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武警部队卫星通信网发展探讨

时间:2022-06-25 13:05:02 浏览次数:

 一、引言 1、研究意义和价值 中国人民武装警察部队是中国一股重要的武装力量,身上肩负着保卫国家安全的重要使命。在国家和平时期,武装部队肩负固定目标执勤以及城市武装巡逻、保护国家重要目标对象安全、边境治安、海上缉私等重要任务;在国家处于战争时期时,武装部队又承担起与人民解放军协同作战保卫祖国边防、海防以及阻击敌方入侵、打击敌特和不法分子的破坏活动及保障战区社会秩序和人民群众的人身和财产安全等使命。在我国的各行政区域及边防哨所等地区都有武装部队,然而,这些地区地域分布广阔,武装部队在执行反恐等任务时,活动范围较大,且机动性较强,因此需要具备系统、完善的通信系统从而确保指挥中心和部队之间以及各部队部门之间的相互联系的通畅。但是,我国目前武装部队通信方式较为落后,主要依靠有线通信网、短波及超短波进行通信联系,因而无法确保能够为武装部队提供可靠的通信支持。本文旨在分析卫星通信网对武装部队的重要性的基础上,阐述武装部队卫星通信网的设计目标、原则、需求等方面,并结合卫星通信的特点,从而探讨武装部队卫星通信网的发展前景。

 本文针对武装部队卫星通信网发展进行探究,有利于发现我国武装部队在通信支持方面的不足,有助于满足现代化武装队伍的需求;有助于建立可靠的战时通信指挥方式,并将卫星通信网和有线通信网结合起来,互相补充;有利于加强我国军队信息化建设,加快推进信息化军队的建立;有利于弥补我国武装部队在通信技术上的不足,缩短我国在武装部队通信方面与世界军事强国的差距。

 2、文献综述 张崇等在“武警部队遂行多样化军事任务通信保障问题研究”中提出“提高武警部队的遂行多样化军事任务通信保障能力,是世界各国当前以及未来都需要研究和探讨的一个重大问题,是具有现实意义的重要问题,应充分引起国家和军队的重视。”胡凯在“武警野外通信多功能转信台的电路总体设计与实现”中提出“为了确保武警部队能够在特殊的地理环境下更好地完成反恐、执勤、维护社会秩序等任务,应确保事发地现场通信流畅。”张桂英等在“美国军事通信卫星发展趋势分析及启示”中提出“美军拥有世界较先进的军事卫星通信系统,我国军队可根据自身军事通信卫星发展现状,借鉴美军卫星通信的特点及发展。”

 3、研究拟解决的问题 本文基于对武装部队建立卫星通信网的必要性及重要性进行分析的基础上,阐述了卫星通信目前在国外军事方面的运用情况,针对我国武装部队对于通信卫星的需求,针对武装部队卫星通信网的设计目标、原则等方面进行概述,并结合卫星通信的特点,分析卫星通信在军事方面的发展和趋势,最终对武装部队通信卫星的发展进行展望。

 二、武装部队建立卫星通信网的必要性及重要性 1、武装部队建立卫星通信网的必要性 中国人民武装警察部队是中国一股重要的武装力量,身上肩负着保卫国家安全的重要使命。在国家和平时期,武装部队肩负固定目标执勤以及城市武装巡逻、保护国家重要目标对象安全、边境治安、海上缉私等重要任务;在国家处于战争时期时,武装部队又承担起与人民解放军协同作战保卫祖国边防、海防以及阻击敌方入侵、打击敌特和不法分子的破坏活动及保障战区社会秩序和人民群众的人身和财产安全等使命。在我国的各行政区域及边防哨所等地区都有武装部队,然而,这些地区地域分布广阔,武装部队在执行反恐等任务时,活动范围较大,且机动性较强,因此需要具备系统、完善的通信系统从而确保指挥中心和部队之间以及各部队部门之间的相互联系的通畅。但是,与西方发达国家以及国际军事强国相比,我国目前武装部队通信方式较为落后,主要依靠有线通信网、短波及超短波进行通信联系,因而无法确保能够为武装部队提供可靠的通信支持。因此,就我国武装部队目前情况而言,建立卫星通信网使非常必要的,有利于实现我国军事强国、科技兴国的目标。

 2、武装部队建立卫星通信网的重要性 实际上,卫星通信网是一种微波通信。卫星同信网依靠卫星作为中继站进而转发微波信号,并实现多个地面站之间的通信。建立卫星通信网的主要目的在于实现对于地面的全方位覆盖。卫星通信作为一种以卫星作为中继站的通信方式,依靠地面微波中继通信技术以及空间电子技术的发展而逐渐发展起来。卫星通信具有远距离通信、广泛覆盖范围、摆脱地面条件束缚、建站成本和通信距离没有关联、灵活性强、可以多地址连接以及较大的通信容量等特点,因而在全球的多个领域都被广泛运用,并且效果良好,尤其是其在军事方面的运用已经逐渐成为军事通

