數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星工程系統(tǒng)

1、數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星工程系統(tǒng),二○一三年十月,DCS系統(tǒng)簡介DCS國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀DCS在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用相關(guān)工作介紹工作基礎(chǔ)介紹,一、DCS系統(tǒng)簡介,3,衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Collecting System，縮寫為DCS）是一種短報(bào)文衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其功能是將分散于全球各地的有用信息，特別是針對(duì)無人區(qū)或海洋上的相關(guān)氣象、水文，海洋探測、環(huán)境監(jiān)測、科學(xué)與管理數(shù)據(jù)等應(yīng)用，通過衛(wèi)星采集接收并轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的使用與管理部門，可在短時(shí)間內(nèi)獲取大

2、量資料和數(shù)據(jù)，是一種新型的實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)的有效手段。需求分析表明，在環(huán)境監(jiān)測保護(hù)、地震監(jiān)測預(yù)報(bào)、森林防護(hù)、海洋監(jiān)測、大中型水情測報(bào)、氣象預(yù)報(bào)、油氣田、油氣管道網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、鐵路、公路、航運(yùn)交通管理、鐵路、公路、航運(yùn)交通管理、野生動(dòng)物保護(hù)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。,（一）DCS系統(tǒng)概述,DCS系統(tǒng)簡介,4,（二）DCS系統(tǒng)組成,DCS系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段組成，空間段由若干顆低軌衛(wèi)星組成，地面段由數(shù)據(jù)接收與處理中心組成，用戶段由用戶終端

3、組成。,DCS系統(tǒng)簡介,,5,（三）DCS系統(tǒng)原理,DCS終端將地面?zhèn)鞲衅魇占臄?shù)據(jù)上傳至衛(wèi)星，衛(wèi)星對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后轉(zhuǎn)發(fā)至地面站，地面站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，通過互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等手段分發(fā)最終用戶。,DCS系統(tǒng)簡介,6,（四）DCS系統(tǒng)特點(diǎn),DCS系統(tǒng)具有廣域覆蓋和小型化終端的特點(diǎn)，為用戶提供適應(yīng)于陸地、海洋和航空等不同應(yīng)用環(huán)境的短數(shù)據(jù)采集、短數(shù)據(jù)通信和信息廣播等服務(wù)。,DCS系統(tǒng)簡介,二、DCS國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,8,根據(jù)衛(wèi)星軌道高度

4、可將DCS劃分為兩類：地球靜止軌道衛(wèi)星的DCS（GEO）和近地軌道衛(wèi)星的DCS（LEO） 近地軌道的DCS因?yàn)樾l(wèi)星軌道低、作用距離近，因而發(fā)射和接收設(shè)備簡便價(jià)廉；天線指向精度要求較低；可收集全球任何地區(qū)的數(shù)據(jù)資料，取得了廣泛的應(yīng)用。 國外較為典型的系統(tǒng)有美國的ORBCOMM和法國的Argos系統(tǒng)。 國內(nèi)已在XY-1衛(wèi)星上搭載并在軌應(yīng)用；HY-2B衛(wèi)星也確定搭載一臺(tái)DCS設(shè)備，即將發(fā)射；目前正在論證

5、的DCS衛(wèi)星星座未來將實(shí)現(xiàn)全球覆蓋應(yīng)用。,（一）DCS系統(tǒng)發(fā)展概述,DCS國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,9,ORBCOMM是美國軌道通信公司開發(fā)運(yùn)營的首個(gè)全球雙向短數(shù)據(jù)衛(wèi)星采集和通信系統(tǒng)，截至2012年底，共有26顆在軌衛(wèi)星提供服務(wù)，已簽訂18顆二代衛(wèi)星的研制和發(fā)射協(xié)議，預(yù)計(jì)2014年發(fā)射。二代衛(wèi)星上開始搭載AIS載荷。,（二）國外發(fā)展現(xiàn)狀—ORBCOMM,DCS國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,10,（二）國外發(fā)展現(xiàn)狀—Argos,ARGOS系統(tǒng)通過在極軌氣象衛(wèi)星上

6、搭載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備而實(shí)現(xiàn)。ARGOS系統(tǒng)已發(fā)展了三代，有6顆在軌ARGOS衛(wèi)星，其中4顆搭載ARGOS-2載荷，2顆搭載ARGOS-3載荷。,DCS國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,11,HY-2B星數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),（三）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀,我國資源和風(fēng)云系列衛(wèi)星已搭載過DCS載荷，開展過相關(guān)試驗(yàn)。XY-1衛(wèi)星是五院自主發(fā)射的新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，其上搭載的DCS載荷兼容法國Argos2系統(tǒng)，已成功驗(yàn)證了DCS通信體制 。HY-2B星數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是XY-1的改進(jìn)版本

