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全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT

2/14/2005来源:卫星通信人气:13322

全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT 摘要 本文介绍了全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT的构成、功能及其发展 应用,着重介绍了COSPAS/SARSAT全球卫星搜救系统在我国的建设与 应用。 关键词 卫星搜救系统 示位标 本地用户终端 任务控制中心 1概述 COSPAS/SARSAT系统是由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性 卫星搜救系统,它是国际海事卫星组织推行的全球海上遇险与安全系统的重要 组成部分。该系统使用低高度卫星为全球包括极区在内的海上、陆上和空中提 供遇险报警及定位服务,以使遇险者得到及时有效的救助。COSPAS/SARSAT全 球卫星搜救系统已成功地应用于世界范围内大量的遇险搜救行动中,在2247起 遇险事件中已成功地救助了7354人。国际海事组织在《海上人命与安全公约》 中明确规定:所有总吨数300吨以上的船舶必须按照要求装备遇险定位与搜救设 备。COSPAS/SARSAT全球卫星搜救系统以其可靠、方便、免费使用等优点赢得 了人们的青睐,该系统不仅广泛地应用于航海领域,而且也对航空业和陆地用 户提供全球性的卫星搜救服务。 2 COSPAS/SARSAT系统构成及其功能 COSPAS/SARSAT全球卫星搜救系统由遇险示位标、卫星星座和地面分系统 三大部分构成,如图1所示。 2.1示位标 遇险示位标实际上就是一台可以完全独立工作的全自动发信机,示位标有 三种形式:航空用紧急示位发射机(ELT),航海用紧急无线电示位标(EPIRB), 个人位置示位标(PLB)。遇险示位标使用的频率有:121.5MHz、243MHz、4O6M Hz。当用户遇险后,遇险示位信标可以通过人工或者自动由遇险时的撞击、水 浸而激活(信标激活后可以存活48/小时),发出121.5/406MHz的遇险报警信 号,经卫星转发后,由遍布全球的本地用户终端(LUT)接收并计算出遇险目标 的位置,随后经国际通信网络通知遇险地区的相关搜救部门进行搜救。 2.2卫星星座 搜救卫星星座是由前苏联的COSPAS卫星和美国的SARSAT卫星组成,卫星高 度为:85O~1000km,卫星运行轨道为极轨道,现有六颗卫星在工作。搜救卫星 的主要任务是对遇险示位信标发出的遇险报警信号进行变频、存储、转发等处 理,然后送给本地用户终端(LUT);对121.5/243MHz的遇险报警信号以下行 频率1544.5MHz实时转发给本地用户终端(LUT)进行处理;而对406MHz的遇险 报警信号既可以以下行频率 1544.5MHz实时转发给本地用户终端(LUT)进行处 理,也可以先存储起来遇到LUT再转发。 由于该系统的卫星轨道较低(850~1000km),单颗卫星覆盖地球的面积比 地球同步静止卫星小。因而,在目前六颗卫星工作的情况下,对遇险目标来说 存在着一定的等待时间,尤其是在靠近赤道地区,两颗卫星飞越同一地区的时 间间隔最长可达1.5小时。因此,一些国家现在正在考虑使用地球同步静止卫星 实现对信标信号的实时转发,以消除卫星的等待时延。目前,由印度发射的INS AT-2B同步卫星装备有406MHz转发器,可以实现对中国全部陆地和海域的实时 覆盖。 