全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)COSPAS/SARSAT

全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)COSPAS/SARSAT
摘要    本文介紹了全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)COSPAS／SARSAT的構(gòu)成、功能及其發(fā)展
        應(yīng)用，著重介紹了COSPAS／SARSAT全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)在我國的建設(shè)與
        應(yīng)用。
關(guān)鍵詞  衛(wèi)星搜救系統(tǒng)  示位標  本地用戶終端  任務(wù)控制中心
1概述
    COSPAS／SARSAT系統(tǒng)是由加拿大、法國、美國和前蘇聯(lián)聯(lián)合開發(fā)的全球性
衛(wèi)星搜救系統(tǒng)，它是國際海事衛(wèi)星組織推行的全球海上遇險與安全系統(tǒng)的重要
組成部分。該系統(tǒng)使用低高度衛(wèi)星為全球包括極區(qū)在內(nèi)的海上、陸上和空中提
供遇險報警及定位服務(wù)，以使遇險者得到及時有效的救助。COSPAS／SARSAT全
球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于世界范圍內(nèi)大量的遇險搜救行動中，在2247起
遇險事件中已成功地救助了7354人。國際海事組織在《海上人命與安全公約》
中明確規(guī)定：所有總噸數(shù)300噸以上的船舶必須按照要求裝備遇險定位與搜救設(shè)
備。COSPAS／SARSAT全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)以其可靠、方便、免費使用等優(yōu)點贏得
了人們的青睞，該系統(tǒng)不僅廣泛地應(yīng)用于航海領(lǐng)域，而且也對航空業(yè)和陸地用
戶提供全球性的衛(wèi)星搜救服務(wù)。
2 COSPAS／SARSAT系統(tǒng)構(gòu)成及其功能
    COSPAS／SARSAT全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)由遇險示位標、衛(wèi)星星座和地面分系統(tǒng)
三大部分構(gòu)成，如圖1所示。
2.1示位標
    遇險示位標實際上就是一臺可以完全獨立工作的全自動發(fā)信機，示位標有
三種形式：航空用緊急示位發(fā)射機（ELT），航海用緊急無線電示位標（EPIRB），
個人位置示位標（PLB）。遇險示位標使用的頻率有：121.5MHz、243MHz、4O6M
Hz。當用戶遇險后，遇險示位信標可以通過人工或者自動由遇險時的撞擊、水
浸而激活（信標激活后可以存活48／小時），發(fā)出121.5／406MHz的遇險報警信
號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后，由遍布全球的本地用戶終端（LUT）接收并計算出遇險目標
的位置，隨后經(jīng)國際通信網(wǎng)絡(luò)通知遇險地區(qū)的相關(guān)搜救部門進行搜救。
2.2衛(wèi)星星座
    搜救衛(wèi)星星座是由前蘇聯(lián)的COSPAS衛(wèi)星和美國的SARSAT衛(wèi)星組成，衛(wèi)星高
度為：85O～1000km，衛(wèi)星運行軌道為極軌道，現(xiàn)有六顆衛(wèi)星在工作。搜救衛(wèi)星
的主要任務(wù)是對遇險示位信標發(fā)出的遇險報警信號進行變頻、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等處
理，然后送給本地用戶終端（LUT）；對121.5／243MHz的遇險報警信號以下行
頻率1544.5MHz實時轉(zhuǎn)發(fā)給本地用戶終端（LUT）進行處理；而對406MHz的遇險
報警信號既可以以下行頻率 1544.5MHz實時轉(zhuǎn)發(fā)給本地用戶終端（LUT）進行處
理，也可以先存儲起來遇到LUT再轉(zhuǎn)發(fā)。
    由于該系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道較低（850～1000km），單顆衛(wèi)星覆蓋地球的面積比
地球同步靜止衛(wèi)星小。因而，在目前六顆衛(wèi)星工作的情況下，對遇險目標來說
存在著一定的等待時間，尤其是在靠近赤道地區(qū)，兩顆衛(wèi)星飛越同一地區(qū)的時
間間隔最長可達1.5小時。因此，一些國家現(xiàn)在正在考慮使用地球同步靜止衛(wèi)星
實現(xiàn)對信標信號的實時轉(zhuǎn)發(fā)，以消除衛(wèi)星的等待時延。目前，由印度發(fā)射的INS
AT－2B同步衛(wèi)星裝備有406MHz轉(zhuǎn)發(fā)器，可以實現(xiàn)對中國全部陸地和海域的實時
覆蓋。
2.3地面分系統(tǒng)
    地面分系統(tǒng)包括本地用戶接收終端（LUT）和搜救任務(wù)控制中心（MCC）兩
大部分：
    （1）本地用戶接收終端（LUT）
