关于构建国家应急卫星通信网的建议

依据国家需求和国内卫星通信发展实况提出了构建我国国家级应急卫星通信网的思路,文中阐述了应急卫星通信网的体系结构及其建设要求。     

中国陆地观测卫星应急成像时效性分析

为研究中国陆地观测卫星全球应急成像能力,通过分析卫星应急任务规划中涉及的卫星资源、测控资源及数传资源等,综合卫星过境窗口、卫星载荷能力、应急指令执行能力,提出了中国陆地观测卫星应急成像时效性分析方法;对境内及周边国家、欧洲及非洲、南北美洲等地区的应急成像与应急影像数据接收时效性进行分析计算,相关结果紧贴中国陆地观测卫星的测控能力、测控资源、数传资源的实际现状,可为中国陆地观测卫星的测控和数传资源的发展建设提供良好依据。     

面向应急事件的卫星任务规划技术

陆地观测卫星在轨运控中,面向用户成像需求的任务规划通常分为常规和应急两种类型。常规任务规划即根据需求的类型及空间位置,结合卫星轨道信息进行需求过境计算及常规任务安排,以获取卫星影像数据;应急任务规划即通过技术手段实现卫星快速应急成像。文章通过分析卫星常规及应急运控模式,提出了卫星应急成像任务规划模式下需求统筹、卫星资源综合调度、应急可行性分析、测控和接收资源调度、应急计划快速调整等关键技术,总结了中国陆地观测卫星应急成像能力,对应急任务规划系统设计提出可行性建议,有效地提高了卫星应急时效性。     

积极构建天地一体化应急卫星通信网络平台

从应急救援的角度入手，探讨应急通信现状，分析现存的问题，提出深入卫星应用研究，在宽带卫星通信系统、卫星广播、北斗卫星导航系统应用、天地应用层互联、标准体系等多方面开展深入研究和实践的构想，构建一个系统化、网络化、一体化的应急通信平台，推进中国卫星通信和应急通信事业的发展。     

应急常态化的测控网资源调度管理模式研究

随着在轨卫星数量的迅速增加,卫星应急测控需求的立即响应已趋于常态化。为更好地满足应急常态化条件下航天测控网资源调度系统的高时效性要求,提高应急任务满足率,文章分析了传统应急条件下资源分配方法所存在的问题,对应急常态化的资源申请框架进行了完整重构,并针对该框架中的任务非全弧段分配、合作博弈及优先级模型等关键技术进行了深入研究,使得资源的使用更加合理,可有效提高应急申请的响应时效。     

遥感应急目标影像自动检测及制图方法

针对点目标检测的应急响应,提出一种适用于该类场景的通用应急目标影像自动检测及制图方法,能实现主目标提取与轮廓分析相结合,从而快速提取应急目标。通过改进的分水岭分割算法提取主目标信息,对分割结果进行轮廓结构分析,形成应急响应专题图。在突发事件产生水坑的应急实例中,选取高分二号卫星影像数据,在汶川山体滑坡应急实例中,选取高分一号卫星影像数据,均获得了良好的提取效果。其中,应急水坑检测的误差率是1. 2%,山体滑坡检测的误差率是1. 7%,表明文章提出的方法能很好地满足应急响应中点目标检测的需求。     

应急条件下星地资源综合运用模式研究

以应急条件下卫星应用需求为牵引,分析了我国现有星地资源运用过程及其面临的综合运用能力弱、数传资源浪费等不足,提出了一种适合应急条件下星地资源综合运用的新模式,并分析了其中涉及的数传网,卫星资源、测控资源、数传资源数据库,以及综合运用调度模型和算法等关键技术。新模式建立了数传网的概念,在任务规划时综合考虑卫星资源、测控资源及数传资源分配,旨在最大程度地发挥星地资源的综合运用能力。仿真结果表明,提出的新模式能够有效缩短应急条件下的任务需求响应时间。     

面向应急管理的天基系统需求与构建设想

针对应急管理对天基系统提出的增强现场灾情信息传递保障能力和尽快完善天空地一体化应急观测体系的需求,在分析天基系统应具备的先进感知使能、通信使能、导航定位使能及智能使能基础上,提出了我国天基应急管理支援体系构建设想。通过发射中轨观测系统、高分光学强机动星座,以及增加地面机动测控数传站,加强和完善灾害应急遥感观测能力;通过天地一体化应急管理云平台实现灾情观测数据的处理和分发。为了尽快实现天基应急管理支援体系建设,提出应发展高、中、低轨协同的天基通信、导航、遥感卫星的建议。     

中国对地观测卫星在缅甸洪涝灾害应急监测中的应用

针对2015年7-8月缅甸发生的严重洪涝灾害,应缅方请求,民政部国家减灾中心利用多颗中国卫星对洪涝进行监测,并结合其他辅助数据对洪涝灾害的范围与影响进行分析评估,为缅方救灾决策提供有效支持。文章针对以上案例对应急监测数据、流程、方法、结果进行系统分析,结果表明中国卫星具有为周边国家重大灾害提供及时有效应急监测服务能力,并对未来中国卫星用于国际重大灾害监测服务提出了建议与展望。     

一种基于VoIP的CDMA卫星专网与PSTN互联系统设计

传统的CDMA网络多采用专门的语音通信协议,无法直接与地面电话系统PSTN实现互联互通。针对这一问题,设计一种基于VoIP的互联网关系统,并进行系统功能测试。测试结果表明,基于VoIP的互联网关系统可实现CDMA卫星专网与PSTN之间的语音互通,极大地方便了卫星通信网的落地和网络扩展。互联网关系统可用于军事通信、应急和救灾等领域。     