 信卫星提供的现代通信手段,可以保障军事指挥员为军事活动提供全球军事通信以及增加军事战术的机动性。这些优势,都是其他通信手段不可比拟的。此外,卫星通信网还在军事系统中应用广泛并发挥关键作用,例如 C4ISR 等。

 在现代防御技术指挥控制及通信中,卫星通信网是现代军队进行战略指挥、控制、通信传达、搜集情报等的重要通信工具和媒介,其作为一种有效应对突发事件的手段,可以满足军队进行决策、军事指挥以及领导通信等的需要。在普通通信手段的应用中,一旦通信信号被干扰,那么军队的战略、指挥等就会受到阻碍。因而,在现代军事战争中,防范通信信号干扰至关重要。武警部队建立卫星通信网可以覆盖地球的绝大部分地区。因此,随着军事竞争的激烈以及提高军事实力的需要,很多国家都逐渐建立卫星通信网。军事通信卫星的使用波段范围从几厘米至几毫米,工作频段发展到 EHF 以上,并且适合音频、视频、数据资料、图像等信息的传输,而且数据传输速度较快。军事通信卫星凭借其宽频段以及较大的通信容量等优点,在现代化军队建设中发挥的作用越来越大。

 军事通信卫星能够在卫星覆盖区域内的各项终端通过卫星联网形成互通关系,从而极大促进了卫星通信网络的建成。卫星通信网络覆盖范围广,且通信距离较远。通过一颗卫星进行单跳,最远的通信距离就能够达到一万八千公里以上;卫星通信网络可以覆盖到其他地球通信手段无法覆盖的区域,因此,也可使用于偏远地区,可以通过三颗卫星从而实现全球通信;因为没有太多的地面中继站的损耗问题,使用卫星通信网进行通信的质量相对更高;军队可以通过自身需要,对卫星通信站进行设置,从而使通信不受到复杂地形等不利因素的限制;同时,将卫星通信网应用于现代军队中,可以实现保密性高、抗干扰性能强、机动性强等优点。正是因为卫星通信网这些优点,其对于武装部队的军事现代化的作用不可小觑。

 武装部队建立卫星通信网,可以更好地完成远程通信以及作战指挥等任务,例如传输大量的音频、视频、图像或数据等,可以为武装部队指挥部门提供情报、定位消息,并针对敌方导弹发射等信息进行预警,从而提升武装部队的防范能力和水平。据数据统计,美军军事情报的百分之七十是通过卫星途径获取的,美国全部的军用长途通信中,百分之七十至八十是通过卫星传输的,尤其是通过美国侦查卫星获取的情报,这些几乎都需要通过通信以及数据卫星传输到相应的地面站,甚至有时直接传输到作战场所。武装部队通过卫星通信网提供的现代通信手

 段,可以提升作战指挥部门获取全球信息的灵活性以及战术机动性。尤其是在军事 C4ISR 系统中,卫星通信网至关重要。

 三、卫星通信网在国外军事方面的运用 由于卫星通信网可以实现指挥当局和战略指挥的通信联络目的,可以使军队直接从战场获得地方情报,时刻实现对于战场态势的监视及控制,因而在许多西方国家的军队建设和战略防御等工作中应用极广。卫星通信网不仅可以为陆军提供信息支持,还可以为海军、空军提供服务。卫星通信网的建立,使军队通信的抗干扰能力以及机动能力大大提高,可以为各级指挥部门提供质量高、安全性能高的信息传输手段。

 迄今为止,全球只有美国及俄国两个国家拥有独立的卫星导航定位工具,同时美国的全球定位系统以及俄罗斯的全球导航卫星系统,是当今世界上投入广泛运用的两种卫星导航系统。这两种卫星导航系统都采用了多普勒测速以及时间测距的导航方法。其中,全球定位系统的定位精确度可以达到十五米,测速精确度达到每秒零点一米。美国军队认为,未来的战争将会是信息战争,同时也是科技之战,美方认为未来战争中致胜的关键是获得信息权。通过侦察卫星、预警卫星、通信卫星以及导航卫星等形成全面的卫星通信网络,是获得信息权优势的重要手段,因此,武装部队建立卫星通信网是未来战争中十分关键的一个环节。

 随着军用航天系统的迅速发展,西方军事发达国家的整体作战能力不断提高。美国建立了包括航队卫星通信系统、卫星数据系统、国防卫星通信系统等在内的世界最庞大、最全面的军用卫星通信系统,这些通信系统各自承担的任务各不相同,逐渐成为了美国军队中重要的通信手段。

