卫星跟踪通信技术论文

【摘要】船载卫星自动跟踪系统，也有很多人称其为船载“动中通”系统。目前国际、国内市场的主流船载卫星自动跟踪天线系统无外乎C和Ku两种频段的系统。船载的“动中通”系统应用惯性导航技术、数据采集及信号处理技术、圆锥扫描技术、步进跟踪、GPS定位以及跟踪识别等技术来实现自动捕获目标卫星，并对卫星进行高精度的自动跟踪，从而获得连续稳定的卫星通信信号。以下是小编精心整理的《卫星跟踪通信技术论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

卫星跟踪通信技术论文 篇1：

卫星通信在应急通信中的应用及发展

摘要：

随着目前我国科学技术的不断发展和进步，使得卫星通信技术的发展得到了有效促进，在目前阶段，卫星通信技术已经应用到众多领域中，卫星通信技术是一种不易受外界因素影响的技术，因为它具有相对较长的覆盖范围和较长的通信距离。一些特大的自然灾害具有灾难性、破坏性等特点，从而给群众造成更大的损失，因此可以在一些灾害的应急通信中采用卫星通信技术，可以帮助应急救援勤工作的顺利开展。基于此，本文对卫星通信技术在应急通信中的应用进行了分析，对于目前卫星通信技术的发展情况也做出了相关的阐述，希望可以给相关人士起到参考的作用。

关键词：卫星通信技术;应急通信;应用与发展;

引文：

在新时代的背景下，我国科技水平也获得了显著的提高，无线技术的发展，让人们的众多要求都得到了满足，给人们的生活带来了重大改变，更促进社会进步。在不同领域中，无线通讯技术让不同区域都实现了充分的交流。此外，在出现应急救援情况的时候，应用卫星通信技术可以为消防救援行动发挥决策支持作用，帮助后方指挥员做出更好的决策，帮助消防救援人员快速了解救援现场的具体情况，可以快速下达指令，快速制定消防救援计划，最大限度地减少对火灾现场的损害，并最大限度地减少火灾影响。

一、卫星通信技术的概述

随着卫星通信技术的应用，实现了不同地区的信息沟通，卫星通信技术之所以被广泛应用到不同的行业，这与它的优势特点密不可分，在我国成立的初期阶段，我国的科技发展水平落后，消防部门传递信息主要是依靠电话这一种方式，电话信号经常受到外界环境的影响，阻碍了消防部门开展营救行动。随着时代的变迁和发展，人们逐渐将卫星通信技术应用到消防通信中，取得了显著的效果。卫星通信技术与传统的通信方式相比，卫星通信技术主要有以下几个特点：

(1)、覆盖范围广：相较于传统的宽带，无线通信技术有着很大的不同，其覆盖率极为广泛，还具备十分灵活的组装网络，并且其能够实现完全开放，此外无线通信技术无需网线的不设。传统的通信技术受到距离、环境因素的影响较大，信息传递过程中往往会降低通信质量，尤其在一些高原偏远地区很容易受到地形因素的阻挡，使信息无法实时传递。但是卫星位置较好，它挂在高空中，可以不受地形等条件的制约，给人们的生活提供了更大的便捷，相较于蓝牙技术，蓝牙信号只能涵盖半径大概15米的面积，可无线通信技术可以涵盖大概300米的面积，更大程度的符合了用户的要求。在网络技术的迅速发展中，过去的蓝牙技术已经逐渐淘汰，而无线通信技术成为人们生活中的必需。实现信息的远距离传输，而且还能够保障通信的质量和安全，提高消防部门救援的工作效率。

(2)、信息传输的效率高：随着信息化时代的到来，社会中每天都会出现大量的数据，这些数据如果不能快速的处理，将会影响人们的正常工作和学习。卫星通信技术的传输频带宽，通信容量大，能够满足不同行业对信息的需求。因此，无线通信技术具备比较灵活的组装网络，与传统网络相比，其无需过多的硬件， 在进行无线通信技术安装时让空间得到了大大的节省。伴随着我国科技水平的进一步发展，可以使用无线通信技术的设备也十分多，无线通信技术实现了大多数用户对网络的需求，还能够按照要求进行调整，随着网络用户的增多，就需要添加AP设备，保证无线通信技术得到充分的利用。