7、,未來將針對(duì)海洋領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)運(yùn)行。,12,星座構(gòu)型,DCS衛(wèi)星星座系統(tǒng),（三）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀—DCS衛(wèi)星星座（立項(xiàng)階段）,數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星星座系統(tǒng)由空間段（40余顆DCS衛(wèi)星構(gòu)成全球覆蓋星座），地面段（國內(nèi)三個(gè)地面站，海外根據(jù)市場需求而定）、用戶段（多種類型數(shù)據(jù)采集智能終端）組成。,12,13,DCS衛(wèi)星星座系統(tǒng),（三）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀—DCS衛(wèi)星星座（立項(xiàng)階段）,DCS衛(wèi)星星座主要包含DCS載荷，具有數(shù)據(jù)采集、短數(shù)據(jù)通信、信息廣播功能，為政府、

8、軍方、行業(yè)、個(gè)人等不同用戶提供多種服務(wù),14,DCS衛(wèi)星星座系統(tǒng),（三）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀—DCS衛(wèi)星星座（立項(xiàng)階段）,DCS衛(wèi)星星座從系統(tǒng)容量、通信體制和終端特性等方面與國內(nèi)外同類系統(tǒng)對(duì)比,三、DCS在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用,16,DCS在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用,數(shù)據(jù)通信,環(huán)境監(jiān)測,應(yīng)急救援,,,提供文本、圖片等短數(shù)據(jù)通信服務(wù),,,信息廣播,提供數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測,提供定位和位置上報(bào)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境下的應(yīng)急搜救,能為終端用戶提供信息廣播服

9、務(wù)，如氣象信息廣播等,17,數(shù)據(jù)通信應(yīng)用,1、船舶短報(bào)文數(shù)據(jù)通信,數(shù)據(jù)通信應(yīng)用,2、海上固定平臺(tái)通信,18,19,信息廣播應(yīng)用,環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用,魚類監(jiān)測,浮漂數(shù)據(jù)采集,島礁環(huán)境監(jiān)測,20,21,應(yīng)急搜救應(yīng)用,四、相關(guān)工作介紹,23,DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng),十八大報(bào)告明確提出了“提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)決維護(hù)國家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國”的方針；《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》中把海洋通

10、信類產(chǎn)品作為海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)支撐技術(shù)明確進(jìn)行支持；《國家“十二五”海洋科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》：“十二五”期間，海洋環(huán)境監(jiān)測探測技術(shù)裝備國產(chǎn)化水平顯著提高，初步形成深遠(yuǎn)海環(huán)境監(jiān)測能力，海洋預(yù)報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和全球化，海洋短期氣候預(yù)測水平得到顯著提升，對(duì)海洋管理、海洋環(huán)境安全保障、海洋能力拓展和應(yīng)對(duì)氣候變化的支撐服務(wù)能力顯著增強(qiáng),（一）項(xiàng)目背景,24,（一）項(xiàng)目背景,隨著我國政府對(duì)海洋資源的重視與海洋政策的密集出臺(tái)，海洋資源的開發(fā)

11、利用面臨著重大發(fā)展機(jī)遇期，面對(duì)當(dāng)前的發(fā)展機(jī)遇，海洋開發(fā)存在著亟待解決的幾個(gè)問題：我國海洋權(quán)益維護(hù)的裝備水平和執(zhí)法能力不能滿足日益增長的需要，亟待加強(qiáng)；為科學(xué)的開發(fā)利用海洋資源，需要全面、及時(shí)、準(zhǔn)確掌握海洋環(huán)境信息，但目前我國的海洋環(huán)境檢測儀器還比較落后，缺少現(xiàn)代化的監(jiān)測手段；隨著海洋產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，隨之帶來的是海洋的污染以及一系列環(huán)境問題，但缺少現(xiàn)代化的監(jiān)管設(shè)備；我國是海洋災(zāi)害多發(fā)國家，臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、海浪、海冰、赤潮等海洋災(zāi)害每

12、年造成的直接損失高達(dá)數(shù)千億元，急需強(qiáng)化對(duì)海洋立體環(huán)境的監(jiān)測能力，提高海洋災(zāi)害預(yù)警與救助能力。,,DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng),（一）項(xiàng)目背景,在上述問題中，海洋環(huán)境信息感知是保障，通信是信息融合利用的基礎(chǔ)，特別是離岸和深遠(yuǎn)海通信已經(jīng)成為立體海洋環(huán)境綜合監(jiān)測與保障的瓶頸。 為此，航天恒星和江蘇集美思聯(lián)合開展“DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng)”項(xiàng)目的研究。,DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng),（二）研究目標(biāo),圍繞

13、國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略需要、海洋環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè)等國家重大需求，針對(duì)目前離岸和深遠(yuǎn)海海洋環(huán)境監(jiān)測能力薄弱和海洋信息安全存在隱患的現(xiàn)狀，借鑒ARGOS等國外先進(jìn)的全球海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)及理念，對(duì)國內(nèi)已有的DCS衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)通用數(shù)據(jù)終端和海洋環(huán)境監(jiān)測與信息處理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行再創(chuàng)新研究和開發(fā)，突破離岸和深遠(yuǎn)海通信技術(shù)瓶頸，攻克通用海洋信息采集終端模塊關(guān)鍵技術(shù)，解決多傳感器海洋信息融合處理技術(shù)難點(diǎn)，研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“DCS離岸和深

