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中国3颗交通VDES卫星首发成功 为全球天地一体海上安全通信贡献力量

发布时间:2021-12-26 人气:93
                    

10月14日,由中国交通通信信息中心与航天科技集团八院、北京和德宇航技术有限公司(简称和德宇航)合作的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发射成功。

空天一体,天地互联,用卫星定位航海坐标、升级航运服务。此次卫星发射任务成功完成,不仅标志着我国自主可控的交通VDES卫星系统建设迈出重要一步,为提升我国海运通信安全保障能力打下了坚实基础;也意味着中国在全面建设升级全球海上安全通信系统工作中确立了新的发展坐标。

那么,什么是VDES?加快建设VDES,有什么重要作用和意义?我国为什么要积极致力于VDES建设?未来VDES将如何介入和改变我们的生产、生活?针对一系列公众关心的问题,本报记者专访了深度参与VDES创建工作的资深专家——中国交通通信信息中心副主任宋溱。

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中国交通通信信息中心副主任宋溱

记者:对于很多公众而言,VDES是一个全新概念。您能不能简要介绍一下什么是VDES?

宋溱:甚高频数据交换系统(VDES)是船舶自动识别系统(AIS)的升级,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。2013年,国际航标协会(IALA)首次提出VDES概念,并在2015年世界无线电通信大会通过。

天地一体的新一代VDES由新增的卫星星座、升级的岸基系统、终端和大数据平台等组成,功能包括:双向通信、扩展广播信息播发、气象导航等专用信息通道、卫星远距离AIS(LAIS)、特殊应用消息业务(ASM)、地面VHF频段数据交换和星地VHF频段数据交换业务(VDE)。

对于使用者来说,VDES有三方面显著变化。首先是系统对船舶位置报告和安全性相关信息给予最高优先级,使用专用频段保障传输;其次是使用更灵活,不同于过去只能被动接受信息,VDES使用者可根据需要主动向其他船舶、港口、海图信息中心等推送或索取信息;最后是依托信道调整使得信息传输速度大大提升。VDES不仅能满足当前地面船—船、船—岸之间数据交换,大大增强现有水上无线电信息通信能力,还将能够在技术和频谱资源方面,为未来进一步实现卫星与船舶之间的远程双向数据交换预留空间。

2019年10月召开的世界无线电通信大会(WRC—19)为卫星VDES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在工业和信息化部、交通运输部海事局的支持下,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”,上报了国际电信联盟(ITU)。

交通星星座系统由空间段、地面段、用户段三部分组成。空间段由搭载VDES载荷的低轨卫星星座组成;用户段主要面向交通运输“人、车、船、机”等典型用户,终端型谱包括手持型、车载、机载、船载;地面段包括关口站和系统运管与信息服务中心。

整个星座部署完毕共计60颗星,其中包括50颗工作星和10颗备份星。10月14日3颗星首发成功,意味着我们在构建交通星星座体系中迈出了重要一步。

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甚高频数据交换系统(VDES)

记者:国际上已有开放通用的AIS,我们为什么还要花大力气发展VDES?

宋溱:完善海事通信网络,将“天地一体化”网络升级组建“空天地海”通信网络,已成为建设海洋强国的大方向、大趋势。要搞清楚这个问题,我们既要立足现实,更要放眼全球、着眼未来。

VDES是一个全球开放的信息服务系统,加快发展VDES,不仅事关我国发展利益,也事关全球发展利益。

首先,从我国现实看,无论是加快建设海洋强国,还是共建“一带一路”,安全、高效的海上信息服务保障体系是必要基础条件之一。

党的十九大报告提出“加快建设海洋强国”战略发展要求。党中央、国务院发布的《交通强国建设纲要》,对加快建设交通强国作出重大战略部署。立足于有力支撑保障国家战略的实施,我们必须优先发展海上安全保障通信体系,提供先进的海洋信息获取及传输方式。

VDES卫星系统可提供全天时、全天候的甚高频数据通信、数据采集和海上物联等信息管控及服务,应用前景极为广阔。

在此背景下,根据国民经济发展和国家海洋远海战略需要,2016年国家发展改革委和交通运输部联合发布了《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》,其中明确要求“在国际E-航海战略规划下,研发下一代星基、陆基甚高频数据交换系统(VDES),提高中远海船舶保障能力。”

其次,从全球现实需求看,加快发展VDES也具有紧迫性。

AIS是一个通过数字通信协议交换船舶航行数据的通信系统,起步于2003年,按照国际海事组织(IMO)《国际海上人命安全公约》相关规定,300总吨及以上从事国际航线的所有船舶、500总吨及以上从事非国际航线航行的货船和不论吨位的客船,都应安装AIS设备。AIS是确保船舶海上安全航行的必备技术手段。

海洋运输的日益频繁,使得全球使用AIS的两个VHF频段25KHz带宽的信道日益拥挤。国际航标协会(IALA)提出,当信道超过50%负载时,AIS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。另外传统AIS岸基站只能覆盖50海里距离,难以满足远海活动需求。

基于该现实迫切性,2013年国际航标协会首次提出了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、IMO等国际组织广泛认可并积极推动。

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天线展开

记者:从长远看,积极参与建设VDES对于我国具什么重要意义?