 四、武警部队卫星通信网的总体设计 1、武警部队卫星通信网的特点 一是资源比较丰富,和一般的卫星通信网相比,武警部队的卫星通信网拥有 Ku波段半个转发器 27MHZ 带宽的卫星资源。二是主站拥有强大的功能。主站的天线长达六点一米,并且通信储存量较大。作为一种典型的不对称性网络,武警部队卫星通信网的链路两端拥有不同的设备,并且执行的功能不尽相同,拥有不对称的内向和外向业务量,并且主站的发射功率较大从而能够适应 VSAT 小天线的要

 求。三是武警卫星通信网涉及的业务种类比较多,因此是一种综合的业务通信网。其话音网络可以支持 14Kbps 的传真业务,其网络呈现网状结构,且点雨点之间的通信是一跳。

 2、卫星通信网用户需求

 一是武警卫星通信网设固定站和车载站站型的工作在 Ku 频段。按照最大规模设计,建议在总部和 31 个总队分别建立固定站 1 个和车载站 1 个(部分重点地区总队可建立 2 个车载站),在 14 个机动师分别建立车载站 1 个。二是在总部和总队建立卫星固定站,在总部和总队建立卫星车载站,在机动师只建立车载站,便携站视情考虑采用海事卫星设备。三是卫星通信网具有以下功能。一是电话直拨功能。包括车载站与固定站之间、车载站与车载站之间、固定站与固定站之间能够在静止状态下通过直连电话机或程控交换机直拨通信;其次是车载站能够实现运动中语音通信和 GPS 定位监控。二是会议电视功能。车载站与固定站之间、车载站与车载站之问、固定站与固定站之间能够召开电视会议。三是高清晰图像传输功能。通过车载站与固定站之间、车载站与车载站之间、固定站与固定站之间能够传输多路非实时高清晰图像象,远程和本地能够切换。四是计算机联网功能。其一是车载站能够开设无线 LAN,实现对单兵的语音、数据、图像通信和 GPS定位;其二是通过卫星网实现固定站计算机局域网或终端、车载站计算机终端、单兵 PDA 等计算机终端的数据联网,实现所有固定站、车载站相互问的数据库访问、文件传输、IP 图像传输、GPS 定位监控等功能。五是网管功能。采取集中管理与分级管理相结合方式,对阿络参数配置、设备运行状态、功能控制、设备维护等状态进行管理、监测和控制。

 3、卫星通信网的设计目标 建立武警部队卫星通信网,主要解决:

 (1)建立有效的野战通信指挥手段,实现总部、总队(师)两级机关对处突现场全方位、全天候、多层次、多功能、不间断、机动灵活的通信指挥; (2)建立可靠的战备通信指挥手段,与有线综合通信网平时互为补充,战时作为部分延伸。

 4、卫星通信网的设计原则

 (1)以需求为牵引,贴近部队处突、反恐等作战 任务的需求。既要满足对部队语音通信的需要,还要满足对部队高清图像通信、高速数据通信的需要;既要适应部队处置大规模突发事件通信保障的需要,还要适应野外、城区、室内等各种条件下处突、反恐等作战任务指挥通信的需要;既要满足部队处突、反恐前指对作战分队、单兵指挥通信的需要,还要满足总部、总队对一线指挥所和作战分队、单兵的通信联络。

 (2)以现有通信资源为基础,能够实现与综合通信网、指挥自动化网和超短波通信网等通信网络的无缝连接。

 (3)以现代科技成果为支撑,运用成熟、先进的技术,确保网络稳定、可靠、高效,便于使用,易于维护,并能适应技术升级和扩展的需要。

 (4)以保证信息安全为前提,采用国家或军队保密部门认证的加密系统,确保信息绝对安全。

 五、卫星通信网络在军事及战略上发展与趋势 军用卫星中使用最早,数量最多,用途最广当属侦察卫星。航天时代到来后,侦察卫星成为情报收集的主要手段之一。没有高效的侦察卫星,平时无法了解敌方军事设施和武器的发展部署,无法监视危机冲突的局势,无法得到战略战术预,战时无法及时获得敌方的调动部署和战略意图等情报,在现代战场上无异于瞎子和聋子,甚至无法进行有效的防守,更不要说进行进攻。美国军事力量傲视群雄,而它强大力量的基础,正是密布全球的军事卫星。可以提供全天候、全方位的情报收集和预探测能力,是世界军事强国。经过数十年的发展,中国航天工业为解放军提供了种类齐全的军事卫星体系。据美国《战略网页》近日报道,中国于2010 年 11 月 24 日成功发射了第二颗“神通-1“军事通信卫星,其第一颗同类型军事通信卫星的发射是在七年之前。该型号军事通信卫星重 2.3 吨,可为现代战争条件下的作战单位提供及时安全和保密性极强的通信指挥保障,也可为无人机提供有效的数据指令。该报道还称:“神通-1”军事通信卫星装备了反干扰设施,具备特殊的军事通信能力。但距离美国军方重达 17 吨、轨道可低至 250 千米的超重型军用侦察卫星 KH-12 的 0.1 米还有一定距离。中国军事现代化步伐近年来显著加快,以提升更广泛区域内部队的作战与通信能力,包括对敌方卫星通信的监听能力。中国第二代侦察卫星的研制成功,使中国侦察卫星技术更加完善,它还

