保障体系保证系统的正常运行,把硬件建设放在以需求驱动的基础上。3、支持高速率数据通信在以往的卫星通信应用中,单链路用户数据速率达3M-20Mbps的高速率通信需 求不是特别普遍,随着视频应用的日益普及,通信和互联网的各类应用速率不断提高,基 于卫星通信的单链路宽带数据通信需求正越来越多。因此系统应能够支持多种类和
4、大流量 业务,可供应不低于5Mbps速率的数据通信,并具备支持大型网络的力量,适应网络掩 盖全国、辐射省市、地区的日益扩大的规模要求。4、系统平安牢靠,易操作,简化接口类型和合同,避开繁复的设施组合在多媒体数据交互的过程中,尽可能选择统一、标准的接口和合同,力求惯性导航制导系统简称惯导系统:最早应用惯性制导武器系统的是二战时期德国的V-2火箭。经过半个多世纪的进 展,惯性制导系统的应用被扩展到海陆空各大军事民用领域,已经成为高科技武器 装备不行缺少的子系统,广泛运用在海、陆、空各种运载工具,在国防科技上占有 特别重要的地位,也是世界各军事强国重点进展的技术领域之一。惯导系统的主要组成部分包括:
5、陀螺、加速计和计算机。陀螺是关键部件。陀螺主要分为机电陀螺和光学陀螺,光学陀螺分 为激光陀螺与光纤陀螺。光学陀螺是对机电陀螺的重大突破,激光陀螺已逐步替代 了机电陀螺。激光陀螺的原理是采用光程差来测量旋转角速度(SAGNAC效应)。激光在闭合光路中,由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和 光干涉,采用检测相位差或干涉条纹的变化,就可以测出闭合光路旋转角速度。激 光陀螺仪的基本元件是环形激光器,环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭 合光路组成,内有一个或几个装有混合气体(氢通气体)的管子,两个不透亮 的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体,产生单色激光。为维
6、持回路谐振,回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透亮镜将激光导出回路,经反射镜使两束相反传输的激光干涉,通过光电探测器和电路输入与 输出角度成比例的数字信号。光纤陀螺三轴惯测仪是由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组 成,可以实时输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据,具有对准、导航和航向姿势参考基准等多种工作方式,用于移动载体的组合导航和定位,同时为随机运动的天线的机械掌握装置供应精确的数据。主要性能:加表精度l*10-4g;光纤陀螺精度(漂移稳定性)Wl。/h;标度 固形线性度W5*10-4。激光陀螺除导航功能外,还可为舰艇上的武器掌握和作战管理系统 供应精确的姿势和航向数据。由激
7、光陀螺、线加速计和掌握线路等组成的系统称为激光陀螺捷联 惯性导航系统,简称激光制导系统、激光惯导系统或激光陀螺惯导系统。激光惯导 系统能实时解算出车辆、舰船、飞机、导弹、火箭等载体的航向姿势、速度和位置 变化并输送到掌握系统,从而实现自主导航、精确制导,是抱负的导航平台、放射 平台、通信平台和测量平台。我们我国某航天军工公司的激光陀螺捷联惯性导航系统技术指标。激光陀螺、激光陀螺惯性制导系统作为精确制导和精确定位的关键 技术,已得到大量装置和使用。1982年,美国开头在“战斧”式空对航巡航导系统作为精确制导 和精确定位的关键技术,已得到大量装备和使用。1986年,激光陀螺系统在“阿里亚娜”运载火
