天基信息系统资料
天基信息系统的应用
气象与测绘
利用成像卫星或导 航卫星协同完成测 绘任务 右图是利用气象卫 星观测
天基信息系统融合分析
发展阶段 首先在功能体系上强化各系统之间的连接、 业务互通与信息的融合 其次，在技术上将天地一体的网络路由体系、 协议体系、激光通信和星上处理等先进技术进 行综合应用，以获得在空间资源与应用需求的 最优利用与合理布置
天基信息系统融合分析
3.天基信息网络节点或平台功能的融合，天 基信息网络支撑了多类信息应用平台，测控、 通信及导航等多类应用的设计的综合网络设计 是近年来的发展趋势。
天基信息系统融合分析
通过采用软件定义的可重构、多功能载荷设 计，只要加载相应的软件，卫星载荷可以实现 满足不同任务需求的通信、侦察和导航等多化 功能，而且可以通过软件更新和升级来提升卫 星载荷的技术能力和战术特性。
网络拓扑结构
三维立体，不同于陆地网络的平面拓扑结构
由于卫星节点的运动，它又处于不断变化中 结构变化是可预测的，由于卫星节点数目相
对稳定
天基信息系统节点的层次结构图
天基信息者” 2013年3月，美国第2颗天基红外地球同步轨 道卫星发射成功 天基通信 美国、欧洲均已启动了低轨卫星星座接收转 发ads-b信号的研制和部署工作
天基信息系统的应用
导航方面
美国GPS2F-7卫星入轨运行 欧洲发射作战能力的伽利略卫星，创建欧洲 运行的天基导航系统 中国推进“天基新丝绸之路”，合作共建覆 盖 “一带一路”的天基导航增强系统
天基信息系统的应用
3月30日，搭载首颗 新一代北斗导航卫星的 长征三号丙运载火箭在 西昌卫星发射中心点火 发射
一体化功能体系结构
END
天基信息系统融合分析
最终，将发展成为空间通信基础设施 + 网络基 础设施 + 网络化应用的综合体系网络
天基信息系统融合分析
技术需求方面
构建一体化天基信息系统的关键在于各系统 间以网络的方式互联实现天基信息系统的一 体化融合
天基信息系统融合分析
功能实现程度上划分 1.信息应用的融合，即是对天基信息系统的 各功能体系进行信息的贯通与综合运用 2.技术体系的融合，包括体系架构的融合、应用服 务的融合、网络层的融合及链路层的融合上。美国的 综合空间通信体系结构采用了统一的测控服务、业务 调度、网络调度和监控、网络资源管理，形成一个统 一的有机整体
我国天基信息系统发展
与国外先进的天基信息系统能力相比，我国 天基信息系统还只是刚刚起步，信息基础实施 相对落后，各信息系统基本上是独立发展，无 论是在网络资源、信息应用还是服务能力等方 面都滞后于应用需求的快速发展
国外天基信息系统发展
国外天基信息系统的发展呈现出以下几个特 点: 太空网络化、应用综合化、体系设计一体 化、载荷设计模块化以及节点功能虚拟化等。 建设一体化的天基信息系统成为各国发展的重 点
天基信息系统一体化
目录
简介
网络拓扑结构 天基信息系统应用 天基信息系统融合分析 国内外天基信息系统发展
简介
Space-based Information System 具有自动信息获取、信息传输与分发及时空 基准服务的多功能综合信息系统，实现一体 化全球信息网络的集成、信息融合、高效利 用 信息承载平台 卫星、航天器、临近空间平台、地面基础设 施
天基信息系统的应用
ads-b（Automatic Dependent SurveillanceBroadcast）广播式自动相关监视 是航空器或者在飞行区运行的车辆定期发送 其状态向量和其他信息的一种功能
天基信息系统的应用
预计到2020年，民航飞机运行管理和监视将 完成从以地基为主到地基、天基结合的转变， 荒芜地区和远海地区飞机的实时监视能力有 望得以实现，将有效降低飞机失事概率
经典雷达资料-第22章 天基雷达(SBR)系统和技术-2
SBR系统的优缺点当传感器要完成探测太空、海洋和空中目标任务及完成导弹防御任务时，可考虑使用SBR。
与陆基雷达相比，这些部署在太空的雷达具有以下优点：（1）空间和时间覆盖范围仅受选定的轨道和卫星的数目限制。
如图22.9和图22.10所示。
大范围的连续观测是可以实现的[28]。
图22.9标明了从圆形极地轨道上提供连续覆盖整个地球表面所需要的轨道平面数量和卫星数量。
可以看出，当卫星的高度大于6 000n mile时，需要在两个轨道平面上使用6颗卫星，在卫星探测范围内没有天底孔。