二、卫星通信技术在应急通信中的实际应用探究

1、需要科学设计应用方案

在应急通信中应用卫星通信技术的过程中，不但需要重视技术方面的合理應用，还需重视设计一个科学的应用方案，这是其中非常重要的一个工作内容，需要在对自身应急处理系统进行完善的过程中， 选择一个合适的卫星通信技术，因此，还需按照自身区域的特点进行选择，并且需要对区域的实际情况开展全面的分析和研究，之后制定科学的应用方案，然后需要对方案开展全面的分析，对其中存在的不足和问题还需及时的发现和解决，以此才能让应用方案的科学性和合理性得到保障。

比如，在对卫星通信技术进行应用的过程中，如果应用在电力应急通信企业中，企业可以应用物联网技术，以此和卫星通信技术进行相互串联，在对上下级站点进行分布的过程中，还需对区域内的全部情况进行分析，比如人口密度信息以及灾害的发生情况等，从而开展合理的分部工作。如果区域内的人口分布是比较密集的情况下，这种时候可以让下级站点之间的孔隙进行加大，这样在信息下达的过程中，可以让下级站点的设置熟练得到减少。而灾害易发生地区，可以作为一级下级站点，与主站建立相互通道，可以通过各发射一枚SCPS载波的方式，实现两者之间的交互，加强灾害易发地区的监控力度，避免造成更大的损失。

2、需要重视统一资源服务

对于资源服务系统，是以资源目录的统一管理方式对外提供数据共享和服务复用功能，提高多系统综合集成和协同联动的统一管理问题。资源服务主要提供基于目录化管理的应用服务化调用和数据共享服务，应用服务化调用提取卫星通信各业务系统的公共基础服务，建立能够为系统全局共享使用的服务资源池。如果采用标准化的服务调用方式，可以降低服务共享的复杂程度，应用服务化调用通过建立具有统一描述、组织、调用的服务目录系统，可以对基础公共服务应用进行服务化封装，利用服务网注册代理向服务目录系统进行注册，通过目录索引实现对所需服务的调用。对于卫星通信资源统一管理软件的模块，可以基于服务目录实现对服务资源池的统一服务调用和服务消息协同工作。

3、在消防应急通信中应用卫星通信技术分析

(1)、需要对火灾现场的情况进行实时跟踪

火灾具有着严重的危害，如果尽早控制，极有可能演变成一场大的灾难，基于火灾的这些特点，也给消防部门的扑救行动带来了极大的挑战。消防部门为了能够及时控制火势的蔓延，降低火灾的破坏程度，必须对火灾现场情况有一个清晰的认识，但是救援现场往往受到火势的影响，导致火灾现场一片狼藉，加大了消防部门的救援难度。消防部门可以将卫星通信技术应用到消防通信中，这样能够实现对火场情况的实时跟踪，及时向消防部门反应火势的方向、灾情的大小和着火部位等信息，从而可以帮助消防指挥人们正确的部署决策，不但可以提高工作的效率，同时可以对火灾进行及时的处理。

(2)、在应急通讯与救援工作中应用卫星通信技术

在通常情况下，火灾的覆盖范围相对较广，扑救任务大，消防部门往往需要组织多种力量展开营救行动，所以在救援工作中对通信质量有着极高的要求。因此，基于救援工作的需要，不仅要保障全勤指挥部与消防救援队伍的密切联系，还要保证消防救援人员之间能够实时联系，从而使各个环节相互协调，共同处理火灾现场。所以，卫星通信技术具有移动灵活、受场地环境影响小小等特点，将卫星通信技术应用到消防通信工作中，能够实现通信范围的全覆盖，多角度的掌握救援工作进展情况。除此以外，随着科学技术的进步，卫星通信技术得到了进一步发展和应用，在火灾现场应用卫星通信技术，可以实现救援行动的移动指挥，并且能够根据火场的情况快速做出指挥方案，在最短的时间内制定出相关解决方案，让火灾问题得到及时的处理和解决，避免火灾扩大。