8、箭上试飞成功。激 光陀螺快速应用到几乎全部型号的导弹惯导系统中。1997年,以激光陀螺为核心的其次代标准惯导系统。在美国已被大量应用到各类 军用飞机上,如F-117A隐形战斗机。采纳激光陀螺/GPS导航的飞机的导航精度 平均达到了 5. 2米。近年来,美国和北约海军军舰近年来用激光陀螺惯导系统取代用于 潜艇和各种水面船只的抗性陀螺仪。美国陆军对炮兵多管火箭系统进行增程,射程从32公里提高到45 公里,随着射程的提高,投放误差也将增加,实行了激光陀螺制导系统,不但提高 射程还提高了火箭命中率。美军已大量装备了激光陀螺惯性制导系统,简单山路上运动中的地 面通信车、海面上运动中的舰艇、各种战机和导弹
9、能在运动中时刻精确对准军用卫 星,进行无障碍通信。激光陀螺惯导系统的优越功能打算了首要的应用领域是在军事上,同时也快速应用 与民用方面,用途甚广。1980年,激光陀螺被美国波音公司选中,最早用于新研制的波音 757客机、767客机的导航系统中。1981年,欧洲的空中客车A310也采纳了该系统。激光陀螺惯导 系统不但在导航精度上大大提高,同时它比常规的惯导系统的可靠性提高5倍以 上。激光陀螺惯导系统在“动中通”上的应用,能为商船、火车、汽车 供应运动中卫星通信、导航以及在运动中接收卫星电视信号。卫星移动通信系统组成卫星移动通信系统是由卫星自动跟踪系统和卫星通信系统两部分组 成。1、自动跟踪系统:
10、卫星自动跟踪系统是天线在载体运动时对准卫指向。指向。星的精确(1)天线系统:卫星天线的工作状态是三维运动的。采用卸载和 储力减小天线传动时的负载惯量。由于各种运动力的影响,卫星的位置在不断地漂 移,其姿势也在微小地转变,天线能削减指向误差。(2)伺服系统:采纳位置环或速度环掌握方式,使用模拟硬件提 高电路响应速度,减小伺服跟踪系统的动态滞后误差。(3)数据处理:计算平台,对误差信号、载体的动态信号进行处理, 计算出天线的掌握信号。(4)载体测量:卫星移动通信系统对运动载体与卫星的测量提出极高的要求。捷联式惯性导航系统测量出载体的变化量,天线依据跟踪参数实时 调整指向。捷联式惯性导航系统的主要设
11、施是激光陀螺,激光陀螺是在光学干涉原 理基础上进展起来的新型导航仪器参对物体进行精确定位。石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制成的敏感元件,挠性摆式结 构装有一个反馈放大器和一个温度传感器,用于测量沿载体一个轴的线加速度。2、卫星通信系统:卫星通信系统是将上行信号传输到卫星,卫星 转发器传送下行信号到地面卫星接收系统;或单方向接收卫星信号设施。卫星电视 双向传输的主要设施有:编/解码器、调制1/解调器、上/下变频器、高功率放大 器、双工器和低噪声放大器。卫星移动通信系统工程原理载体在运动过程中,由于姿势和地理位置发生变化,会使卫星天线 的指向偏离卫星,造成通信中断。必需对载体的这些变化进行隔离,
12、使天线始终对 准卫星。这是天线稳定系统要解决的主要问题,也是移动载体进行不间断卫星通信 的前提。位置的经度和纬度相对水平面的初始角。依据其姿势及地理位置、 卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持仰角对水平面不变的前提下 转动方位,并以信号极大值方式自动对准卫星。载体运动过程中,测量出载体姿势的变化,通过数学平台的运算, 变换为天线的误差角,通过伺服系统调成天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体 在变化过程中,天线对星在规定范围内,使卫星放射天线在载体运动中实时跟踪地 球同步卫星。跟踪方式有自动跟踪和惯导跟踪两种。自动跟踪是依靠卫星信标进 行天线闭环伺服跟踪;惯导跟踪是采用陀螺导组合敏感
