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中国交通VDES试验卫星成功发射!
发布时间:2022-12-08    发布人:Flyer    浏览次数:

中新社北京12月7日电 (马帅莎)12月7日9时15分,快舟十一号固体运载火箭在中国酒泉卫星发射中心点火升空,将行云交通VDES试验卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

快舟十一号固体运载火箭全箭主体结构采用碳纤维复合材料,700公里太阳同步轨道运载能力不小于1吨,总体技术水平达到固体运载火箭国际先进水平。该型火箭具有“移动测试对接、移动发射、移动云测控”等特点,具备快速发射能力,能够适应多样化发射任务。

作为快舟系列固体运载火箭家族新成员,相比快舟一号甲,快舟十一号运载火箭的运载能力提升5倍左右,实现了快舟系列运载火箭跨越式发展,能够更好地满足卫星规模化、高密度、快速发射的需求,将有力带动中国固体运载火箭及其动力技术发展。

行云交通VDES试验卫星成功入轨后,主要用于开展VDES载荷(VHF Data Exchange System,甚高频数据交换系统)的技术验证,将为海事领域的水上应急、安全监管等提供保障。

中国国家航天局负责快舟十一号固体运载火箭工程研制立项批复。中国航天科工集团有限公司负责工程抓总研制,所属中国航天三江集团有限公司承担总体研制任务。中国交通通信信息中心作为VDES试验卫星用户单位,航天三江所属航天行云科技有限公司负责卫星抓总研制。此次任务是快舟系列运载火箭第23次发射。
   回顾: 2021年10月14日晚,我国自主研制的首批3颗交通甚高频数据交换系统卫星(简称交通VDES卫星),在太原卫星发射中心搭载长征二号丁遥五十三运载火箭成功发射,并准确进入预定轨道。

海洋运输日益频繁,使得全球使用AIS(船舶自动识别系统)两个VHF频段的信道日益拥挤。国际航标协会(IALA)提出,当AIS信道超过50%负载时,信息阻塞等问题将造成信号传输滞后,船舶碰撞预警漏报概率大幅上升,严重影响航行安全。

基于该现实迫切性,2013年IALA首次提出VDES概念,拟通过建立一个天地融合系统以升级替代AIS,得到ITU(国际电信联盟)、IMO(国际海事组织)等国际组织广泛认可并积极推动。
      VDES(VHF Data Exchange System,甚高频数据交换系统)于国际电信联盟的2012年世界无线电通信(WRC-12)大会后提出,并2015年世界无线电通信大会(WRC—15)上,162个成员国及136个国际组织和团体共同审议确定的。VDES在集成了现有AIS功能的基础上,增加了特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能,可以有效缓解现有AIS数据通信的压力,为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段,同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率,对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。

据介绍,VDES在保持现有AIS功能和体系基础上,增加了特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能,通信能力由单收扩增为双向收发,增扩了气象导航等专用信息通道和广播等信息广播能力,可进行数据交换。同时,在原岸基系统基础上增加了卫星系统。

目前,VDES已被ITU和IMO等国际组织认定为未来全球E-航海的重要支撑系统,是E-航海发展的海上数字基础设施、未来E-航海通信系统标准新制高点,对智慧安全航运意义重大。

2019年召开的世界无线电通信大会为卫星VDES系统全球发展和应用专门指配了频率并立即生效。中国交通通信信息中心抢先制定形成了卫星星座和用频用轨计划方案,名称暂定为“交通星星座(MOTS)”,上报了ITU。ITU公布的资料显示,该中心申报的卫星频轨资料按照申报时序排在世界第一位。
“交通星星座”体系部署完毕共计60颗星,其中包括50颗工作星和10颗备份星。首批交通VDES卫星主要开展在轨验证与星地一体化试验,完成关键技术攻关,激活交通VDES系统星座网络资料,完成交通强国建设试点任务,启动交通VDES卫星系统建设。

