動(dòng)中通

動(dòng)中通是“移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱(chēng)。

通過(guò)動(dòng)中通系統(tǒng)，車(chē)輛、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)的載體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星等平臺(tái)，不間斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿(mǎn)足各種軍民用應(yīng)急通信和移動(dòng)條件下的多媒體通信的需要。 動(dòng)中通系統(tǒng)很好地解決了各種車(chē)輛、輪船等移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)地球同步衛(wèi)星，實(shí)時(shí)不斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、高清晰的動(dòng)態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關(guān)，是通信領(lǐng)域的一次重大的突破，是當(dāng)前衛(wèi)星通信領(lǐng)域需求旺盛、發(fā)展迅速的應(yīng)用領(lǐng)域，在軍民兩個(gè)領(lǐng)域都有極為廣泛的發(fā)展前景。

“動(dòng)中通”系統(tǒng)構(gòu)成

“動(dòng)中通”是由衛(wèi)星自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)兩部分組成。

衛(wèi)星自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

衛(wèi)星自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是用以保證衛(wèi)星發(fā)射天線在車(chē)體運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)衛(wèi)星的準(zhǔn)確指向。其主要設(shè)備有：

(1)天線座，采用卸載和儲(chǔ)力方式減小天線傳動(dòng)時(shí)的負(fù)載慣量。

(2)伺服，采用位置環(huán)或速度環(huán)控制方式，使用模擬硬件提高電路響應(yīng)速度，減小伺服 跟蹤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)滯后誤差。

(3)數(shù)據(jù)處理，使用專(zhuān)用的數(shù)學(xué)解算平臺(tái)，對(duì)誤差信號(hào)、載體的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理，解算出天線的控制信號(hào)。

(4)載體測(cè)量，使用捷聯(lián)慣導(dǎo)測(cè)量組合測(cè)量出載體的變化量，使其反應(yīng)在天線跟蹤上。其中，激光陀螺是在光學(xué)干涉原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型導(dǎo)航儀器，成為新一代捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)理想的主要部件，用于對(duì)所設(shè)想的物體精確定位。石英撓性擺式加速度計(jì)是由熔融石英制成的敏感元件，撓性擺式結(jié)構(gòu)裝有一個(gè)反饋放大器和一個(gè)溫度傳感器，用于測(cè)量沿載體一個(gè)軸的線加速度。光纖陀螺三軸慣測(cè)組合由三個(gè)光纖陀螺儀和三個(gè)石英撓性擺式加速度計(jì)組成，可以實(shí)時(shí)地輸出載體的角速度、線加速度、線速度等數(shù)據(jù)，具有對(duì)準(zhǔn)、導(dǎo)航和航向姿態(tài)參考基準(zhǔn)等多種工作方式，用于移動(dòng)載體的組合導(dǎo)航和定位，同時(shí)為隨動(dòng)天線的機(jī)械操控裝置提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。主要性能：加表精度 1×10-4g；光纖陀螺精度(漂移穩(wěn)定性)≤1°/h；標(biāo)度固形線性度≤5×10-4。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的作用是使電視信號(hào)上行傳輸?shù)叫l(wèi)星，并由轉(zhuǎn)發(fā)器下行傳送到地面衛(wèi)星接收裝置。其主要設(shè)備有：編/解碼器、調(diào)制/解調(diào)器、上/下變頻器、高功率放大器、雙工器和低噪聲放大器。

“動(dòng)中通”系統(tǒng)工作原理

載體在移動(dòng)過(guò)程中，由于其姿態(tài)和地理位置發(fā)生變化，會(huì)引起原對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星天線偏離衛(wèi)星，使通信中斷，因此必須對(duì)載體的這些變化進(jìn)行隔離，使天線不受影響并始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。這就是天線穩(wěn)定系統(tǒng)要解決的主要問(wèn)題，也是移動(dòng)載體進(jìn)行不間斷衛(wèi)星通信的前提。