13、载体的变化进行天线跟踪。 这两种跟踪可依据现场状况自动切换。当系统对星完毕转入自动跟踪后,以自动跟踪方式工作;同时,惯 导系统也进入工作状态,并不断输出天线极化、方位和俯仰等数据。当由于遮挡或其它缘由引起天线信标信号中断时,系统自动切换到 惯导跟踪方式。同时,采用先进的卫星移动通信系统传输广播电视信号,可完全达 到现场转播效果。载体可在20100KM/H的行驶速度下通过卫星双向传送或接收卫星信号、电视信 号,运动载体在运动过程中不间断进行卫星通信。卫星移动通信系统的评价1、卫星移动通信系统的特点(1)自主跟踪。采纳自主跟踪方式跟踪卫星,充分采用了卫星通信掩盖区域大、抗干扰力量强、线路稳定的特点
14、,可实现点对点、点对多点、点对 主站的卫星移动通信;(2)敏捷机动。能确保快速、实时的静态、动态的现场通信;(3)自动重捕时间短。驶出通信盲区后能快速恢复通信;(4)通信质量牢靠。信号传输过程的节点少,提高通信质量和牢 靠性;2、卫星移动通信系统的缺点(1)通信盲区:在环境比较简单的状况下,高楼、桥洞、树木、山体遮挡;雨衰、大浪强风等干扰,会消失信号中断现象;(2)两套“动中通”传送不同电视图像信号,犹如时遇到闪点,在图像出时不易做到无闪点连接;(3) “动中通”与移动信号采集车之间,两者的方向、位置发生变化,信号传输简洁发生错误。(未完待续)移动应 急指挥平台一一突发大事的指挥系统解决方案一
15、、前言近年来,地震、水旱灾难、非典型肺炎、高致病性禽流感等一系列突发公共大事频繁发生,考验着党和政府的应急管理力量。切实加强应急管理,提高预防和处置突发公共大事的力量,是构建社会主义和谐社会的重要内容,也是全面履行政府职能、提高行政力量的迫切要求。为此国务院公开发布实施了我国突发公共大事总体应急预案,间续发布了四大类25件专项应急预案、80件部门预案和各省级总体应急预案,全国将应急管理作为“十一五”乃至长时期内的一个工作重点。在将来的数年内,公共突发大事应急通信系统的建设必将成为各级政府工作的重要的组成部分之一。以科学进展观为指导,以建立和谐社会为动身点,以我国、部门和地区相关应急预案和规划为
16、依托,以关键性公共建设项目规划为手段,着力解决突发公共大事应急响应中的薄弱环节,努力构建响应快速,协同高效,处置有力,保障到位的突发公共大事响应体系,切实增加各级政府应急响应综合力量,适应社会进展需要这一指导思想和总体目标,必将成为各级领导“十一五”期间工作业绩的一个考核标准。二、政府行业状况我国要求紧密围绕和服务于我国突发公共大事总体应急预案的实施,建立统一指挥、功能齐全、先进牢靠、反应灵敏、有用高效的我国公共平安应急体系技术平台。政府行业要突破公共平安监测监控、猜测预警、指挥决策与处置等核心技术,为构建我国事故、大事、灾难一体化,精确、快速应急决策指挥系统供应技术支持。当突发公共大事发生时
17、,突发大事(如:自然灾难、事故灾难、公共卫生大事、社会平安大事等)的现场一般会消失电力、通信的中断或堵塞,给现场救援工作带来极大不便,加大了灾难的损失,政府的各职能部门为了能正确决策、快速反应并精确处理,有效降低损失或损害,必需要全方位充分了解现场状况,并与现场指挥部进行实时充分沟通,以利于应急指挥中心组织调动合适的资源,实行措施减灾降害,把损失降至最低,卫星应急通信指挥系统能够满意政府的需要,是各种灾难应急处理的高技术装备。三、公共突发大事应急救援的主要问题依据公共突发大事应急响应及指挥的要求,结合应用特点,发觉政府应急救援工作主要存在如下问题:1、快速反应力量的缺乏:突发大事发生以后,需要