14、遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng)”，并通過示范應(yīng)用驗(yàn)證，成果達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平，打破國外壟斷和威脅，維護(hù)國家信息安全，滿足國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略和民用防災(zāi)減災(zāi)的迫切需要,DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng),（三）研究內(nèi)容,DCS離岸和深遠(yuǎn)海通信技術(shù)通用海洋信息采集終端模塊集成技術(shù)海洋信息融合處理技術(shù)DCS離岸和深遠(yuǎn)海通信應(yīng)用示范,DCS離岸和深遠(yuǎn)海信息感知技術(shù)及系統(tǒng),五、相關(guān)單位工作基礎(chǔ),29,航天恒星科技有限公司,（一）單位簡介,航天

15、恒星科技有限公司（航天五院503所）, 是中國航天科技集團(tuán)公司衛(wèi)星應(yīng)用總體單位,是中國航天衛(wèi)星應(yīng)用研究院的主要支撐單位。坐落于北京中關(guān)村地區(qū)，旗下?lián)碛泻教焯炖L科技有限公司、航天中為科技有限公司兩家全資子公司。 經(jīng)過30多年的發(fā)展，形成了以“天地一體化信息技術(shù)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為引領(lǐng)，以衛(wèi)星綜合應(yīng)用系統(tǒng)總體為核心，以空間應(yīng)用、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)鏈、云計(jì)算及信息安全、無人機(jī)系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)運(yùn)營服務(wù)八大領(lǐng)域?yàn)橹?/p>

16、撐的完整業(yè)務(wù)架構(gòu)。為國防、行業(yè)、區(qū)域提供基于天基資源的綜合信息化整體解決方案、系統(tǒng)集成、設(shè)備制造和運(yùn)營服務(wù)。,30,（二）人才隊(duì)伍,,公司秉承以人為本的管理理念，貫穿于人才“選、聘、育、留”的各個(gè)環(huán)節(jié)，造就了一支高素質(zhì)、專業(yè)化的人才隊(duì)伍?，F(xiàn)有員工近2000人，其中碩士、博士人員占50%以上。設(shè)有國家信息與通信工程、軟件工程一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)博士、碩士，并接受優(yōu)秀人才從事博士后研究工作。,員工培訓(xùn),技術(shù)交流,專家授課,研

17、究生培養(yǎng),,航天恒星科技有限公司,（三）科研生產(chǎn)能力,擁有配套齊全、性能先進(jìn)的科研生產(chǎn)設(shè)施，建有衛(wèi)星應(yīng)用各領(lǐng)域?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)室、軍品電子單機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)線和民用產(chǎn)品生產(chǎn)基地，設(shè)有裝配調(diào)試與試驗(yàn)中心，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)分離，齊套的調(diào)試、測試、檢驗(yàn)和試驗(yàn)設(shè)備確保產(chǎn)品的單件驗(yàn)證和批量生產(chǎn)，具有研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)一套完整的科研生產(chǎn)體系。,環(huán)境試驗(yàn)中心,電子裝聯(lián)中心,星地仿真演示驗(yàn)證試驗(yàn)室,圖像信息處理實(shí)驗(yàn)室,云崗聯(lián)試場地,導(dǎo)航應(yīng)用設(shè)備與系統(tǒng)質(zhì)量檢

18、測中心,微波暗室,電裝車間,航天恒星科技有限公司,32,（四）已承擔(dān)的科技部項(xiàng)目,航天恒星科技有限公司,33,江蘇吉美思海洋信息技術(shù)有限公司,?江蘇吉美思海洋信息技術(shù)有限公司是航天恒星科技有限公司（503所）海洋監(jiān)測領(lǐng)域合作伙伴。?主要從事基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海洋監(jiān)測儀器、設(shè)備研發(fā)，海洋信息數(shù)據(jù)處理軟件。?擁有覆蓋全國的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理和信息服務(wù)平臺(tái)，近十五萬個(gè)移動(dòng)信息終端用戶。,吉美思大廈

19、 吉美思物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園,34,江蘇吉美思海洋信息技術(shù)有限公司,通用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)終端、CZY系列海洋自動(dòng)氣象水文站、雷達(dá)式潮位儀、雷達(dá)式波浪潮位儀、拋棄式波流浮標(biāo)、海冰跟蹤器,移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理和信息服務(wù)平臺(tái)（近15萬個(gè)終端）,35,航天恒星和吉美思分別在衛(wèi)星應(yīng)用和海洋監(jiān)測領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)實(shí)力，雙方充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，聯(lián)合開展了基于DCS系統(tǒng)的海洋信息感知和通信系統(tǒng)研究工作，已取得初步進(jìn)展。