全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT

发布: 2010-10-20 00:53 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT
摘要    本文介绍了全球卫星搜救系统COSPAS／SARSAT的构成、功能及其发展
        应用，着重介绍了COSPAS／SARSAT全球卫星搜救系统在我国的建设与
        应用。
关键词  卫星搜救系统  示位标  本地用户终端  任务控制中心
1概述
    COSPAS／SARSAT系统是由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性
卫星搜救系统，它是国际海事卫星组织推行的全球海上遇险与安全系统的重要
组成部分。该系统使用低高度卫星为全球包括极区在内的海上、陆上和空中提
供遇险报警及定位服务，以使遇险者得到及时有效的救助。COSPAS／SARSAT全
球卫星搜救系统已成功地应用于世界范围内大量的遇险搜救行动中，在2247起
遇险事件中已成功地救助了7354人。国际海事组织在《海上人命与安全公约》
中明确规定：所有总吨数300吨以上的船舶必须按照要求装备遇险定位与搜救设
备。COSPAS／SARSAT全球卫星搜救系统以其可靠、方便、免费使用等优点赢得
了人们的青睐，该系统不仅广泛地应用于航海领域，而且也对航空业和陆地用
户提供全球性的卫星搜救服务。
2 COSPAS／SARSAT系统构成及其功能
    COSPAS／SARSAT全球卫星搜救系统由遇险示位标、卫星星座和地面分系统
三大部分构成，如图1所示。
2.1示位标
    遇险示位标实际上就是一台可以完全独立工作的全自动发信机，示位标有
三种形式：航空用紧急示位发射机（ELT），航海用紧急无线电示位标（EPIRB），
个人位置示位标（PLB）。遇险示位标使用的频率有：121.5MHz、243MHz、4O6M
Hz。当用户遇险后，遇险示位信标可以通过人工或者自动由遇险时的撞击、水
浸而激活（信标激活后可以存活48／小时），发出121.5／406MHz的遇险报警信
号，经卫星转发后，由遍布全球的本地用户终端（LUT）接收并计算出遇险目标
的位置，随后经国际通信网络通知遇险地区的相关搜救部门进行搜救。
2.2卫星星座
    搜救卫星星座是由前苏联的COSPAS卫星和美国的SARSAT卫星组成，卫星高
度为：85O～1000km，卫星运行轨道为极轨道，现有六颗卫星在工作。搜救卫星
的主要任务是对遇险示位信标发出的遇险报警信号进行变频、存储、转发等处
理，然后送给本地用户终端（LUT）；对121.5／243MHz的遇险报警信号以下行
频率1544.5MHz实时转发给本地用户终端（LUT）进行处理；而对406MHz的遇险
报警信号既可以以下行频率 1544.5MHz实时转发给本地用户终端（LUT）进行处
理，也可以先存储起来遇到LUT再转发。
    由于该系统的卫星轨道较低（850～1000km），单颗卫星覆盖地球的面积比
地球同步静止卫星小。因而，在目前六颗卫星工作的情况下，对遇险目标来说
存在着一定的等待时间，尤其是在靠近赤道地区，两颗卫星飞越同一地区的时
间间隔最长可达1.5小时。因此，一些国家现在正在考虑使用地球同步静止卫星
实现对信标信号的实时转发，以消除卫星的等待时延。目前，由印度发射的INS
AT－2B同步卫星装备有406MHz转发器，可以实现对中国全部陆地和海域的实时
覆盖。
2.3地面分系统
    地面分系统包括本地用户接收终端（LUT）和搜救任务控制中心（MCC）两
大部分：
    （1）本地用户接收终端（LUT）
    本地用户接收终端的作用是：跟踪搜救卫星并接收卫星转发下来的遇险示