三、对于卫星通信技术的发展分析

1、移动通信技术

近些年来，我国的移动通信技术得到了高效的发展和进步，而且更新方面也是非常迅速的，在3G技术普及不久，又马上发展到了4G网络，目前在我国应用4G网络的用户已经超过了百分之八十，在此种环境下，4G网络已经广泛的应用于人们的生活中。4G网络更加快速，其信号十分强，更能够让用户得到更大的满足，所以4G普遍的应用于市场中，让4G网络技术的价值最大程度的发挥出来。在如今通信技术发展的过程中，5G网络已经开始进入到应用和普及的阶段，这让移动通信技术实现了更加快速的发展，也让卫星通信技术得到了快的进步。

2、无线宽带技术

对于无线宽带技术我们已经不是很陌生，无线宽带技术已经普及到人们的日常生活中，并且在固定无线通信技术的基础上得到了更好的优化。由于目前宽带市场的接入技术还无法得到全面的统一，对于接入频率在分配的方式上也还没有实现一致性，因此在这种情况，导致无线宽带的发展受到了一定的影响。在目前阶段，对于目前的无线宽带的接入模式，主要是包含着以下几种：

(1)、微波接入技术：这种技术采用的是蜂窝式的网络布局，在应用的过程中，可以让传输过程中的损耗得到有效的降低，而且功率方面也得到了减小，对于语音和数据方面，都可以实现了短距离双向传输的效果;

(2)、卫星接入：这种技术就是把卫星通讯的优势进行充分的发挥，以此可以让网络达到了一个高效率的链接;

(3)、红外光通信技术：这种技术的传输速度非常快，在数据传输的过程中发挥了重要的作用，可以开展高速度的传递，对于传输的距离可以达到上百米，在发射和接收的过程中，主要是采用一些光学仪器，具有极强的保密性，能够避免外界带来的干扰;

(4)、多点微波接入技术：此项技术适用范围不大。

结语：

纵上所述，在我国经济不断地发展的过程中，我国科学技术也迅速的发展起来，因此，卫星通信技术得到了廣泛的发展和应用，并且在此环境中获得了十分的显著的发展。所以，人们就需要及时的改变过去的观念，在确保系统能够正常运行的基础上，让信息传输的速度以及质量得到更大程度的提高，使得信息技术的价值可以获得最大限度的发挥，从而促进我国电信行业实现更加健康稳步的发展。

参考文献：

[1]梁伟.卫星通信在应急通信中的应用及发展[J].科技风，2018(24)：109-110.

[2]水兴丰.卫星通信在应急通信中的应用[J].通讯世界，2019(9)：123-124.

[3]张亮.卫星通信在应急通信中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2016(12)：90-91.

[4]刘荣朵.我国应急通信发展的需求分析[J].信息通信技术与政策，2019，(12)：63-66.

[5]徐海强，华丹，黄康宇，朱斌豪.轻量化消防救援卫星通信系统设计[J].中国公共安全，2019(12)：140-143.