    本地用戶接收終端的作用是：跟蹤搜救衛(wèi)星并接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)下來的遇險示
位信標信號和數(shù)據(jù)，然后解碼、計算并給出信標識別碼和位置數(shù)據(jù)，同時又實
時修正衛(wèi)星的軌道參數(shù)，把信標的報警數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息送給相應(yīng)的搜救任務(wù)控
制中心（MCC）。
    （2）搜救任務(wù)控制中心（MCC）
    搜救任務(wù)控制中心（MCC）必須和本地用戶接收終端（LUT）相聯(lián)接，一個
MCC至少要聯(lián)接一個LUT，美國的MCC聯(lián)接了12個LUT，其中有一個是靜止軌道的
LUT。
    MCC的主要功能是：
     *收集、整理、儲存和分類從LUT與其它MCC送來的數(shù)據(jù)；
     *在COSPAS／SARSAT系統(tǒng)內(nèi)與其它MCC進行信息交換；
     *過濾虛假報警，解除模糊值；
     *把報警和定位數(shù)據(jù)分發(fā)到有關(guān)的搜救協(xié)調(diào)中心（RCC）或搜救協(xié)調(diào)點（SPOC）。
    目前世界上已經(jīng)有21個國家建立了38個LUT，共有19個MCC處于工作狀態(tài)。LUT
的地理分布可以把地球的大部分表面覆蓋，有些地區(qū)特別是東南亞地區(qū)由多個LUT
重疊覆蓋；個別地區(qū)如非洲南部尚未建有LUT，但該系統(tǒng)可以由搜救衛(wèi)星利用星上
存儲器把遇險信號存儲起來攜帶信號飛行，直到有LUT接收到此遇險信號。
3  COSPAS／SARSAT系統(tǒng)在我國的建設(shè)與應(yīng)用
    我國政府于1994年加入了該組織，由交通部負責在北京交通部大樓內(nèi)建設(shè)了
衛(wèi)星搜救本地用戶終端（LUT）和搜救任務(wù)控制中心（MCC），負責對中國服務(wù)區(qū)
的實時覆蓋和報警數(shù)據(jù)的處理分配。北京LUT的覆蓋區(qū)域包括我國全部陸域和大部
分海域，香港特別行政區(qū)也建有COSPAS／SARSAT系統(tǒng)（LUT和MCC），由香港特別
行政區(qū)海事處負責運行和管理。北京的LUT無法實時覆蓋的我國南部海域，由香港
的LUT實時覆蓋。
    我國的COSPAS／SARSAT系統(tǒng)選用了目前國際上最先進的數(shù)據(jù)處理設(shè)備——高
性能的HP9000系列工作站。LUT采用了冗余備份系統(tǒng)，可以對同時飛過的兩顆衛(wèi)星
分別進行跟蹤。當搜救衛(wèi)星通過北京LUT的共視區(qū)時，LUT的天線就會鎖定與跟蹤
這顆衛(wèi)星，并由幾個數(shù)字信號處理器（DSP）對衛(wèi)星的下行信號中的121.5MHz、243
MHz、406MHz信號進行實時處理或?qū)?06MHz信號進行延時處理。我國的MCC采用一
主一備兩臺高性能的HP 9000系列服務(wù)器，通過專用的通信接口與國際MCC通信網(wǎng)
絡(luò)相聯(lián)接。根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分配計劃，各國的MCC間實時交換定位數(shù)據(jù)及衛(wèi)星軌道
參數(shù)等系統(tǒng)信息。目前中國的MCC采用的通信接口有四種：即AFTN航空專用通信接
口、X.25分組交換接口、TELEX電傳接口和FAX傳真接口。四種接口依據(jù)可靠程度
設(shè)有優(yōu)先等級，互為備用，確保遇險數(shù)據(jù)能夠及時有效地傳送。假如海上遇險發(fā)
生在中國境內(nèi)，則通知位于交通部內(nèi)的中國海上搜救中心，并通知遇險船舶的船
籍國；若遇險發(fā)生在中國國境以外，則通過接點MCC將數(shù)據(jù)傳送給相關(guān)的國家。對
于航空、探險、登山、陸地等遇險，COSPAS／SARSAT衛(wèi)星搜救系統(tǒng)可根據(jù)遇險信
號中的編碼判斷其身份，并以最快的速度直接將遇險信息通知其管理部門，以便
使遇險者能夠得到及時有效的救助，從而實現(xiàn)陸、海、空全球全天候衛(wèi)星搜救服
務(wù)。
4結(jié)束語
    我國幅員遼闊，地理條件復雜，經(jīng)濟發(fā)展迅速。特別是改革開放以來，航空、
航海、長途運輸、地礦、登山探險、科學考察等發(fā)展迅猛，而地面網(wǎng)絡(luò)目前還很
做到難做到大范圍的覆蓋以及遇險報警和救援，諸多邊遠地區(qū)甚至無法建立地面
網(wǎng)絡(luò)。利用衛(wèi)星搜救系統(tǒng)實現(xiàn)遇險報警和定位則不失為是一個有效的途徑。用戶
只需裝備示位信標，便可以享受衛(wèi)星搜救系統(tǒng)提供的無償?shù)娜说乐髁x服務(wù)，現(xiàn)有
的各式各樣的示位信標完全可以滿足各種運輸設(shè)備和個人的需求。目前在遠洋運
輸、近海漁業(yè)等已普遍裝備示位信標，但在其它領(lǐng)域尚未充分利用，如果在陸、
海、空各個領(lǐng)域能夠充分利用 COSPAS／SARSAT衛(wèi)星搜救系統(tǒng)作為人民生命財產(chǎn)
的安全保障，便可以更好地為我國的經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。