宋溱:VDES将对水上交通安全治理体系重构产生重要影响,提高深远海航行安全和服务保障能力,提升和完善水上交通治理体系和治理能力,促进航运业健康安全发展,对于我国加快建设交通强国和海洋强国具有十分重要的意义。

一是VDES有望成为我国参与未来全球海上通信系统标准制高点的重要切入点。国际航标协会作为国际非盈利组织机构,负责VDES标准制定。过去中国没有参与AIS国际标准制定,AIS发展始终处于受制于人的状态。目前全球VDES行业标准尚未出台,各国均处于研发状态,尚未出现商业化产品,以中国当前的综合科技实力、行业技术整合能力和国际影响力,在VDES发展过程中,具有先发赶超机遇。

当前,交通运输部海事局和中国航天等有关工业部门代表中国同步参与VDES标准的制定,已取得积极有效的阶段性成果。

中国交通通信信息中心申报的交通星VDES卫星频率资料是WRC—19大会规则生效后第一批公布的网络资料,按照所有申报人申报时间排序处于世界第一位,具备建设全球VDES卫星系统先决条件,拥有VDES频率轨道资源“世界第一”优先权。航天科工行云科技有限公司、北京和德宇航技术有限公司排名第二、第三位。根据ITU规定,7年内国内外任何机构建设VDES卫星系统需与排名前面的机构进行协调通过后方可使用。在建设服务全球公共卫星系统中,中国首次拿到优先频率资料。

二是VDES是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成。VDES可以扩展海事多种应用场合,国际航标协会正在开发基于电子航海的用例模型,将为海上导航的安全和效率、航海环境保护、海上安全、减轻船员操作负担等提供服务。VDES带来的好处不仅覆盖了国际海事组织事务的所有方面,而且超出现有范围,例如扩展到渔业操作、科学调查和资源开发。

三是VDES是E-航海发展的海上数字基础设施。E-航海作为国际海事组织、国际海道测量组织、国际航标协会大力推进的下一代海上航海保障综合服务战略体系,通过信息化手段将船端和岸端的各类航行相关信息进行收集、整合、交换、分析,并按照不同航海用户的需求进行显示,从而加强船舶航行安全和保障能力,最终实现航行安全、高效、环保、节能的目标。

目前,VDES已被ITU和IMO等国际组织认定为未来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,对智慧安全航运意义重大。

四是VDES可作为智能航运发展的重要手段。VDES为全球海上乃至陆地用户提供全天时、全天候的VHF频段通信、数据采集和海上物联等服务,并可与地面其他通信系统实现融合,提供“互联网+海运”平台,是智能航运发展的重要手段。


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卫星与火箭对接

记者:面向未来,您对VDES的发展和应用前景有什么展望?

宋溱:作为以卫星互联网为代表通信网络基础设施的组成部分,VDES应用前景充满了想象空间。例如,在水上应急、安全监管、主权维护等方面均可发挥重要作用,其潜在应用前景还在于,将使未来船舶可获取的信息极大丰富,在港口作业、航运管理、电子报关、极地通信、水上监管等方面都得到深度应用,甚至于在陆地交通通信服务方面也可以发挥作用。

当然,我们的首要目标是:立足水上,天地互联,服务中国交通,提供全球海上安全服务。

要力争有力支撑交通强国、海洋强国战略和“一带一路”倡议落地,成为天地一体的交通控制网有机组成部分,满足我国海上和交通安全通信自主可控、全球覆盖的需求,兼顾海上权益保障、测绘及环境监测等方面的通信需求,使我国成为全球海上遇险与安全系统空间资源提供国,引领国际海上安全通信现代化发展。

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参与方简介

  中国交通通信信息中心

交通运输部直属事业单位,受部委托拟订并组织实施交通运输行业通信、导航、无线电和信息化管理的技术政策、技术标准、规章制度;代部行使部无线电行政许可和行政审批职责;承担行业信息化网络建设、运维、整合、保障等工作;代表国家参与国际电信联盟、国际海事组织的有关活动,负责中国国际海事卫星、中国搜救卫星系统建设、运维和管理工作,并承担国内外相关应急安全公益性通信职责;承担行业及国家、社会经济发展需要的通信、导航、无线电和信息化的技术研发、应用和咨询等工作;承担中国民用卫星导航系统的相关工作。

  航天科技集团八院

    中国航天科技集团有限公司三大总体院之一,又称上海航天局,“弹、箭、星、船、器”多领域并举、军民协同发展的国防科技工业骨干企业,具备提供火箭发射、卫星研制、地面应用的一体化交钥匙解决方案的独特优势。作为我国应用卫星主要抓总研制单位之一,发射了70余颗代表国家先进水平的卫星,已形成SAST系列卫星公用平台,轨道涵盖低轨到地球同步轨道,主要涉及气象与环境、遥感成像、电子信息、空间监测、深空探测等六大卫星系列,在国防和国民经济建设中发挥了巨大作用。

  北京和德宇航技术有限公司

    一家致力于国际宇航贸易和天基物联网应用服务的民营企业,国际宇航联合会会员单位、国际电信联盟成员单位、国际航标组织成员单位和国家高新技术企业,持有增值电信业务经营许可证;自2007年创建以来,依托全球400余家航天产业合作伙伴,以及丰富的国内外政府资源,先后为载人航天、北斗导航、嫦娥探月等多项中国航天重点型号任务提供关键产品和技术服务,为中国航天的快速发展作出了重大贡献。(转自中国交通报)


本版图片由 中国交通通信信息中心 提供

本报记者 杨红岩 实习记者 谢梓君

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