作者：林玲

卫星跟踪通信技术论文 篇2：

论船载卫星“动中通”跟踪系统

【摘要】 船载卫星自动跟踪系统，也有很多人称其为船载“动中通”系统。目前国际、国内市场的主流船载卫星自动跟踪天线系统无外乎C和Ku两种频段的系统。船载的“动中通”系统应用惯性导航技术、数据采集及信号处理技术、圆锥扫描技术、步进跟踪、GPS定位以及跟踪识别等技术来实现自动捕获目标卫星，并对卫星进行高精度的自动跟踪，从而获得连续稳定的卫星通信信号。

【关键词】 卫星自动跟踪系统 动中通 三轴稳定系统 海洋中的信息高速路

一、船载卫星自动跟踪系统构成

船载自动跟踪系统由稳定跟踪平台伺服传动机构、惯性测量传感器、稳定跟踪控制台(自动跟踪天线控制器)、及显示控制软件(系统管理软件)、玻璃钢天线罩、罗经接口转换器、GPS等组成。天线控器可根据系统加载的卫星数据和GPS以及罗经送来的航向数据在加电后自动跟踪卫星，并自动记忆接收站的经纬度、指北偏差、极化角等。天线控制器都配有计算机接入接口，可为用户和设计人员提供一个操作控制程序控制调用界面、文字、数值显示伺服电平状态参数的工作平台。

二、三轴架构的船载卫星自动跟踪系统

船载自动跟踪系统较为典型也是最为常用的是一种三轴架构体系。中海油的移动船舶上安装的自动跟踪天线系统均采用的均是这种体制。它把用于驱动天线跟踪卫星的机构和隔离船摇的伺服机构融为一体，通过安装在PCU(支架控制单元)中的高精度、高灵敏度的惯性测量元件敏感船摇，通过坐标变换计算得到船摇补偿角，利用天线本身的伺服机构改变天线指向隔离船摇，构成一个数字跟踪平台。

系统采用X-Y的混合装架形式，对应在方位和俯仰两个轴上，另外还在俯仰轴上增加了一个交叉轴(Z轴)，它与俯仰轴垂直，俯仰轴和交叉轴构成了一個小角度范围的X-Y装架系统，这就构成了稳定的三轴稳定架构系统。这种组合充分利用了各自的优点，既可实现快速响应，又具有高的跟踪精度和高隔离比。这三个轴在三维空间中可自由运动，当船处于摇摆、滚动状态时，这种三轴平衡装置就会使天线处于相对静止的状态，起到隔离载体的功能。

三、船载卫星自动跟踪系统的核心部件(IMU)

对于卫星自动跟踪系统来说，每个部件都会听从控制器的指令来运转，每一个部件都非常关键，但其核心部分是IMU(惯性测量单元)。它主要是由霍尔传感器组成的，其利用惯性敏感器(霍尔元件)、基准方向及最初的位置信息来确定运载体的方位、位置和速度的自主式航位推算系统。这也可以认为是一种捷联式惯导系统，捷联式惯性导系统是指将惯性敏感器直接安装在运载体上，不需要稳定平台和常平架系统的惯性导航系统。

惯性导航是一种自主式的导航方法，惯性导航系统通过精确测量载体的旋转运动角速率和直线运动加速度信息，然后送至数字计算机中进行实时的姿态矩阵解算，通过姿态矩阵把惯性导航系统中加速度计测量到的船体沿船体纵、横轴的加速度信息，转换到导航用的动参考坐标系轴向，然后再进行导航计算;并从姿态矩阵的有关元素中提取船体的姿态角(航向角、滚动角、俯仰角)。

四、船载卫星自动跟踪系统的关键技术(NBR)

现代高精度的船载卫星自动跟踪天线系统，每个生产厂家的技术不尽相同。目的都只有一个：更快更精准的锁定并长期跟踪你所需要的卫星。这里将以在中海油系统应用广泛的ORBIT Ku天线为例说明这项关键技术：卫星识别技术(NBR)。移动载体上的动中通系统在跟踪卫星期间，天线跟踪锁定到不正确的目标上是可能发生的，例如：(1)在自动跟踪天线跟踪的频率范围内，临星产生了同样的信号;(2)在你使用的频率范围内，由陆地产生的电磁干扰信号;(3)来自高大建筑物的强反射信号，产生了宽带噪声覆盖了相关的部分频谱。

