CN108736957A - 一种天-空-地海上应急网络通信系统 - Google Patents

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郑强稳
夏利辉
谢亚平
杨李杰
徐志伟
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Abstract

本发明涉及一种天‑空‑地海上应急网络通信系统，该系统包括天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统、地面固定站和地面网络管理控制中心，其中，天基通信网络系统包括低轨卫星星座和静止卫星星座，空基通信网络系统由无人机群组成，海基通信网络系统包括海基救援平台和海洋观测网络平台，地面固定站搭载地面卫星通信设备，地面网络管理控制中心用于统一管理天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统的传送到地面固定站的数据信息。本发明的网络通信系统能够支持海上险情救援的通讯需求和地面指挥中心的实时险情指挥通信需求，不但扩大了海上应急通讯网络的覆盖范围，而且有效利用了天基网络资源。

Description

一种天-空-地海上应急网络通信系统
技术领域
本发明涉及海上应急通信领域，具体涉及一种天-空-地海上应急网络通信系统。
背景技术
20世纪以来，从电缆到光缆、有线到无线、从模拟到数字、从1G到5G，陆地通信进行着日新月异的发展变革。然而，由于海洋环境复杂多变、海上施工困难的原因,海洋通信的发展明显滞后于陆地通信。常规的海洋通信网络主要包括海上无线通信系统、海洋卫星通信系统和基于陆地蜂窝网络的岸基移动通信系统，当在海上发生突发应急情况时，其所使用的通信网络也为常规的海洋通信网络。由于传统海洋通信系统的通信制式互不兼容、通信带宽高低不一、覆盖范围存在盲区、缺乏高效统一的管理机制,常规海洋通信网络在面对海上应急突发情况时，由于通信网络结构单一，无法可靠的承担应急通信的任务，因此我们需要在未来建立基于空-天-地的海上应急通信网络，用以应对海上紧急情况下数据传输的实时性，多样性，数据量大的特点。
发明内容
本发明针对海上发生险情时，需要将现场的实时险情信息回传给地面指挥中心，海上救援舰艇需和地面指挥中心进行图像、语音通信的需求，提出一种天-空-地海上应急网络通信系统，具体技术方案如下：
一种天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，该系统包括天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统、地面固定站和地面网络管理控制中心；
所述的天基通信网络系统包括低轨卫星星座和静止卫星星座，用于接收空基通信网络系统，海基通信网络系统和地面固定站发出的上行卫星信号，并进行下行转发；
所述的空基通信网络系统由无人机群组成，所述的无人机搭载机载微波通讯设备和机载卫星通讯设备，所述的机载微波通讯设备用于和空基通信网络系统内部的无人机近场节点以及海基通信网络系统内部的舰艇节点间进行双向图像和语音通信，所述的机载卫星通讯设备用于与卫星进行远场双向通信；
所述的海基通信网络系统包括海基救援平台和海洋观测网络平台，所述的海基救援平台由海上特定救援舰艇或海上普通航行舰艇组成，其搭载船载微波通讯设备和船载卫星通讯设备，所述的船载微波通讯设备用于和海基救援平台内部的舰艇近场节点以及空基通信网络系统的无人机节点进行双向图像和语音通信，所述的船载卫星通讯设备用于与卫星进行双向通信；所述的海洋观测网络平台由常规部署的海上观测传感器组成，用于监测海上生态事故后海上环境的实时数据；
所述的地面固定站搭载地面卫星通信设备，与卫星直接进行双向通信，并负责上传、接收卫星数据和测控卫星工作状态；
所述的地面网络管理控制中心用于统一管理天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统的传送到地面固定站的数据信息，并将数据发送至后台指挥中心，同时地面网络管理控制中心还负责天基、空基、海基通信网络系统的验证与接入。
优选地，所述的机载微波通讯设备包括视频编解码模块、语音模块、网络模块、微波调制解调模块和接收发天线。
优选地，所述的船载微波通讯设备包括视频编解码模块、语音模块、网络模块、微波调制解调模块和接收发天线。
优选地，所述的机载卫星通讯设备包括卫星调制解调器和卫星收发天线。
优选地，所述的船载卫星通讯设备包括卫星调制解调器和卫星收发天线。
本发明的有益效果：本发明的网络通信系统将天基网络、空基网络、海基网络与地面网络融合，形成空天通信、空海通信、天海通信、天地通信无缝结合的海上应急通信网络系统。该海上应急通信网络系统能够支持海上险情救援的通讯需求和地面指挥中心的实时险情指挥通信需求，不但扩大了海上应急通讯网络的覆盖范围，而且有效利用了天基网络资源。
附图说明
图1是本发明的天-空-地海上应急网络通信系统架构示意图；
图2是本发明中船载/机载微波通信设备组成示意图；