图22.10说明了在赤道轨道的特殊情况下，实现连续覆盖所需要求卫星的数量。
这种情形仅限于扩展到图中所指定纬度的宽条形区，可看出：当卫星的高度大于6 000n mile时，4颗卫星能够覆盖一条60 宽的条形区。
时间上的覆盖范围如图22.11所示。
图中给出了目标被跟踪以后从太空卫星观测地面目标的最大时间[28]，可以看出，当轨道高度为6 000n mile时，一个地面目标能被观测的时间超过7 000s。
图22.9 极地轨道的全球覆盖[28]图22.10 赤道轨道的带状覆盖图[28]（2）使用电子扫瞄天线的SBR是可以完成多种任务的。
例如，一个雷达卫星系统能：第22章天基雷达（SBR）系统和技术·838·①搜索一个扇区，完全覆盖美国本土周围的防御区域，探测距海岸一定距离的轰炸机；②搜索一个覆盖极地的扇区以便在弹道导弹早期预警系统（BMEWS）发现之前发现洲际弹道导弹（ICBM）；③监视任何国外潜在的太空发射场地；④完成海洋地区的监视；⑤搜索一个海基弹道导弹（SLBM）防御区域；⑥探测可能对美国同步卫星构成威胁的太空目标。
任务的数量仅受限于重量和可用的主电源，但当采用航天飞机作为发射装置时，这些限制都能克服。
因此惟独技术和成本才是真正的限制。
（3）大气传播影响可以通过适当选择工作频率和有利的几何关系使之最小化。
（4）如果数据经中继卫星获得，就不需要海外工作站。
天基雷达系统概念分析
数据中继卫星:把测控站搬上太空
太空探龛一勲据中继卫星专题数据中继卫耙测控站搬文/杨诗瑞2021年12月14H,天链二号02星在西昌卫星发射中心成功发射，这是我国第二代中继卫星系统的首颗装备星，将为载人航天器、卫星、运载火箭以及非航天器用户提供数据中继、测控、传输等服务。
我国发射中继卫星数量增加至7颗，两代中继卫星相互兼容、在轨协同组网工作，天基中继系统的稳定性、可靠性、灵活性及服务能力进一步提升，将为我国建设航天强国提供重要支撑、建设天基测控站A长征三号乙运载火箭发射天链二号02星跟踪与数据中继卫星系统是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪、测控服务的系统。
中继卫星又被称为“卫星的卫星”，是卫星家族中数量较少却非常重要的一员，一般位于地球静止轨道，从上向下覆盖用户航天器。
航天时代早期，人们发现，受地球曲率和无线电波直线传播特性的影响，低轨卫星绕地球飞行一圈期间，单个地面站只有2%~3%的时间能够“看”到卫星，实施测控的轨道弧段和通信时间都非常短暂。
为了克服这个问题，人们通过建设地面站、建造测量船和飞机等方式，扩大测控网络，延长对航天器的实时测控时间，但耗资巨大且效果一般。
对于轨道高度300千米的卫星，为了满足100%覆盖，必须在全球范围建设100多个合理分布的地面站，许多站点必须设在国外或公海。
随着人类进入太空，为载人飞船与地面指挥中心提供实时联络成为关乎航天员生命安全和载人飞行任务成败的关键，仅靠扩大地面测控网已难以满足需求为了从根本上解决问题，人们提出中继卫星系统的概念，把测控站搬上太空，为航天器提供实时测控和数据中继服务运行在地球静止轨道的中继卫星，单颗就能观测到大部分运行在近地轨道的航天器，双星组网可以基本覆盖整个中、低轨道空域。
中继卫星以较低的成本和较少的地面站解决了地面测控网覆盖率低的问题，可以实现对地基测控“不可见”用户的信息传输，为航天器提供跟踪、测量服务，承担通信和数据传输中继业务，从而极大提高航天器的使用效益和应急能力.随着人类对太阳系的探索不断深入，飞向月球、火星的探测器都需要不间断的测控和数据回传支持，还需要部署专用的月球、火星与地球数据传输中继卫星，为深空探测任务提供测控和通信支持。
论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统
【中国论坛】China Forum建设天基信息实时服务系统的重大意义习总书记指示我们：“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。
”我们应该抓应用促发展，按照“体现国家意志，实现国家使命，代表国家水平”的定位，产出一批原创性、战略性、集成性成果，将我国从航天大国发展为航天强国。
