国际移动卫星通信系统
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θ=90° 极轨道 0<θ<90°倾斜轨道 θ=0赤 道轨道
赤道轨道 极轨道 倾斜轨道
各种轨道示意图
● ● ●
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。
•
POR
•
IOR
•
AOR-E
•
AOR-W
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。
第7章 国际移动卫星通信系统
7.1 卫星通信基础知识 7.2 Inmarsat系统概述 7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务 7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别 7.5 Inmarsat系统在GMDSS中的作用
7.1 卫星通信基础知识
• 卫星通信：设置在地球上（地面、水面或低层大 气中）的两个或多个无线电通信站之间利用人造 地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的 通信。
SAT→LES下行链路 3600.0-3623.0 MHz(23MHz) 4GHz C
• 口决：上高下低、岸高船低
7.1.3 INMARSAT的卫星频率
１．船站： 工作在L波段，其上/下行频率为 1.6 / 1.5 GHz
２．岸站： ①工作在双波段（C/L波段）；
②CES与SES通信工作在C波段， 其上/下行频率为 6/4 GHz； ③CES与CES及NCS通信，CES工作在 C/L 波段。
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
7.1.2 卫星运行的轨道
1、按卫星距地球表面的高度划分
低轨道：700<H<1500Km ; 中轨道：高度约10,000Km; 高椭圆轨道：距离地球表面最近点1000~21000km
最远点39500~50600km 同步轨道或静止轨道：H=35786km 注：H：表示轨道高度
7.1.5 卫星通信存在的主要问题
• 1.通信时延较长 • 2.卫星通信线路容易受外部条件的影响 • 3.存在日凌中断和星蚀
星蚀和日凌中断
1） 日凌中断
条件： 太阳、卫星、地球 依次排列为一直线
原因： 地球站天线对着卫星的同 时也正对着太阳，太阳噪声最大
时间： 每年春分、秋分前后数日， 白天中午
日凌中断
2） 星蚀
条件： 太阳、地球、卫星 依次排列为一直线
原因： 太阳能电池不工作， 蓄电池工作，通信效果受影响
时间： 春分、秋分前后23天，夜间
星蚀
第7章 国际移动卫星通信系统
7.1 卫星通信基础知识 7.2 Inmarsat系统概述 7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务 7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别 7.5 Inmarsat系统在GMDSS中的作用
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
卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图
卫星： 6GHz 1.5GHz 1.6GHz
4GHz
CES 1
CES ２
SES 岸站双波段工作示意图
7.1.4 卫星通信的连接方式
1)定义 多个地球站利用同一颗卫星实现双边或多边通信的
联接方式。
2）海事卫星通信主要涉及的多址联接：
① FDMA（频分多址） ② TDMA（时分多址） ③ SDMA（空分多址） ④ CDMA（码分多址）
卫星通信的特点 优点：
• 覆盖区域大，通信距离远 • 便于多址连接 • 机动灵活，不受地理条件的限制 • 频带宽、容量大 • 一次转接，通信质量好，可靠性高 • 通信成本与距离无关
缺点：
• 需要先进的空间技术 • 传输距离较远，有较大的信号延迟
• 卫星寿命短，寿命约为3-10年
微波 超短波
短波 长、中波
7.1.3 INMARSAT的卫星频率
1.6GHz
MES
1.5GHz
4GHz
6GHz
CES
• 通信方向
通信频带
波段
MES→SAT上行链路 1626.5-1646.5 MHz(20MHz)1.6GHz L
SAT→MES下行链路 1525.0-1545.0 MHz(20MHz)1.5GHz L
ຫໍສະໝຸດ BaiduLES→SAT上行链路 6425.0-6443.0 MHz(18MHz) 6GHz C
7.1.1 INMARSAT 系统组成
• INMARSAT 通信系统： –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）
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。
2、按卫星轨道的形状划分
• 圆形轨道卫星 • 椭圆形轨道卫星
圆形轨道卫星
椭圆形轨道卫星
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
卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图
地球赤道
7.2 Inmarsat系统概述
INMARSAT 国际海事卫星组织
1994年更改
IMSO 国际移动卫为星组织
1979年成立
1999年转制为
国际移动卫星公司：
总部
①Inmarsat 公司
N
②Invsat 公司
③Rydex公司
三部分
空间段 地面站 移动站
