GMDSS原理与操作 海事卫星通信系统

概述 一 INMARSAT在GMDSS中的作用 二 卫星通信的基本概念 三 INMARSAT 海事卫星通信系统 四 通信程序

第一节 INMARSAT在GMDSS中的作用 INMARSAT系统是 GMDSS 的重要组成部分，是GMDSS 得以实施的重要保障。 在GMDSS 中，船舶遇险救助是以岸基为核心的，船舶一旦遇险，岸上的有关部门和船舶附近的其它船舶能以最小的时延，组织有效的救助，这主要得益于有远距离通信的手段，INMARSAT则提供了可靠的远距离通信手段。 GMDSS原理与操作

INMARSAT在 GMDSS 中能发挥如下作用： 遇险报警功能 搜救协调通信功能 现场通信功能 海上安全信息的播发与接收 常规通信功能 驾驶台与驾驶台之间的通信 GMDSS原理与操作

第二节 卫星通信的基本概念 什么叫卫星通信 什么叫静止卫星和静止卫星通信系统 卫星覆盖区 实现全球通信的条件 衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 卫星通信的特点

短波通信 电离层 地球 利用 电离层 反射短波 通信 GMDSS原理与操作

卫星通信——利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号, 在两个或多个地球站之间进行的通信。 GMDSS原理与操作

什么叫静止卫星？ 一、卫星的种类 二、什么叫静止卫星？

卫星的种类——1 按卫星的结构划分 无源卫星 有源卫星 卫星内部是否含有有源器件

卫星的种类——2 按卫星的轨道划分 1）按卫星轨道的形状划分 圆形轨道卫星 椭圆形轨道卫星 2）按卫星距地球表面的高度划分 低高度：H<5,000Km ; h< 4小时 中高度：5,000Km< H <20,000Km; 4小时 < h < 12 小时 高高度：H> 20,000Km ; h > 12 小时 注：H：表示高度，h：旋转一圈所需时间 GMDSS原理与操作

圆形轨道卫星 GMDSS原理与操作

椭圆形轨道卫星 GMDSS原理与操作

卫星的种类——2续 3）按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角 θ = 0° ，赤道轨道卫星 ； θ = 90° ，极轨道卫星; 0°< θ < 90°,倾斜轨道卫星 注： θ表示夹角 GMDSS原理与操作

卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 地球赤道 赤道轨道 θ = 0° ，赤道轨道卫星 GMDSS原理与操作

卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 θ =90°极轨道卫星; 地球赤道 卫星轨道 GMDSS原理与操作

卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 地球赤道 倾斜轨道 0°< θ < 90°,倾斜轨道卫星 GMDSS原理与操作

卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 θ=90° 极轨道 0<θ<90°倾斜轨道 θ=0赤 道轨道 GMDSS原理与操作

卫星的种类——2续 按卫星的轨道划分（续） 按相对于地面观察点的位置划分 运动轨道卫星 同步轨道卫星 静止轨道卫星 GMDSS原理与操作

什么叫静止卫星？ 卫星在地球赤道上空，距地面 35,786 公里的圆形轨道上绕地球旋转，卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角为 0°，其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为 24 小时，并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同，不论在地球的什么地方观察卫星，卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星。 GMDSS原理与操作

卫星覆盖区 一、定义： 卫星在地球表面的投影 二、静止卫星覆盖区： 覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一 A 35786KM 地球 B AB间弧长18100KM 35786KM 地球 静止卫星 A GMDSS原理与操作

GMDSS原理与操作

实现全球通信的条件 在静止卫星轨道上等间距地放置三颗静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站 ，则经过一次跳变，即通过一颗卫星或经过二次跳变和转发站便可实现二个地球站间的通信联络 ，并可基本实现全球通信 P3 P2 P1 A B C P GMDSS原理与操作

有效全向辐射功率（EIRP） 衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 用来衡量收发器发射分系统性能的 EIRP越大，则表明发射分系统的性能越好。 单位： dBW 或 dBm； 1dBW = 30 dBm C 船站EIRP: 12 dBW < EIRP<16 dBW GMDSS原理与操作

衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 增益噪声温度比（G/T） C 船站 G/T >= -23db/°k 增益噪声温度比又叫优值比 常用来衡量接收分系统性能的好坏 增益噪声温度比越大，则表明接收分系统的性能越好，接收微弱信号的能力越强。 符号: G/T 单位是 db/°k C 船站 G/T >= -23db/°k GMDSS原理与操作

卫星通信的特点 覆盖面积大、通信距离远、灵活机动并可基本实现全球通信。 频带宽、通信容量大。 抗干扰能力强，通信质量高。 优点 : 覆盖面积大、通信距离远、灵活机动并可基本实现全球通信。 频带宽、通信容量大。 抗干扰能力强，通信质量高。 卫星通信系统是实时、全天候通信系统。 功效高。 GMDSS原理与操作