图3是本发明中船载/机载卫星通信设备组成示意图。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种天-空-地海上应急网络通信系统，该系统包括天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统、地面固定站和地面网络管理控制中心；
所述的天基通信网络系统包括低轨卫星星座和静止卫星星座，用于接收空基通信网络系统，海基通信网络系统和地面固定站发出的上行卫星信号，并进行下行转发；
所述的空基通信网络系统由无人机群组成，所述的无人机搭载机载微波通讯设备和机载卫星通讯设备，所述的机载微波通讯设备用于和空基通信网络系统内部的无人机近场节点以及海基通信网络系统内部的舰艇节点间进行双向图像和语音通信，所述的机载卫星通讯设备用于与卫星进行远场双向通信；
所述的海基通信网络系统包括海基救援平台和海洋观测网络平台，所述的海基救援平台由海上特定救援舰艇或海上普通航行舰艇组成，其搭载船载微波通讯设备和船载卫星通讯设备，所述的船载微波通讯设备用于和海基救援平台内部的舰艇近场节点以及空基通信网络系统的无人机节点进行双向图像和语音通信，所述的船载卫星通讯设备用于与卫星进行双向通信；所述的海洋观测网络平台由常规部署的海上观测传感器组成，用于监测海上生态事故后海上环境的实时数据；
所述的地面固定站搭载地面卫星通信设备，与卫星直接进行双向通信，并负责上传、接收卫星数据和测控卫星工作状态；
所述的地面网络管理控制中心用于统一管理天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统的传送到地面固定站的数据信息，并将数据发送至后台指挥中心，同时地面网络管理控制中心还负责天基、空基、海基通信网络系统的验证与接入。
所述的机载微波通讯设备和船载微波通讯设备均包括视频编解码模块、语音模块、网络模块、微波调制解调模块和接收发天线，如图2所示。
所述的机载卫星通讯设备和船载卫星通讯设备包括卫星调制解调器和卫星收发天线，如图3所示。
当遇到海上紧急情况时，根据后台指挥中心的命令，迅速规划若干架搭载机载微波通讯设备和机载卫星通讯设备的无人机在海上事故地点上空组建空基通信网络系统，在海上事故地点周围部署救援舰艇，救援舰艇搭载搭载微波通信设备和卫星通信设备，组成海上通讯网络，根据需求扩展连接常规部署的海上观测传感器网络，构建海基通信网络系统。然后通过天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统、地面固定站和地面网络管理控制中心形成空天通信，空海通信，天海通信，天地通信无缝结合的天-空-地海上应急网络通信系统。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，该系统包括天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统、地面固定站和地面网络管理控制中心；
所述的天基通信网络系统包括低轨卫星星座和静止卫星星座，用于接收空基通信网络系统，海基通信网络系统和地面固定站发出的上行卫星信号，并进行下行转发；
所述的空基通信网络系统由无人机群组成，所述的无人机搭载机载微波通讯设备和机载卫星通讯设备，所述的机载微波通讯设备用于和空基通信网络系统内部的无人机近场节点以及海基通信网络系统内部的舰艇节点间进行双向图像和语音通信，所述的机载卫星通讯设备用于与卫星进行远场双向通信；
所述的海基通信网络系统包括海基救援平台和海洋观测网络平台，所述的海基救援平台由海上特定救援舰艇或海上普通航行舰艇组成，其搭载船载微波通讯设备和船载卫星通讯设备，所述的船载微波通讯设备用于和海基救援平台内部的舰艇近场节点以及空基通信网络系统的无人机节点进行双向图像和语音通信，所述的船载卫星通讯设备用于与卫星进行双向通信；所述的海洋观测网络平台由常规部署的海上观测传感器组成，用于监测海上生态事故后海上环境的实时数据。
所述的地面固定站搭载地面卫星通信设备，与卫星直接进行双向通信，并负责上传、接收卫星数据和测控卫星工作状态。
所述的地面网络管理控制中心用于统一管理天基通信网络系统、空基通信网络系统、海基通信网络系统的传送到地面固定站的数据信息，并将数据发送至后台指挥中心，同时地面网络管理控制中心还负责天基、空基、海基通信网络系统的验证与接入。
2.根据权利要求1所述的天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，所述的机载微波通讯设备包括视频编解码模块、语音模块、网络模块、微波调制解调模块和接收发天线。
3.根据权利要求1所述的天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，所述的船载微波通讯设备包括视频编解码模块、语音模块、网络模块、微波调制解调模块和接收发天线。
4.根据权利要求1所述的天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，所述的机载卫星通讯设备包括卫星调制解调器和卫星收发天线。
5.根据权利要求1所述的天-空-地海上应急网络通信系统，其特征在于，所述的船载卫星通讯设备包括卫星调制解调器和卫星收发天线。
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