位信标信号和数据，然后解码、计算并给出信标识别码和位置数据，同时又实
时修正卫星的轨道参数，把信标的报警数据和统计信息送给相应的搜救任务控
制中心（MCC）。
    （2）搜救任务控制中心（MCC）
    搜救任务控制中心（MCC）必须和本地用户接收终端（LUT）相联接，一个
MCC至少要联接一个LUT，美国的MCC联接了12个LUT，其中有一个是静止轨道的
LUT。
    MCC的主要功能是：
     *收集、整理、储存和分类从LUT与其它MCC送来的数据；
     *在COSPAS／SARSAT系统内与其它MCC进行信息交换；
     *过滤虚假报警，解除模糊值；
     *把报警和定位数据分发到有关的搜救协调中心（RCC）或搜救协调点（SPOC）。
    目前世界上已经有21个国家建立了38个LUT，共有19个MCC处于工作状态。LUT
的地理分布可以把地球的大部分表面覆盖，有些地区特别是东南亚地区由多个LUT
重叠覆盖；个别地区如非洲南部尚未建有LUT，但该系统可以由搜救卫星利用星上
存储器把遇险信号存储起来携带信号飞行，直到有LUT接收到此遇险信号。
3  COSPAS／SARSAT系统在我国的建设与应用
    我国政府于1994年加入了该组织，由交通部负责在北京交通部大楼内建设了
卫星搜救本地用户终端（LUT）和搜救任务控制中心（MCC），负责对中国服务区
的实时覆盖和报警数据的处理分配。北京LUT的覆盖区域包括我国全部陆域和大部
分海域，香港特别行政区也建有COSPAS／SARSAT系统（LUT和MCC），由香港特别
行政区海事处负责运行和管理。北京的LUT无法实时覆盖的我国南部海域，由香港
的LUT实时覆盖。
    我国的COSPAS／SARSAT系统选用了目前国际上最先进的数据处理设备——高
性能的HP9000系列工作站。LUT采用了冗余备份系统，可以对同时飞过的两颗卫星
分别进行跟踪。当搜救卫星通过北京LUT的共视区时，LUT的天线就会锁定与跟踪
这颗卫星，并由几个数字信号处理器（DSP）对卫星的下行信号中的121.5MHz、243
MHz、406MHz信号进行实时处理或对406MHz信号进行延时处理。我国的MCC采用一
主一备两台高性能的HP 9000系列服务器，通过专用的通信接口与国际MCC通信网
络相联接。根据系统的数据分配计划，各国的MCC间实时交换定位数据及卫星轨道
参数等系统信息。目前中国的MCC采用的通信接口有四种：即AFTN航空专用通信接
口、X.25分组交换接口、TELEX电传接口和FAX传真接口。四种接口依据可靠程度
设有优先等级，互为备用，确保遇险数据能够及时有效地传送。假如海上遇险发
生在中国境内，则通知位于交通部内的中国海上搜救中心，并通知遇险船舶的船
籍国；若遇险发生在中国国境以外，则通过接点MCC将数据传送给相关的国家。对
于航空、探险、登山、陆地等遇险，COSPAS／SARSAT卫星搜救系统可根据遇险信
号中的编码判断其身份，并以最快的速度直接将遇险信息通知其管理部门，以便
使遇险者能够得到及时有效的救助，从而实现陆、海、空全球全天候卫星搜救服
务。
4结束语
    我国幅员辽阔，地理条件复杂，经济发展迅速。特别是改革开放以来，航空、
航海、长途运输、地矿、登山探险、科学考察等发展迅猛，而地面网络目前还很
做到难做到大范围的覆盖以及遇险报警和救援，诸多边远地区甚至无法建立地面
网络。利用卫星搜救系统实现遇险报警和定位则不失为是一个有效的途径。用户
只需装备示位信标，便可以享受卫星搜救系统提供的无偿的人道主义服务，现有
的各式各样的示位信标完全可以满足各种运输设备和个人的需求。目前在远洋运
输、近海渔业等已普遍装备示位信标，但在其它领域尚未充分利用，如果在陆、
海、空各个领域能够充分利用 COSPAS／SARSAT卫星搜救系统作为人民生命财产
的安全保障，便可以更好地为我国的经济建设服务。