缺点： 技术难度大，投资多，费用高。 卫星通信有较大的信号延迟和回声干扰。 返回

3.1 Inmarsat海事卫星通信系统 原名：国际海事卫星组织 现名：国际移动卫星组织 第三节 INMATSAT 简介 3.1 Inmarsat海事卫星通信系统 原名：国际海事卫星组织 现名：国际移动卫星组织 GMDSS原理与操作

海事卫星通信系统 船用移动卫星通信终端的发展时间表： 1982年 INMARSAT—A终端 1989年 INMARSAT—C终端 1993年       INMARSAT—M终端 1994年       INMARSAT—B终端 1996年 INMARSAT—Mm (Mini-M)终端 1997年       INMARSAT—E终端 2002年       INMARSAT—F77终端和Mini-C终端 2003年       INMARSAT—F55和F33型终端 GMDSS原理与操作

National & International 3.2 Inmarsat System Inmarsat Satellite MARITIME LAND AERO NCS TT&C RESCUE COORDINATION CENTRE OCC SCC NOC LES National & International Telecom Network voice fax data telex

INMARSAT 系统组成 空间段 地面段——卫星通信地面网络（含网络协调站NCS、地面站LES） 用户段——卫星移动通信终端（MES） GMDSS原理与操作

INMARSAT 系统组成——空间段 海事卫星（Satellite） 接收岸站和船站发来的信号，对所接收的信号加以放大和处理, 然后转发给船站或岸站。 POR IOR AOR-E AOR-W

Inmarsat 卫星覆盖图

点波束模式与全球覆盖模式 点波束模式：将卫星发射功率集中在一些航运密集，通信业务繁忙的地区，以便为这一地区提供更多的通信线路，并可进一步减小移动站的体积。 全球覆盖模式:除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信外，也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区，使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信。 GMDSS原理与操作

点波束模式与全球覆盖模式示意图（3代卫星） 注：①图中实线范围为全球波束 ②蓝色阴影区为点波束 ③小红圈为地面站

INMARSAT空间段九颗卫星的轨道 示意图

INMARSAT卫星的洋区编码 洋 区 AOR-E AOR-W POR IOR 电传编码 581 584 582 583 电话（传真）编码 871 874 872 873 GMDSS原理与操作

INMARSAT 系统组成——地面段 网络操作中心(NOC) INMARSAT 网络控制中心位于伦敦INMARSAT 总部，它使用全球通信网络与四个网络协调站连接起来。网络控制中心和网络协调站进行信息交换，可以使网络控制中心对整个网络的通信业务进行监视、协调和控制。 作用：负责对整个 INMARSAT 通信网的营运和管理。

卫星操作中心（SOC) INMARSAT 系统组成——地面段 卫星控制中心设在伦敦 INMARSAT 总部，它负责监视 INMARSAT 拥有卫星的运行情况。卫星控制中心接收从全球测控站（TT&C)发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对 INMARSAT 卫星进行控制和管理。

测控站（TT&C) INMARSAT 系统组成——地面段 测控站跟踪遥测卫星，并把测得的数据送卫星操作中心处理。测控站还接收卫星操作中心发来的分析结果，以此为依据给卫星发指令，对卫星进行控制。 全球设立了四个测控站，分别是加拿大的考伊琴湖（Lake Cowichan）与彭南特角 (Pennant Point)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。 测控站在必要时可以替代卫星操作中心控制卫星，起到备用的作用。 GMDSS原理与操作

网络协调站(NCS) INMARSAT 系统组成——地面段 在每个洋区都有一个岸站兼作网络协调站，对本洋区的通信情况进行监控。 GMDSS原理与操作

地面站（LES) INMARSAT 系统组成——地面段 地面站也称陆地地球站，是陆地网络和移动终端的网关（接口）。 目前每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站，其中一个地面站兼做网络协调站，在四颗卫星的情况下，全球最多可建60个地面站。 作用：经卫星和移动站进行通信，并为移动站提供国内或国际网络通信的一个接口。 GMDSS原理与操作

实际地面站的外景图

地面站内部的网络连接

地面站情况 目前，全球在运营的地面站共有39个 。 在实际卫星通信中，不同移动终端通过卫星经地面站完成通信。呼叫地面站以接续码（呼叫号码）完成，如北京地面站接续码（移动站首发呼叫）如下： 移动站类型 太平洋 印度洋 大西洋东 大西洋西 INMARSAT-A 11 B，M，mM，M4，F 868 INMARSAT-C 211 311 121 021

INMARSAT 船舶地球站 INMARSAT 系统组成——用户段 （简称：船站(SES)、移动站(MES)) 作用：通过卫星和岸站与陆地用户或其它 船站之间进行通信联络 种类： 包括A 站、C站、B站、M站、E站、 F站和P站等多种型号的船站 . GMDSS原理与操作