高速飞行器非视距短波通信的可行性验证飞行试验

当高速飞行器处于失稳失控等紧急情况时，现有航天器测控方法可能面临地面站天线无法及时跟踪和对准飞行器的问题，这将导致测控通信链路的中断，无法传输紧急的安控遥控指令。为了在飞行器失稳失控、非视距通信时与地面站维持通信，提出将短波通信应用于高速飞行器测控通信系统的应急通信，并进行非视距短波通信的飞行试验以验证方法的可行性。在试验中，地面站发射7 MHz的短波信号，高速飞行器内部安装的交流磁场计用于接收短波信号，获得了短波的磁场强度与飞行环境的本底噪声。试验结果表明，随着飞行器海拔的增加，磁场强度减小，高速飞行器始终能在非视距和天线不对准的情况下接收到短波信号，证实了短波应用于高速飞行器应急通信的可行性。试验是进一步验证高速飞行器在远距离、超视距以及拒止环境下应急通信的技术基础，同时，也为高速飞行器短波通信系统的研制提供重要的数据支撑。     

Alphabus卫星平台研制进展及技术特点分析

在欧洲航天局及法国国家空间研究中心的联合支持下,Astrium公司和TAS公司目前正在联合开发欧洲大型通信卫星平台Alphabus,作为对目前欧洲已有卫星平台Eurostar和Spacebus产品线的延伸。正常情况下Alphabus平台可以承载功率12～18kW,质量1500kg（最大）的有效载荷。文章主要介绍了Alphabus平台研制的背景、途径、进展情况及技术特点,并分析了对我国大型通信卫星平台研发的启示和借鉴作用。     

同步串行总线在通信卫星转发器中的应用

提出了一种适用于通信卫星转发器分系统测控数据传输的5线制同步串行总线,支持30个终端同时接入,改变了通信卫星平台传统的点对点式的遥测遥控信息传输方式,大大减少了通信舱内电缆数量;并在某通信卫星载荷舱上进行了应用,使卫星载荷舱质量减少几十千克,提升了卫星平台的有效载荷能力。文章设计的串行总线提供标准的接口电路,有利于有效载荷设备的扩容,可以推广至更多的有效载荷设备,构成其之间的测控信息网络。     

比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用

针对卫星移动通信信道频带和功率均受限的特点,将比特交织编码调制（BICM）技术应用到卫星通信系统,通过编码和高阶调制的结合,利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间的距离,进而提高编码增益,在保证系统频带利用率的同时,有效地提高了其功率利用率。在对卫星信道特点分析的基础上进行卫星信道建模,并分别在高斯（AWGN）信道、莱斯（Rice）信道和瑞利（Rayleigh）信道下对系统性能进行仿真,仿真结果证明了该种编码调制方式在卫星信道中的有效性。     

LDPC码在深空通信中的应用技术研究

在DVB-S2标准提出的LDPC码校验矩阵的构造方法以及编码算法的基础上,对LDPC码编码复杂度以及译码性能进行了分析和仿真验证;在AGWN信道下,采用BPSK调制方式对DVB-S2标准码长为16200、码率为0.5的LDPC码进行了计算机仿真。仿真结果表明,LD-PC码纠正突发错误和随机错误的能力均很强,具有很高的纠错比特数,适合应用在深空通信的恶劣环境中;并初步论述了深空通信的信道特点,通过和Turbo码比较,分析了LDPC码作为深空通信系统信道编译码方案的可行性。     

扩频谱相关自适应滤波技术的研究

被高速伪随机码调制的扩频信号,其伪随机码是具有随机编码信号特征的周期信号。所以,扩频信号应被建模为周期信号(循环平稳信号)。循环平稳信号与其信号的频移副本之间具有很强的谱相关性,充分利用这种谱相关性可以实现对窄带和宽带干扰的抑制。基于循环平稳理论和自适应滤波理论,提出了一种基于改进的LMS算法的扩频信号谱相关自适应滤波技术。这种变步长的谱相关自适应LMS滤波器能实现对窄带和宽带干扰的抑制,仿真结果证明了其有效性。     

子信道功率控制在Ka频段DT-OFDM系统中的应用研究

文章提出了子信道功率控制在Ka频段卫星通信信道DT—OFDM系统中应用的方案,给出了系统模型的组成和差分软检测方法,并根据系统模型进行了仿真。仿真结果表明应用子信道功率控制的DT—OFDM方案与传统的CC．OFDM方式相比,在10。误码率时能得到4dB的信噪比增益。     

Coherent optical array receiver for PPM signals under atmospheric turbulence

Adaptive combining of experimentally obtained heterodyned pulse position modulated (PPM) signals with pulse-to-pulse coherence, in the presence of simulated spatial distortions resembling atmospheric turbulence, is demonstrated. The adaptively combined PPM signals are phased up via an least-mean-square algorithm suitably optimized to operate with PPM in the presence of additive shot noise. A convergence analysis of the algorithm is presented, and results with both computer simulated and experimentally obtained PPM signals are analyzed.     

卫星通信中基于网络编码改进的广播重传策略

针对传统卫星广播重传策略、链路高丢包率下的基于网络编码的广播重传策略和最大团策略的问题,提出了一种改进的基于网络编码的广播重传策略。理论分析及模拟测试结果证明了改进的基于网络编码的广播重传策略较好地解决了传统卫星广播重传策略信道占用率较高、重传次数较多的问题,链路高丢包率下的基于网络编码的广播重传策略不能达到重传性能最优的问题,保证了卫星通信中的组播数据的快速、可靠的发布。     

国外卫星通信现状与发展趋势

分别阐述了国外卫星通信中卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播的现状及发展趋势,并论述了卫星通信发展总趋势。