7.2.1 Inmarsat系统组成
TT&C-卫星、跟踪遥测和控制站； 空间段： SAT-卫星；
赤道轨道 极轨道 倾斜轨道
各种轨道示意图
● ● ●
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。
•
POR
•
IOR
•
AOR-E
•
AOR-W
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。
第7章 国际移动卫星通信系统
7.1 卫星通信基础知识 7.2 Inmarsat系统概述 7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务 7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别 7.5 Inmarsat系统在GMDSS中的作用
7.1 卫星通信基础知识
• 卫星通信：设置在地球上（地面、水面或低层大 气中）的两个或多个无线电通信站之间利用人造 地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的 通信。
SAT→LES下行链路 3600.0-3623.0 MHz(23MHz) 4GHz C
• 口决：上高下低、岸高船低
7.1.3 INMARSAT的卫星频率
１．船站： 工作在L波段，其上/下行频率为 1.6 / 1.5 GHz
２．岸站： ①工作在双波段（C/L波段）；
②CES与SES通信工作在C波段， 其上/下行频率为 6/4 GHz； ③CES与CES及NCS通信，CES工作在 C/L 波段。
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
7.1.2 卫星运行的轨道
1、按卫星距地球表面的高度划分
低轨道：700<H<1500Km ; 中轨道：高度约10,000Km; 高椭圆轨道：距离地球表面最近点1000~21000km
最远点39500~50600km 同步轨道或静止轨道：H=35786km 注：H：表示轨道高度
7.1.5 卫星通信存在的主要问题
• 1.通信时延较长 • 2.卫星通信线路容易受外部条件的影响 • 3.存在日凌中断和星蚀
星蚀和日凌中断
1） 日凌中断
条件： 太阳、卫星、地球 依次排列为一直线
原因： 地球站天线对着卫星的同 时也正对着太阳，太阳噪声最大
时间： 每年春分、秋分前后数日， 白天中午
日凌中断
2） 星蚀
条件： 太阳、地球、卫星 依次排列为一直线
原因： 太阳能电池不工作， 蓄电池工作，通信效果受影响
时间： 春分、秋分前后23天，夜间
星蚀
第7章 国际移动卫星通信系统
7.1 卫星通信基础知识 7.2 Inmarsat系统概述 7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务 7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别 7.5 Inmarsat系统在GMDSS中的作用
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
卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图
卫星： 6GHz 1.5GHz 1.6GHz
4GHz
CES 1
CES ２
SES 岸站双波段工作示意图
7.1.4 卫星通信的连接方式
1)定义 多个地球站利用同一颗卫星实现双边或多边通信的
联接方式。
2）海事卫星通信主要涉及的多址联接：
① FDMA（频分多址） ② TDMA（时分多址） ③ SDMA（空分多址） ④ CDMA（码分多址）
卫星通信的特点 优点：
• 覆盖区域大，通信距离远 • 便于多址连接 • 机动灵活，不受地理条件的限制 • 频带宽、容量大 • 一次转接，通信质量好，可靠性高 • 通信成本与距离无关
缺点：
• 需要先进的空间技术 • 传输距离较远，有较大的信号延迟
• 卫星寿命短，寿命约为3-10年
微波 超短波
短波 长、中波
7.1.3 INMARSAT的卫星频率
1.6GHz
MES
1.5GHz
4GHz
6GHz
CES
• 通信方向
通信频带
波段
MES→SAT上行链路 1626.5-1646.5 MHz(20MHz)1.6GHz L
SAT→MES下行链路 1525.0-1545.0 MHz(20MHz)1.5GHz L
ຫໍສະໝຸດ BaiduLES→SAT上行链路 6425.0-6443.0 MHz(18MHz) 6GHz C
7.1.1 INMARSAT 系统组成
• INMARSAT 通信系统： –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）
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。
2、按卫星轨道的形状划分
• 圆形轨道卫星 • 椭圆形轨道卫星
圆形轨道卫星
椭圆形轨道卫星
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
卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图
地球赤道
7.2 Inmarsat系统概述
INMARSAT 国际海事卫星组织
1994年更改
IMSO 国际移动卫为星组织
1979年成立
1999年转制为
国际移动卫星公司：
总部
①Inmarsat 公司
N
②Invsat 公司
③Rydex公司
三部分
空间段 地面站 移动站
7.2.1 Inmarsat系统组成
TT&C-卫星、跟踪遥测和控制站； 空间段： SAT-卫星；