建设天基信息实时服务系统P N T R C（定位、导航、授时、遥感、通信），通过天基卫星一星多用、多星组网，实现天地网络的多网融合，实现智能的信息服务。
这既是我国抢占国际竞争战略制高点的重大机遇，也是我国航天事业做大做强，推进大众化应用的迫切需求。
建设天基信息实时服务系统（P N T R C）是保障我国战略安全的必要举措。
当今，国家边疆的概念在战略上已经延伸到远海、深空，国家领土、领海和领空的安全需要全球实时天基信息的支持。
我国要保证战略安全，首先必须掌握战略制高点，即制信息权。
兰德报告披露，美国已具备2小时内完成全球打击的能力，并扬言到2020年将提升到从发现到消灭只用10秒钟的水平。
这样的安全形势迫切需要我国建设完善全球实时天基智能信息系统。
建设天基信息实时服务系统（P N T R C）是保障我国海洋权益的战略选择。
我国南海广大海域连续监视能力论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统文 李德仁通导遥一体化天基信息实时服务系统推动空间信息从现在的专业应用走向军民应用和大众服务专家简介：李德仁，中国科学院院士，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士，摄影测量与遥感学家，武汉大学遥感信息工程学院教授，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任，中国矿业大学环境与测绘学院院长。
长期从事遥感、全球卫星定位和地理信息系统为代表的地球空间信息学的教学与研究，在地球空间信息学的理论创新、集成创新和协同创新方面取得了杰出成就，为我国成为世界本领域三强之一做出了重大贡献。
弱，海洋权益受到挑战。
我国拥有300万平方公里的海洋专属经济区，其中约50%属争议区域或重叠区域，由于海岸布站检测距离受限、海洋无法布站等原因，致使通信检测难以覆盖，亟须全球实时天基智能信息系统的天基信息支持。
美军指挥信息系统发展历程
美军指挥信息系统发展历程美军的指挥信息系统从最初的C2到C3，从C3I到C4I，再到后来的C4SR、C4KISR，经历了一个由简单到复杂，低级到高级的发展过程。
尤其是在海湾战争以后，美军认识到了指挥信息系统的重要性，加大了对系统建设和发展的投入力度，在各军种大力加强本军种指挥信息系统的同时，加速对各军种、各业务独立信息系统的整合，以满足不断更新的联合作战构想的需要，从而实现全美军指挥信息系统的一体化。
目前，美军的指挥信息系统已逐渐成熟。
一、美军指挥信息系统的建设现状美军指挥信息系统按层次可分为战略、战役、战术级。
从组成来讲，可概括为指挥控制系统、侦察预警系统、网络通信系统和全球信息栅格等系统。
本文主要是从组成类型来讲述美军的指挥信息系统建设现状。
（一）指挥控制系统20世纪70年代，《美国国防部军事与有关词汇字典》对指挥控制系统的定义是：根据分配的任务，指挥员计划、指挥和控制所属部队的行动所必需的机构、设备、通信、程序和人员。
美军的指挥控制系统主要由全球指挥控制系统和各军种指挥控制系统组成。
全球指挥控制系统。
目前美军全球指挥控制系统（GCCS）是可互操作、资源共享、高生存能力、无缝连接的全球的指挥控制系统，是实施危机管理和协调多军兵种/多国联合作战的系统。
其主要功能包括：动态情报、态势监视、应急计划、行动监控、通信、定位、数据表示与处理、数据库和办公自动化等。
目前，美军在全球700多个地区都安装了该系统，以满足作战部队对无缝一体化指挥和控制的要求。
军种指挥控制系统。
美海、陆、空三军都建有各自的指挥控制系统。
美陆军指挥控制系统主要包括从战区地面部队到单个士兵或武器平台的陆军战术指挥控制系统和21世纪旅及旅以下部队作战指挥系统等。
海军作战指挥控制系统主要包括全球信息交换系统、战术指挥中心、总指挥部数据处理系统、战术数据信息交换系统、战斗空间信息交换系统等。
美国空军的指挥控制系统主要是指空军战术指挥控制系统，是美国家军事指挥控制系统的一部分。
天基物联网:基本概念、体系架构及发展趋势
天基物联网：基本概念、体系架构及发展趋势
李凯;李峰;杨伟铭
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2023(63)2
【摘要】物联网技术的发展和天基网络的成熟催生了天基物联网的概念。
