一種基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的設(shè)計方法

1、<p>　　一種基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的設(shè)計方法</p><p>　　[摘 要]本文介紹了一款基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的設(shè)計方法。該終端結(jié)合了北斗導(dǎo)航定位功能和海事衛(wèi)星電話的語音通信和數(shù)據(jù)通信等功能。解決了船舶的導(dǎo)航定位以及應(yīng)急數(shù)據(jù)、話音、傳真、圖像等綜合業(yè)務(wù)的傳輸問題。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]北斗導(dǎo)航衛(wèi)星通信話音業(yè)務(wù)通信終端 </p><p&

2、gt;　　中圖分類號：TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）08-0237-01 </p><p><b>　　1 概述 </b></p><p>　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由我國自主研發(fā)的區(qū)域性的三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是堂攔娜蚨ㄎ幌低？GPS）和俄羅斯的GLONASS之后第三個衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)致力于向

3、全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。自北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入使用以來，它突出的特色越來越受到人們的關(guān)注。 </p><p>　　海事衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)完備、覆蓋面廣、頻率資源利用率高、可靠性高且方便實用等特點，使得人們可以在任何時間任何地點都能輕松的完成話音通信，通信終端的信息處理能力也得到了大幅度的提高?；诒倍穼?dǎo)航的衛(wèi)星通信終端不僅具有導(dǎo)航定位功能還具有海事衛(wèi)星電話的語音通信、數(shù)據(jù)通信傳真等功能，還可以為船

4、舶運輸、公路交通、鐵路運輸和路線檢測 </p><p>　　2.1 衛(wèi)星通信終端的特點 </p><p>　　基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的主要特點： </p><p>　?、倏捎糜谲囕v、船舶或其他室內(nèi)環(huán)境；②能進(jìn)行清晰的語音通信和低速數(shù)據(jù)通信，可以進(jìn)行全球通訊；③可以實現(xiàn)北斗/GPS兼容定位；④能通過海事衛(wèi)星信道傳輸導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；⑤能通過特定的協(xié)議

5、，可以提供定制的數(shù)傳、定位服務(wù)和系統(tǒng)解決方案，便于應(yīng)急搜救的需要；⑥通信資費便宜，是其他衛(wèi)通資費的五分之一左右；⑦覆蓋范圍廣，覆蓋中國大陸和沿海，南部到澳大利亞，西部到非洲，北部覆蓋俄羅斯和部分歐洲地區(qū)。 </p><p><b>　　2.2 系統(tǒng)概述 </b></p><p>　　基于北斗的衛(wèi)星通信終端可用于船舶遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和海事遇險救助和陸地自然

6、災(zāi)害提供應(yīng)急通信等。下圖為基于海事衛(wèi)星通信終端構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖。 </p><p>　　該監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建了一個海陸空一體化的北斗海事衛(wèi)星綜合信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)可為海事、漁業(yè)和陸地等多部門服務(wù)，一方面可為海事或漁業(yè)管理部門提供船舶船位監(jiān)控、船舶緊急救援指揮，及漁業(yè)政策發(fā)布、海上臺風(fēng)通行等服務(wù)，也可為海上漁業(yè)生產(chǎn)作業(yè)者提供自主導(dǎo)航、遇險求救及點對點通信服務(wù)，另一方面也可以對車輛進(jìn)行實時調(diào)度、監(jiān)控和管理，同

7、時在應(yīng)急救災(zāi)時，可以作為應(yīng)急通信設(shè)備。 </p><p>　　該監(jiān)測系統(tǒng)主要由4大分系統(tǒng)構(gòu)成，包括網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)、地面監(jiān)測臺站分系統(tǒng)、監(jiān)控中心、船（車）載終端分系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)可以將來自AIS系統(tǒng)的VHF信道來的AIS數(shù)據(jù)，來自地面網(wǎng)的地面網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和來自衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控數(shù)據(jù)集成，通過數(shù)據(jù)融合處理送到監(jiān)控中心，地面監(jiān)測臺站分為海事衛(wèi)星地面站和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星地面站，分別處理海事衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心主要控制和管