频率划分

要实现从AIS系统到VDES系统的升级,增加可供VDES系统使用的新频段是前提条件。因此研究VHF频段关于海事业务的频率划分是研究VDES系统未来发展的重要组成部分。
2012年后,ITU和各成员国便将目光和精力投入到了对VDES频点的划分中来。经过3年的努力,目前ITU提出了4种针对VDES系统频率划分的方案,分别由IALA、ESA(及欧洲各国)、加拿大和中国提出。这四种方案基本上都是24、84、25、85、26和86信道可供VDE使用,27和28信道供ASM使用,AIS依旧使用原来的频点,只有方案D另外增加了四个信道用于语音功能。四种方案的不同集中在卫星部分可使用的信道,其中方案A中卫星可使用的带宽的最宽的。ITU根据各频段划分方案,对四个划分方案的各类功能的符合程度进行比较,研究VDES卫星部分与上述相邻频段内现有业务之间的频率共用和兼容性。 
在WRC-19的议题中,ITU-R将会考虑修改《无线电规则》,其中包括为卫星水上移动业务(地对空和空对地)进行新的频谱划分,包括卫星上行的156.0125—157.4375 MHz和下行的160.6125—162.0375 MHz,以促成实现新的VDES卫星部分,同时确保该卫星部分不会降低现有VDES地面部分、ASM、AIS的运行质量,且会对这些以及154 MHz至156 MHz频段的低端相邻频段和162至164 MHz频段的高端相邻频段内现有业务造成有害干扰和限制。

卫星建设

挪威空间中心在研的一颗VDES卫星NORSAT-2,是一颗重达15kg、尺寸为20cm×30cm×40cm的微小卫星,预计在2016年发射。NORSAT-2可以在挪威的领海区域提供先进的船舶跟踪与数据交换服务。
在VDES卫星系统建设中,ESA作为完成了VDES系统中大部分的卫星部分的技术特性讨论和制定的牵头方,也一直在积极推动和发展。ESA在2014—2015年期间对VDES卫星系统的相关研究和设备研制进行了3次招标,2014年6月提出了招标金额为20万~50万欧元的VDES卫星系统设计(包括频段选择、传输方案的制定以及计划进度预算等),不久之后的2014年9月提出了招标金额为至少50万欧元的VDES卫星部分下行链路验证。接着ESA在2015年6月提出了设计一款性价比高的VDE卫星部分地面用户终端的招标,招标金额大于50万欧元。不难看出ESA对VDES系统的设计思路就是利用试验星来验证VDES系统的相关性能,而且还在积极发展VDES卫星系统的地面终端,这些都是推动VDES卫星系统建设的重要部分。
ISIS是荷兰的一家致力于小卫星研制及应用的公司,近几年该公司一直在发展星载AIS的无线电通信载荷。目前ISIS设计了一款专门针对VDES系统的星载高效发射装置,6W发射功率,下行链路数据速率40 ksps,由于VDES的链路设计,使得必须要保证星上较高的有效等向辐射功率(EIRP)才能与地面确保正常通信,因此ISIS的这款发射机也将在VDES卫星系统发挥积极的作用。

地面建设

 

设想未来海事爱好者可以利用一个只接收的设备来获取VDES系统广播的海事安全信息以及船舶相关数据。2015年前后,ESA已经开展了一项相关的研究,看能否利用谷歌(Google)手机中的只用于接收的模块来实现这个应用,研究结果是这样一个手机模块是完全能够帮助海事爱好者实现接收VDES信息这个功能,这个研究结果将积极推动未来VDES系统地面终端的发展,一旦VDES系统开始投入使用,相信这个应用也会很快被推广使用。目前许多船台厂商已经投入到船载VDES相关设备的研发与生产当中包括针对VDES地面系统的模拟器、原理样机的研制和地面系统测试。

未来规划

法国在2014年提出了VDES系统未来的发展规划,计划从2014年至2023年跨度10年,。其中包含了两大层面的运作:规则层和实施层。 
在规则层,IMO、IALA和ITU三大组织的各项会议和IMO的电子航海(E-NAV)、全球海上遇险与安全系统(GMDSS)现代化进程将成为整个系统的关键,其中IMO的组织机构中包括海上安全委员会(MSC)和导航、通信和搜救小组委员会(NCSR),MSC是组织的最高技术机构,由所有成员国组成。IALA主要为每年两次的ENAV会议,ITU主要为四年一次的WRC大会和每年两次的5B工作组会议。通过这些会议,能够在规则和标准层面给予VDES系统有力的支撑。
实施层面主要包括AIS和ASM收发信机的原理样机研制、仿真、外场测试、实验星的技术开发与发射验证以及相关标准的制定。

  • 国家高新技术企业
  • 拥有二十余项软件著作权
  • 通过ISO9001质量管理体系和国军标质量管理体系认证
  • 拥有卫星测控综合基带及导航测控一体化微带天线两项发明专利