国家新型基础设施建设的提出为天基物联网的建设奠定了政策基础。
自然资源调查、时空信息服务、应急救灾服务等为天基物联网提供了广阔的应用空间,天基物联网已经具备了良好的建设基础。
介绍了国内外天基物联网的发展现状,结合物联网的定义阐释了天基物联网的基本概念和体系结构,分析了天基物联网技术发展趋势,可为天基物联网的技术研究和建设应用提供参考。
【总页数】10页(P281-290)
【作者】李凯;李峰;杨伟铭
【作者单位】军事科学院系统工程研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TN393
【相关文献】
1.天地一体化信息网络天基物联网应用体系研究
2.天地一体化天基骨干网络体系架构研究
3.天基信息网络安全体系架构研究
4.一种开放式架构的天基网络化计算平台体系设计
5.基于天基信息网络的地面信息港标准体系框架构建
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论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统
计时。在全球范围内，美国有 12 个航母编队，但是 我们还无法对这些目标进行全球实时的连续跟踪，对 某些固定目标也无法实现实时变化监测。在这种条件 背景下，很难实现我国军队在全球“能打仗、打胜仗” 的目标。
我国的应急救援信息系统，从 2008 年汶川地震 需要 36 个小时才能找到震源位置，到 2017 年九寨沟 地震的 4 个小时，仍未达到快速准确的要求，说明我 们需要一个天基实时智能服务系统。当前，我们的卫 星遥感还没有让人民群众真正在手机上用起来，这是 我们面临且急需解决的一个问题。我国天基信息商业 化格局的不足之处如图 1 所示。
2018 年 8 月上 总第 413 期
15 军民两用技术与产品
Dual Use Technologies & Products
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专家观点
走商业化、市场化运营道路。 在国家支持方面，建议采取“后补助”和购买服务，
其中重点关键技术可享受国家投入专项资金，组织国 内优势研究力量展开协同攻关。
二、目标与内容
（一）思路构想与功能设计
PNTRC 空间信息网络，P 是定位，N 是导航，T
是时间，R 是遥感，C 是通信，具体含义如图 2 所示。
利用五位一体做成通导遥信息网络，实现天地网络融
合，实现在军民智能手机上的智能服务。
（二）发展目标
通过构建 PNTRC，天基信息实时服务系统可以实 现卫星遥感、卫星导航、卫星通
导航信息源
遥感信息源
定位信息源
映射
映射 导航卫星定位卫星卫 Nhomakorabea通信 网络
仿真虚拟网络
通信卫星 节点2
遥感卫星 节点1
天基空间目标监视与跟踪系统轨道确定技术研究
．
可 克 服 的局 限 性
由
而
于天 基 观 测站可 以 根 据任务 需要 进 行 变轨 跟 踪
内时
可 以进行辐射
几 何等特征提取
，
，
且 当空 间 目标 进 入 预 警 卫 星 传 感 器 成 像 作 用 范 围
，
、
，
极大地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
增加 了空 间态 势感 知 能 力
(图 1)
所 以 天 基 空 间 目标 监
，
条件 除 了 不 受 地 球 等 星 体 遮 挡 外
相 机 的成 像条 件
两 种 因素影 响
，
．
还 要 满 足 CCD
目前 主 要 是 地 基 空 间 目标 监 视 系 统
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，
因此 天 基 光 学 设 备 的监 视 范 围受 种是几 何 因素
，
国 的 空 间 目标 监 视 网 ( s p a
s u r v e
ｆ ｒ・△ｓ＞ ｏ
图 ３ 波 束 覆 盖 示 意 图
背景 为太 阳或 Ｂ，Ｃ 区域 地 球 的 判 断 条 件 可 由 上 述判 断 条件 引 出． 背 景 为太 阳时 ，球 ０为太 阳 ，Ｍ 为 天基 观 测相
Ｉａ 一ａ １ ０ ≥ １
（） １