那么这个时候怎样才能锁定上真正你需要的卫星信号呢?ORBIT天线系统采用了窄带信标识别技术来实现目标跟踪、锁定。也就是通常我们所说的NBR功能，其全称为：Narrow Band Receiver(窄带信标接收机)。这种识别功能主要是针对Ku频段的特点，天线尺寸小的特点开发的。由于天线尺寸相对来说非常小，(大约3.5°波束带宽)，L-Band NBR电路就可以达到锁定窄波束信号的要求，可以避免锁定在临近卫星频率上，可以加强步进跟踪的计算准确性。它是通过窄带接收机中产生的Go/No-go信号来对卫星信号进行监测。

五、结束语

随着卫星通信技术以及自动控制技术的不断发展，在运动中实现与卫星实时数据交换变得越来越普遍。尤其在中海油迅猛发展的今天，在广阔无垠的大海上通过移动载体：比如FPSO(浮式储油轮)、三用工作船、浮吊或移动平台上的卫星通讯系统搭建起海洋中的“信息高速路”实现安全生产势必会成为节能增效的高效手段。

作者：刘希龙

卫星跟踪通信技术论文 篇3：

消防通信中卫星通信技术的应用研究

摘要：为解决消防通信方面的问题，提高消防作战能力与效率，本文在介绍基于卫星通信技术消防通信系统结构与组成基础上，对卫星通信技术在消防通信中的具体应用进行深入分析，以期为相关人员提供参考。

关键词：消防通信;卫星通信技术

为确保消防通信顺利执行，保证消防作业的及时性与安全性，消防通信必须满足实际工作要求，这就需要在消防通信中引入卫星通信技术等一系列先进技术，以下对卫星通信技术在消防通信中的具体应用进行分析。

一、基于卫星通信技术消防通信系统结构与组成

总队卫星图像系统主要包含以下四部分：其一，通信指挥车;其二，便携式传输;其三，卫星网络;其四，总队指挥中心。对于消防卫星网，若按照具体应用需求，可采用不同组网形式，如星状、网状单跳与混合式，信息在部局或总队的中心站汇集。

部局卫星网采用以下工作方式：

(1)管理功能以业务类型及流量为依据，对卫星带宽进行动态分配，并实现对卫星电路的合理调度。对于部局中心站，可在调制解调器的支持下分别向不同工作站进行卫星链路建立，以此形成星状网链路[1]。