18、政府职能部门快速反应,调动有效资源,进行现场救援工作,并能够依据现场的实时状况合理有效的调配资源。现有的通信及设施并不能很好的供应快速应急反应。2、大事现场通信手段的缺乏:突发大事具有随机性,无法提前进行大事现场的通信建设,一旦遇到通信不畅或大事四周无线路建设时,都会给现场的紧急救援工作带来极大的困难。3、对大事现场状况的精确性无法把握:大事现场状况往往多变及简单,处于后方指挥中心假如没有实时的图片或视频资料,一般很难把握现场的精确状况,就特别有可能在救援中消失错误指挥,存在误差性,给我国及公众平安带来更大的损失。4、缺乏指挥中心与大事现场的联动:传统的以话音通信为主的紧急状况汇报模式已不能满
19、意现场精确救援的要求,指挥中心的指令无法精确的下达到救援现场,缺少相应的视频会议系统让中心与现场相互联动。5、缺少与各级救援部门间的沟通:应急救援现场的状况简单,因多个职能部门的参加,各自体系下所用的不同话音设施之间的互联互通就成为了一个问题,即协调指挥作战的力量。6、缺少必要的办公手段:大事现场的条件缺乏,往往不能够满意救援的办公手段要求,如:上网、语音、传真以及收看即时新闻等。这些将为救援的效率带来影响。分析以上问题,主要是由于应急响应的技术手段落后,没有充分采用现有的先进技术,采纳技术与人力相结合的方式,建立完整的公共突发大事应急救援体系。采用卫星通信的现代科学技术,可以构建公共突发大事
20、应急通信卫星远程指挥体系,满意大事现场的应急通信。该体系由数据、图像、语音传输系统、视频会议系统、定位系统、指挥系统等构成。四、问题的解决方案南京中网通信有限公司供应的“应急通信卫星远程指挥系统”可以有效地解决上述问题,该系统采用功能全面的卫星机动通信车,实现了领导与专家在办公室或指挥中心进行远程指挥大事现场的应急救援工作、可以实时观看大事现场实况、可以实时进行现场指挥、视频会议、并同时可实现远程的卫星电话通讯等。该方案的设计目的是:充分采用各种先进的技术手段,挖掘和整合现有信息资源和通信手段,完善信息通信快速反应和应急保障机制,实现政府“机动敏捷、快速反应、指挥高效、信息畅通”的最终目标。同
21、时考虑“平战结合”的需求,充分发挥有用性。该方案具有如下主要功能:1、远程指挥:当有大事发生时,政府指挥中心或相关部门,可以依据远程传回的现场实况图像或照片,对word格式资料卫星通信车所在的现场指挥部进行远程救援指挥。整个过程可以实时硬盘录像保存,以供日后分析使用。2、现场指挥:现场指挥人员可以采用卫星通信车内的计算终端调阅后方的资料,采用前端信息采集设施了解全面状况,并通过通信车实现更快速精确的现场指挥。3、卫星电话:可以实现大事现场与政府指挥中心之间的卫星电话通信。4、视频会议:可将大事现场的状况进行图像传输,并可通过在通信车内的视频会议系统将现场实况传输到现场指挥部(卫星应急通信车)以
22、及指挥中心总部。同时,现场指挥中心与指挥总部可依据现场图像状况进行远程会议争论救援方案。5、远程技术支援:当现场指挥部需要各种电子资料时,可以通过卫星网络直接从政府指挥中心猎取。6、公网及传真:可通过现场指挥车的卫星系统访问互联网,扫瞄或下载相关信息,并发送传真,实现现场办公。7、电视接收:可通过指挥车进行卫星电视的接收,通过媒体报道了解大事现场的相关状况。8、互联互通:能够将各种技术方式的通话设施进行互联,实现对各职能部门的现场统一呼叫,以及与公网电话的连接,真正做到统一指挥。9、可构网:能够快速构建全国范围内多台卫星应急通信车的机动构建起通信网,从而削减重复投入,大大提高了系统的采用率与敏
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