船站的组成 GMDSS原理与操作 ADE甲板上设备 BDE甲板下设备 天线 电 源 打印机 VDU 电话 传真 其他终端 天线伺服机构/天线控制单元 三 路 器 FM/PSK解调器 FM/PSK调制器 频率合成器 基带信号处理器 主CPU 信道控制 终端接口 任选功能板 双工耦合器 高功率 放大器 低噪声 频率变换单元 下变频器 频率产生器 上变频器 INMARSAT 船站组成简化图 GMDSS原理与操作

下行线路1.5Ghz 上行线路6Ghz 下行线路4Ghz 上行线路1.6Ghz 静止卫星 水移动卫星业务 L波段 固定卫星业务C波段 日本 SES-ID：1570101 MIHA X 日本 NCS/CES ID：0 3 SES-ID：1571733 BBQD X 北京 CES-ID：1 1 美国 CES-ID：01 水移动卫星业务 L波段 上行线路6Ghz 下行线路1.5Ghz 下行线路4Ghz 上行线路1.6Ghz

INMARSAT标准业务功能 Inmarsat-系统标准业务包括： 话音，传真，电传以及话带数据 Inmarsat卫星 Inm-A LES 电传网络 电话网络 Inm-A LES Inm-A移动终端 Inmarsat卫星 Inmarsat-系统标准业务包括： 话音，传真，电传以及话带数据 电传业务 话音业务 传真业务 话带数据

一、电传通信程序——1 第四节 INMARSAT通信程序 1、 船至岸电传通信程序 （1）通信前的准备 ①选择卫星、调天线 ②选择工作种类（电传） ③选择优先等级 ④编辑欲发送的电文 GMDSS原理与操作

电传通信程序——2 （2）选择通信路由 （3）申请岸站 XX+ 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：11 +：结束符 岸站名称 日期 时间 你是谁？ 船站自动应答 GA+ GMDSS原理与操作

电传通信程序——3 （4）拨号 业务代码→国家电传代码→ 被呼叫用户号码 + 被呼叫用户应答 （5）发电传 按“HERE IS” →→本船应答码 按“WRU”→→被呼叫用户应答 (6)按.....五个点，或按释放键以结束通信 GMDSS原理与操作

常用业务代码 00 自动转接 11 手动转接（国际接线员） 12 查询（国际） 13 手动转接（国内接线员） 14 查询（国内） 00 自动转接 11 手动转接（国际接线员） 12 查询（国际） 13 手动转接（国内接线员） 14 查询（国内） 33 技术援助 32 医疗指导呼叫; 38 医疗援助呼叫; 39 海事援助呼叫; 91 线路性能测试 92 船站启用试验 GMDSS原理与操作

船至岸电传通信程序举例 航行于太平洋的明华轮(341219701 MIHA X)从船上给(集团)总公司 ( 22264 CPCPK CN发电传。 1 调天线指向太平洋卫星、 选则电传方式、常规通信、编辑欲发电文 2 选择通信路由---北京岸站（CES-ID:868) 3 868+ BEIJING 2004/1/20 09:30:00  341219701 MIHA X GA+ 008522264+ 22264 CPCPK CN 发电文 HERE IS WRU ….. BEIJING 2004/1/20 09:31:00 01.00 MIN GMDSS原理与操作

2、船至船电传通信程序——1 （1）通信前的准备 ①选择卫星、调天线 ②选择工作种类（电传） ③选择优先等级 ④编辑欲发送的电文 （2）选择通信路由 GMDSS原理与操作

2、船至船电传通信程序——2 （3）申请岸站 XX+ 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：868 +：结束符 岸站名称 日期 时间 你是谁？ 船站自动应答 GA+ GMDSS原理与操作

2、船至船电传通信程序——3 （4）拨号： 业务代码. 洋区码. 被呼叫船船站识别码 + 被呼叫用户应答 （5）发电传 按“HERE IS” 键→→ 本船应答码 按“WRU”→→ 被呼叫用户应答 (6)按.....五个点，或按释放键以结束通信 GMDSS原理与操作

电传洋区代码 POR : 582 IOR : 583 AOR- E : 581 AOR-W : 584

船至船电传通信程序举例 GMDSS原理与操作 航行于太平洋的明华轮(341219701 MIHA X)从船上给航行于印度洋的 育强轮（341219708 BBQD X)发电传。 1 调天线指向太平洋卫星、 选则电传方式、常规通信、编辑欲发电文 2 选择通信路由---北京岸站（CES-ID:868) 3 868+ BEIJING 2004/1/20 09:30:00  341219701 MIHA X GA+ 00583341219708+ 341219708 BBQD X 发电文 HERE IS WRU 341219708 BBQD X ….. BEIJING 2004/1/20 09:31:00 01.00 MIN GMDSS原理与操作