(2)工作站可以发出各种制式的载波，由中心站负责接收，以此进行一发多收。

(3)在通信业务结束后，每个卫星地球站都切换到由监听中心进行管理的模式，以此对卫星带宽予以释放。

IPSTAR卫星网采用以下工作方式：

(1)总队指挥中心与其它各工作站均在该卫星网络支持下登录到关口站，进而获得相应的IP地址。

(2)总队指挥中心与其它各工作站共同构成星状网，以实现数据交换。

(3)采用包月的模式进行工作，能在任何时间段使用，而且卫星带宽可适应数据通信需要。

二、卫星通信系统主要功能

将卫星链路建成之后，可实现下列各项功能：

(1)使总队的分中心站随时参与到由部局指挥中心召开的视频会议当中。

(2)通信车及便携站均可以参与到由总队或部局召开的视频会议当中。

(3)通信车及便携站均能参与到指挥电话业务当中。

(4)通信车及便携站均能对应用数据进行交换。

基于部局中心站所设网管系统提供的管控作用，移动站与分中心站均能借助下列方法进行卫星链路的创建：

(1)在中心管理软件支持下，通过电路预订在预订时间范围内自动进行卫星链路的创建。

(2)以业务数据包表征值为依据，触发后自动进行卫星链路的创建，表征值可以在会议终端或者是编码器中设置。

(3)借助总队中设置的分中心站能对辖区内所有站点实际工作状态及带宽的具体使用情况进行动态监视，进而灵活控制各站点所用工作方式。

(4)网管系统可通过对分配列表的适当设置达到一发多收。

(5)采用网管系统可以对卫星网实际运行状况及网络设备所处工作状态实施动态检测与记录。

对于总队指挥中心，主要由以下几部分组成：①消防卫星网分中心站;②IPSTAR卫星站;③图像编解码设备;④对讲设备;⑤视频解码矩阵;⑥中心控制软件。在总队的传输车中，主要包含以下组成部分：卫星天线与其控制系统;射频单元;综合业务接入系统。采用该传输车能对现场图像进行实时采集，能将多路图像与数据传输至固定站当中。采用综合接收解码器对部局中心站发出的载波进行接收，包括网管信令与中心站广播;采用调试解调器能向部局中心站传输载波，形成完整的回传信道，同时能在注册完成后对业务数据载波进行发射。在总队指挥车中，主要包含以下几部分：天线控制、射频单元和综合接入。采用传输车能进行图像采集，将信息实时传输至固定站当中。采用IRD接收机能对由部局中心站发出的载波进行接收，这一载波也包括网管信令与中心站广播;在调制解调器作用下，可以向部局中心站传输载波，以形成完整的回传信道，同时在注册到网管系统中后，可以对业务数据载波进行动态发射[2]。

对于系统的便携站，其设备主要具有下列特点：

(1)可实现两种控制模式，即有线控制与无线控制，使操作人员借助有线或无线网络实时控制设备。

(2)射频性能良好，通过对射频支路及反射面进行的优化设计，保证天线的增益和等效噪声温度达到要求。

(3)可对IPSTAR网络进行适当的优化。

(4)可提供至少2Mbit/s的宽带传输信道。

(5)通过对偏馈型天线的使用，能减小反射面实际表面积和重量，而且基本不需要进行拆装。

(6)天线的工作既可以实现全自动，也可实现半自动，在特殊条件下还能采用手动方式将天线和卫星完全对准。

(7)天线有很高的集成度，但自重很輕，任何设备都能集成至一个箱体当中。

(8)卫星天线能十分方便的实现展开与闭合。

(9)可实现卫星自动跟踪与通信。

图像编码设备的编码标准为：对于视频编码，其格式为H.264，可以和部局解码器之间实现互联互通，还可以对视频编码速率进行调节;对于音频编码，主要有G.711、G.723和G.729三种格式，与视频编码相同，音频编码速率也可进行调节。图像标准为：视频支持PAL，分辨率可达到4CIF以上，基于不同传输带宽，可达到下列标准：在512kbit/s至1.2Mbits/s的带宽范围内，格式为D1的图像可在满帧条件下流畅传输。在接口型式方面，视频输入接口包括BNC和莲花头等，可在标清与高清模式下任意转换;音频输入接口为模拟平衡，也可实现非平衡拼音;数据接口型式为以太网，采用RJ45连接器。网络功能支持UPD/IP，可实现单播与组播，也可设置业务类型值，使网管理软件实现自动切换。实际应用过程中，卫星链路一旦中断，图像将停留于最后一帧，当中断恢复以后，可在3s之内的时间内恢复图像，在图像恢复至正常状态后，有良好质量，没有延时、拖尾与马赛克等现象;在编码器支持下可以对数据接口进行自动开启与关闭。另外，通过对均匀发包技术的引入，还能显著减小图像的抖动[3]。

三、结语

综上所述，在明确消防救援实际要求的基础上，充分考虑指挥调度体系，通过引入卫星通信技术可以满足现场救援通信指挥要求，从而提高消防救援能力与工作效率，将灾害造成的损失降至最低。

参考文献

[1]达勳.消防通信中卫星通信技术的应用分析[J].产业创新研究，2021(16)：99-101.

[2]杨沛彬.关于消防救援中卫星通信技术的应用[J].通讯世界，2020，27(05)：54+56.

[3]余德麒.关于消防救援中卫星通信技术的应用分析[J].通讯世界，2019，26(01)：56-57.

作者简介：

张亮 (1982年)，男，山东高唐人，汉族，学历：硕士研究生，从事消防通信工作。

作者：张亮