机 ，己 为空 间 目标 ． ， 背 景 为 Ｂ，Ｃ 区域 地 球 时 ，首先 判 断 天基 观测 平 台在 Ａ，Ｂ，Ｃ 区域 ，此 时 ０ 为对 应 的 太 阳 或地
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一
另
一
种是光学设
俄 罗 斯 的空 间
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天基海洋目标信息感知与融合技术探讨
SHANGHAI INFORMATIZATION天基海洋目标信息感知与融合技术探讨2020年10月16B,中国海洋工程科技创新论坛召开。
论坛围绕滨海及深海工程建设、深海能源资源开发、智慧海洋信息技术等主题，深入探讨了海洋工程技术发展的最新现状及未来发展趋势，并提出发展天基海洋目标信息感知与融合技术。
文I黄晓栋海洋维系着越来越多的国家利益，而海洋安全威胁日益严峻。
于是，运用海洋信息化，对全球重点海域和海洋目标信息进行有效感知，并形成准确的海上态势，成为维护海洋安全的重要手段。
然而，由于海洋信息环境复杂多变，不仅受到复杂海况、多变气象、不确定性电磁波和水波传播及衰减、海洋大气透明度和云雨雾、电磁效应、蒸发波导、海杂波等多种因素影响，而且海洋目标多样、复杂，覆盖水面、水下、海洋上空、岛屿和网络电磁等全维空间，同时有实现复杂动态信息交互的需求，因此迫切需要提升信息感知与融合的水平。
针对如此复杂的海洋信息环境，在中国海洋工程科技创新论坛（以下简称"创新论坛”）上，专家们纷纷聚焦天基海洋目标信息感知与融合技术，并预测我国将会引入天基信息网络完善海洋监视系统建设。
技术应用现状与陆、海、空基手段相比，天基海洋目标信息感知与融合技术在海上态势监测的目标类型、应用平台ADHIBITION信息维度、数据质量和覆盖范围等方面具有显著优势。
掌握该技术发展现状，对我国提升相关技术的研究和应用水平具有重要意义。
据介绍，美、俄等国家既注重研究先进的海洋目标监视技术，发展新型海洋目标监视卫星，逐步建立完善的天基海洋目标监视系统；又重视天、空、岸、海平台多源观测信息融合处理核心技术研究，通过对信息融合处理，将不同空间平台、类型传感器进行深度整合，实现广域海洋目标的连续观测。
专家为此总结了国外天基海洋目标信息感知与融合技术发展带来的启示。
其一，多手段综合探测，通过多目标兼顾、全天候和全天时监视提升发现概率，并通过多源信息融合来提升识别概率。
天基侦察监视系统发展现状与军事应用分析
与跟踪导弹发射全过程 的任 务 ， 可同时探 测来袭 的战略导 弹和战术导弹 ， 能够提供 导弹预 警 、 导弹防御 、 技术情 报侦 察 以及空 间特征描述等功能 。Ｓ Ｉ Ｓ由高轨卫 星和低轨卫 ＢＲ 星两部 分组成 。高 轨部分 由 ４颗地 球 同步 轨道卫 星、 １颗 备份星 和２颗大椭圆轨道 卫星组成 ， 主要用于探测 、 发现和 跟踪助推段 的导 弹。高轨卫 星 上带 有扫 描型 和凝视 型两 种红外探测器 。扫描型探 测器可 以快 速 的建 立全球 覆盖 ，
战略需求 ， 相继 开发 了“ 未来成像 体系 ” ＦＡ） “ 基红外 （Ｉ 、天
收 稿 日期 ：０ ０— ６— ９ ２ １ ０ ２
天 基 侦 察 监 视 系 统 的发 展 现 状 进 行 分 析 。
对导弹发射 时喷 出的尾焰进 行初始探 测 ， 然后将探 测结果
提供给凝视 型探测 器 ， 后者进 行精 确 跟踪 ， 定弹道 方位 确
角 以及导 弹进入 弹道 时 的高 度 和速度 。低轨 部分又 称为
空 间跟踪与监视 系统 ， ４颗小型 、 由２ 低轨道 、 大倾 角卫 星组
性能弱 的卫 星。ＦＡ包括 可见 光／ Ｉ 近红 外传输 型详查 卫星 和合成孔径雷达 卫星 ２部 分 ， 采用 太 阳同步 轨道 【 ， ２ 设计 Ｊ
寿 命 为 ８年 ， 量 不 足 Ｋ 一１ 重 Ｈ ２卫 星 的 一 半 ， 个 星 座 由 整
ｌ Ｏ一１ 颗卫 星组成 。该 系统 的优 点 是大 幅度 降低 了单星 ２ 发射成本 ， 通过增加 卫星数量使 卫星 的重访率 由原 系统 并 的 ２～ ３天 １次提高到 １天 ２次 以上 ， 同时 ， 其星 载相 机 的 分辨率提高到 ６— 定位精度 提高到 １ 拍摄速度提高 ７ｍ， ｍ，