电文编辑格式 TO：COSCO FM：M/V MINGHUA COPY：MANAGER 空两行 正文 （署名）MASTER NNNN GMDSS原理与操作

INMARSAT通信程序（续） 二、电话通信程序 1、 船至岸电话通信程序 （1）通信前的准备 ①选择卫星、调天线 ②选择工作种类（电话） ③选择优先等级（常规） ④准备通话内容 GMDSS原理与操作

电话通信程序（续） （2）选择通信路由 （3）申请岸站 摘机 XX# 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：868 # ：结束符 # ：结束符 听有无接续音 若有，则 （4）拨号 业务代码. 国家电话代码. 地区码. 被呼叫用户电话号码# GMDSS原理与操作

电话铃声 0.5 秒通/0.5秒断的断续音 忙音 0.25 秒通/0.25秒断的断续音 拥挤音 0.5 秒通/0.5秒断的断续音 忙音 0.25 秒通/0.25秒断的断续音 拥挤音 0.125 秒通/0.125秒断的断续音 占线音 1.5 秒通/1.5秒断的断续音 接通音 持续音 遇险 GMDSS原理与操作

电话通信程序（续） 电话接通铃响 （5）通话 (6)挂机，以结束通信 GMDSS原理与操作

中国和常用地区代码 86 中国电话业务代码 010 北京地区 0532 青岛地区 021 上海地区 GMDSS原理与操作

船至岸电话通信程序举例 航行于太平洋的明华轮(341219701 MIHA X)从船上给青岛远洋船员学院信息工程系通信教研室打电话（5752167） 1 调天线指向太平洋卫星、 选则电话方式、常规通信、准备通话内容 2 选择通信路由---北京岸站（CES-ID:868) 3 摘机 868# 听到接续音 4 拨号 00865325752167# 接通后 5 通话 6 挂机（结束通信） GMDSS原理与操作

INMARSAT通信程序（续） 电话通信程序(续） 2、船至船电话通信程序 （1）通信前的准备 ①选择卫星、调天线 ②选择工作种类（电话） ③选择优先等级 ④准备欲通话内容

电话通信程序（续） （2）选择通信路由 （3）申请岸站 摘机 XX# 其中：XX：CES-ID 例如：北京ID：868 #：结束符 听到接续音 （4）拨号： 业务代码. 洋区码. 被呼叫船船站识别码 # GMDSS原理与操作

电话通信程序（续） 听到被呼叫用户被接通的铃声 （5）通话 (6) 挂机（以结束通信） GMDSS原理与操作

电话洋区代码 POR : 872 IOR : 873 AOR- E : 871 AOR-W : 874 要记住啊! GMDSS原理与操作

三、遇险电话、电传呼叫程序 1. 选择电话/电传工作方式; 2. 根据最佳路由确定岸站识别码(必须查明本船当前使用的卫星是否与所选定的营救协调中心相一致，若不一致，则必须做相应调整）; 3. 选择遇险优先通信等级; 4. 根据船站操作要求进行呼叫申请, 遇险通信能自动接到一个救助协调中心或连接到一个特殊的操作员那里。如果船站在 15 秒钟之内未被接通, 应重复上述呼叫, 或选择其它合适的岸站。 5. 当遇险通信建立后, 发遇险电话/遇险电传(MAYDAY)信号; 6. 结束通信。 GMDSS原理与操作

四、紧急和安全通信程序——1 由岸站提供的紧急和安全业务适用于医疗指导、医疗援助和海事援助三个方面。 对于电传业务: 医疗指导前必须冠有"MEDICO"字样; 医疗和海事援助信息前必须冠有“URGENT”字样; 紧急和安全通信程序如下: 1. 选择电话/电传工作方式; 2. 选择紧急优先通信等级; 3. 根据最佳路由确定岸站识别码; 4. 根据船站操作要求进行呼叫申请; GMDSS原理与操作

四、紧急和安全通信程序——2 5. 在接通岸站后(电话拨号音, 电传 GA+信息); 选择并健入所要求的业务代码。 32 ：医疗指导呼叫; 38 ：医疗援助呼叫; 39 ：海事援助呼叫; 在健入业务代码之后, 在业务代码后，电话以 # 符号结束,电传以+ 符号结束 GMDSS原理与操作

四、紧急和安全通信程序——3 6. 发送有关信息，这些信息必须包括： ----船舶名称,呼号, 船舶识别码 ----船舶的位置 ----病人或受伤者的情况, 症状(用于医疗通信) ----紧急性的特征情况(用于海事援助通信) ----要求援助的项目 ----任何其它的有关情况 7. 结束通信 GMDSS原理与操作

结束 GMDSS原理与操作