 具备极大的发展潜力。

 卫星系统半个多世纪以来一直位于军事通信的前沿。一项具有直抵地面能力的卫星技术就是软件可重新编程有效载荷(SRP),它是海军和陆战队航空部门共同合作的项目。SRP 计划将用于空间应用的小型无线电接收器转变为全功能射频系统。SRP 是集通信、射频传感和电子战于软件无线电平台上的多功能系统。首个应用将使地面陆战队员通过“影子”与其他作战人员进行连接,不管其使用的是无线电、网络还是波形。SRP 提供 4 个基本的应用:自动识别系统、减轻干扰的UHF 通信中继、为传统无线电提供 UHF IP 路由器能力、单信道地面和空中无线电系统。将 SRP 最终将用于多种军事车辆上,SRP 在波形对波形的基础上可以与联合战术无线电系统兼容。

 六、武警部队卫星通信网络发展的展望 卫星通信的特点是覆盖面积大(一颗星可覆盖全球 1/3 以上的面积),通信覆盖面积大,建站不受地理位置和地面距离以及地形地貌的限制。其广播功能是其他通信方式不可相比的。其生命力和应用领域一直保持强劲的势头。Internet 的冲击、多媒体的需求、宽带接人,导致了卫星通信新的趋势:

 (1)高速因特网在 VSAT 中的应用(IN—TERNETOVERVSAT):卫星不受自然地理环境的限制,对任何用户而言,其用于接收 Internet 信息的费用是相同的,应用VSAT 传输 Internet 信息,每个用户都是通过卫星建立直达路由,避免地面电路的多次转接,传输质量较好。为 Internet 拥挤不堪的地面线路另辟了一条高速的空中下载通道。

 (2)IP 多点广播:虽然其所需通信是点到多点,但今天大多数应用仍在使用低效的点对点的 TCP/IP 协议。当许多人都有大量信息传输需求时,这仍成为一个瓶颈。IP 多点广播是解决该问题的良好方案。它只用一个数据拷贝即可送达所有不同的目的地。基于卫星的数据传输系统具有一种天然的广播系统,这使得针对大量用户的宽带 IP 多点广播成为可能,与其他设施相比,极大地简化了 IP 多点广播的实现。

 (3)远程教学与培训:电视会议、远程医疗都是远程教学应用之一。这种教育方式可分为同步和异步教学两种。无论是何种方式,卫星通信都是非常好的解决方案。通过卫星网的直播或点播的方式为远程学员提供教学服务。终端用户可以建

 立直接面向桌面的远程课堂或远程学员终端。这是拥塞的地面因特网所不能及的。

 (4)DVB 的发展为卫星通信带来了又一热点。DVB 已成为数字电视广播系统的工业标准,该结构定义了数据管道、数据流、多协议封装、循环对象等传输标准。可以应用于宽带复接、文件传输、Internet 接入、MPEG 一Ⅱ节目的接收和调制。今天许多卫星电视节目开始采用 DVB—S 标准来传输视频节目,同时还增加了一些增值服务,如远程教育、新闻推送、Internet 接入等服务。一个 DVB 出境速率可达 48Mbps,有巨大的应用潜力。同时给传统的电视会议也带来一场革命。

 (5)随着高频技术的发展,用户要求更小口径的天线,更宽的业务,更高的速率,卫星通信进军 Ka 和 Q 以及 V 波段成为可能。Motor 矾 a 的“黄金时代”,休斯公司的“太空之路”,马丁公司的“宇宙通道”等都在 Ka 波段,用来支持宽带业务。有些公司用 V 波段,使用户可享受 155Mbps 的“疯狂下载”,给拥挤不堪的因特网带来希望。专家预计 3 年后,用户将开始购买 Ka 波段的 VSAT。

 七、小结 目前,武警部队卫星通信网的建设已取得了一些成绩。武警卫星通信网的建设已初见成效。总部、各总队、各机动师已配备必要的设备。总部已建起了卫星地面站,担负起总部机关与各总队、机动师、武警院校的高速数据、图像传输、话音、信息传输等业务服务,承担起了部机关与重点省的连通。相信经过几年的辛勤努力,武警部队的卫星通信网一定会为武警部队在国家的安全保卫、处突反恐、抢险救灾、边检巡逻、以及海上缉私等任务中与军网和民网协同起来,为确保武警部队能够更加圆满的完成任务起到很好的保障。

  参考文献:

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