8、理海陸空的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，船（車）載終端分系統(tǒng)為基于BD/GPS的衛(wèi)星通信終端。 </p><p>　　船（車）載衛(wèi)星通信終端接收北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星定位信號，結(jié)合車輛/船舶狀態(tài)信息通過海事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)信道與監(jiān)控中心進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。車/船載終端定時將車輛/船舶實時位置、運動狀態(tài)、警情等信息上傳至監(jiān)控中心。 </p><p>　　3 基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的設(shè)計方案 </p>

9、<p>　　基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端采用模塊化設(shè)計的方案，主要模塊包括射頻模塊、終端處理模塊、BD/GPS模塊、顯控處理模塊、電源模塊五個模塊。天線和射頻前端模塊處理模擬信號，其余模塊處理數(shù)字信號，總體框圖如下圖所示。 </p><p>　　天線包括BD/GPS天線和海事衛(wèi)星天線，BD/GPS天線主要接收BD/GPS衛(wèi)星播發(fā)的信號，海事衛(wèi)星天線主要是接收亞星衛(wèi)星播發(fā)的信號，完成部分初始頻率選擇、多

10、徑效應(yīng)抑制和穩(wěn)定相位中心任務(wù)及發(fā)送終端與衛(wèi)星之間通信信號的任務(wù)。 </p><p>　　射頻模塊包括一個可調(diào)發(fā)射機和一個可調(diào)的接收機，另外還有收發(fā)轉(zhuǎn)換單元。主要任務(wù)是將天線接收到的射頻信號，通過放大、濾波、變頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換，變換成數(shù)字處理器可以處理的數(shù)字中頻信號，同時提高信噪比，發(fā)射通路主要將基帶模塊的已調(diào)制的基帶信號調(diào)制到射頻頻點，并通過天線發(fā)射出去。 </p><p>　　終端處理模塊相

11、當(dāng)于通信終端的“心臟”，終端處理模塊由信號處理、協(xié)議處理、音頻處理、數(shù)據(jù)處理接口、SIM卡等組成。其中，協(xié)議處理子模塊是衛(wèi)星通信終端的控制中心，負(fù)責(zé)所有信息的處理、網(wǎng)絡(luò)的接入、控制命令的發(fā)出等。信號處理子模塊負(fù)責(zé)將協(xié)議處理子模塊送出的信號調(diào)制送出到射頻模塊，并將射頻模塊接收的信號解調(diào)送到協(xié)議處理子模塊，并且實現(xiàn)對射頻模塊的控制和管理等。音頻處理子模塊主要實現(xiàn)音頻信號的接收和發(fā)送處理。數(shù)據(jù)接口處理子模塊主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的收發(fā)數(shù)據(jù)的接口控

12、制等。SIM卡主要對SIM相關(guān)信息的讀出和寫入操作等。 </p><p>　　顯控處理模塊包括顯示和鍵盤采集及用戶接口等，用戶接口包括送話MIC和揚聲器，完成語音采集和送話功能。另外完成從終端機的電源管理、系統(tǒng)控制與管理和對外接口擴(kuò)展以及數(shù)傳功能中的AT命令的處理等。BD/GPS導(dǎo)航模塊是集成芯片，主要是接收并處理 </p><p>　　BD/GPS信息，并完成與顯控模塊之間的接口等。系統(tǒng)

13、核心軟件存儲在PCB板上的FLASH芯片中。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>　　衛(wèi)星通信終端是一種新型的導(dǎo)航通信設(shè)備，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，在衛(wèi)星信號覆蓋的地方，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)語音通信，而且還能夠使導(dǎo)航信號得到穩(wěn)定可靠的傳輸，從而真正實現(xiàn)了實時動態(tài)信息的全程監(jiān)控和管理，基于北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星通信終端的研制和開發(fā)填補了我國在海事衛(wèi)星通信