2.3地面分系统 地面分系统包括本地用户接收终端(LUT)和搜救任务控制中心(MCC)两 大部分: (1)本地用户接收终端(LUT) 本地用户接收终端的作用是:跟踪搜救卫星并接收卫星转发下来的遇险示 位信标信号和数据,然后解码、计算并给出信标识别码和位置数据,同时又实 时修正卫星的轨道参数,把信标的报警数据和统计信息送给相应的搜救任务控 制中心(MCC)。 (2)搜救任务控制中心(MCC) 搜救任务控制中心(MCC)必须和本地用户接收终端(LUT)相联接,一个 MCC至少要联接一个LUT,美国的MCC联接了12个LUT,其中有一个是静止轨道的 LUT。 MCC的主要功能是: *收集、整理、储存和分类从LUT与其它MCC送来的数据; *在COSPAS/SARSAT系统内与其它MCC进行信息交换; *过滤虚假报警,解除模糊值; *把报警和定位数据分发到有关的搜救协调中心(RCC)或搜救协调点(SPOC)。 目前世界上已经有21个国家建立了38个LUT,共有19个MCC处于工作状态。LUT 的地理分布可以把地球的大部分表面覆盖,有些地区特别是东南亚地区由多个LUT 重叠覆盖;个别地区如非洲南部尚未建有LUT,但该系统可以由搜救卫星利用星上 存储器把遇险信号存储起来携带信号飞行,直到有LUT接收到此遇险信号。 3 COSPAS/SARSAT系统在我国的建设与应用 我国政府于1994年加入了该组织,由交通部负责在北京交通部大楼内建设了 卫星搜救本地用户终端(LUT)和搜救任务控制中心(MCC),负责对中国服务区 的实时覆盖和报警数据的处理分配。北京LUT的覆盖区域包括我国全部陆域和大部 分海域,香港特别行政区也建有COSPAS/SARSAT系统(LUT和MCC),由香港特别 行政区海事处负责运行和管理。北京的LUT无法实时覆盖的我国南部海域,由香港 的LUT实时覆盖。 我国的COSPAS/SARSAT系统选用了目前国际上最先进的数据处理设备——高 性能的HP9000系列工作站。LUT采用了冗余备份系统,可以对同时飞过的两颗卫星 分别进行跟踪。当搜救卫星通过北京LUT的共视区时,LUT的天线就会锁定与跟踪 这颗卫星,并由几个数字信号处理器(DSP)对卫星的下行信号中的121.5MHz、243 MHz、406MHz信号进行实时处理或对406MHz信号进行延时处理。我国的MCC采用一 主一备两台高性能的HP 9000系列服务器,通过专用的通信接口与国际MCC通信网 络相联接。根据系统的数据分配计划,各国的MCC间实时交换定位数据及卫星轨道 参数等系统信息。目前中国的MCC采用的通信接口有四种:即AFTN航空专用通信接 口、X.25分组交换接口、TELEX电传接口和FAX传真接口。四种接口依据可靠程度 设有优先等级,互为备用,确保遇险数据能够及时有效地传送。假如海上遇险发 生在中国境内,则通知位于交通部内的中国海上搜救中心,并通知遇险船舶的船 籍国;若遇险发生在中国国境以外,则通过接点MCC将数据传送给相关的国家。对 于航空、探险、登山、陆地等遇险,COSPAS/SARSAT卫星搜救系统可根据遇险信 号中的编码判断其身份,并以最快的速度直接将遇险信息通知其管理部门,以便 使遇险者能够得到及时有效的救助,从而实现陆、海、空全球全天候卫星搜救服 务。 4结束语 我国幅员辽阔,地理条件复杂,经济发展迅速。特别是改革开放以来,航空、 航海、长途运输、地矿、登山探险、科学考察等发展迅猛,而地面网络目前还很 做到难做到大范围的覆盖以及遇险报警和救援,诸多边远地区甚至无法建立地面 网络。利用卫星搜救系统实现遇险报警和定位则不失为是一个有效的途径。用户 只需装备示位信标,便可以享受卫星搜救系统提供的无偿的人道主义服务,现有 的各式各样的示位信标完全可以满足各种运输设备和个人的需求。目前在远洋运 输、近海渔业等已普遍装备示位信标,但在其它领域尚未充分利用,如果在陆、 海、空各个领域能够充分利用 COSPAS/SARSAT卫星搜救系统作为人民生命财产 的安全保障,便可以更好地为我国的经济建设服务。