“動(dòng)中通”自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是在初始靜態(tài)情況下，由GPS、經(jīng)緯儀、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量出航向角、載體所在位置的經(jīng)度和緯度及相對(duì)水平面的初始角，然后根據(jù)其姿態(tài)及地理位置、衛(wèi)星經(jīng)度自動(dòng)確定以水平面為基準(zhǔn)的天線仰角，在保持仰角對(duì)水平面不變的前提下轉(zhuǎn)動(dòng)方位，并以信號(hào)極大值方式自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。在載體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，測(cè)量出載體姿態(tài)的變化，通過(guò)數(shù)學(xué)平臺(tái)的運(yùn)算，變換為天線的誤差角，通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)調(diào)整天線方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過(guò)程中天線對(duì)星在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射天線在載體運(yùn)動(dòng)中實(shí)時(shí)跟蹤地球同步衛(wèi)星。該系統(tǒng)跟蹤方式有自跟蹤和慣導(dǎo)跟蹤兩種。自跟蹤是依靠衛(wèi)星信標(biāo)進(jìn)行天線閉環(huán)伺服跟蹤；慣導(dǎo)跟蹤是利用陀螺慣導(dǎo)組合敏感載體的變化進(jìn)行天線跟蹤。這兩種跟蹤可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)切換。當(dāng)系統(tǒng)對(duì)星完畢轉(zhuǎn)入自動(dòng)跟蹤后，以自跟蹤方式工作；與此同時(shí)，慣導(dǎo)系統(tǒng)也進(jìn)入工作狀態(tài)，并不斷輸出天線極化、方位和俯仰等數(shù)據(jù)。當(dāng)由于遮擋或其它原因引起天線信標(biāo)信號(hào)中斷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到慣導(dǎo)跟蹤方式。同時(shí)，利用先進(jìn)的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸廣播電視信號(hào)，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播效果。

“動(dòng)中通”車(chē)能在20～100km/h的行駛速度下通過(guò)衛(wèi)星雙向傳送數(shù)字電視信號(hào)，保障運(yùn)動(dòng)載體在移動(dòng)過(guò)程中不間斷進(jìn)行寬帶多媒體衛(wèi)星通信。各級(jí)路面載體最大行駛速度見(jiàn)附表。

“動(dòng)中通”系統(tǒng)特點(diǎn)

“動(dòng)中通”在直播中有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在轉(zhuǎn)播過(guò)程中采用自主跟蹤方式跟蹤衛(wèi)星，充分利用了衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大、抗干擾能力強(qiáng)、線路穩(wěn)定的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)主站移動(dòng)衛(wèi)星的通信；

(2)“動(dòng)中通”車(chē)具有靈活、機(jī)動(dòng)的轉(zhuǎn)播特點(diǎn)，能確保快速、實(shí)時(shí)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)現(xiàn)場(chǎng)直播；

(3)自動(dòng)重捕時(shí)間短，駛出通信盲區(qū)后能快速恢復(fù)通信；

(4)與OFDM“無(wú)方向”移動(dòng)微波設(shè)備相比，“動(dòng)中通”車(chē)無(wú)需收、發(fā)設(shè)備操作人員在惡劣環(huán)境條件下工作，節(jié)約了人力、物力，而且減小了電磁輻射污染；

(5)信號(hào)傳輸過(guò)程的節(jié)點(diǎn)減少，提高了轉(zhuǎn)播質(zhì)量和可靠性；

(6)能降低大范圍、復(fù)雜場(chǎng)景直播過(guò)程的運(yùn)行成本。

然而，受目前技術(shù)的限制，“動(dòng)中通”仍存在一些不足，主要是：

(1)在轉(zhuǎn)播環(huán)境比較復(fù)雜(建筑物太高、太多，橋梁、山區(qū)等)的情況下，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷現(xiàn)象

(2)用兩輛“動(dòng)中通”車(chē)傳送不同電視圖像信號(hào)，在圖像播出時(shí)不易做到無(wú)閃點(diǎn)連接(兩車(chē)同時(shí)遇到閃點(diǎn))；

(3)“動(dòng)中通”車(chē)與移動(dòng)信號(hào)采集車(chē)之間信號(hào)傳輸不易(兩車(chē)的方向、位置在不斷變化)。

實(shí)際中應(yīng)注意的問(wèn)題

實(shí)際中，天線的選型比較重要。直徑大的天線各種參數(shù)指標(biāo)高，對(duì)信號(hào)的傳輸有利；直徑小的天線運(yùn)動(dòng)慣量小，易于提高機(jī)械操控的精度。綜合來(lái)看，以目前的技術(shù)水平，用1.2m的Ku天線是比較合適的。

因?yàn)榘l(fā)射天線對(duì)衛(wèi)星是有指向誤差的，對(duì)于1.2m的Ku天線，載體在運(yùn)動(dòng)中跟蹤天線的設(shè)定誤差要小于0.1°。另外，饋源也要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)跟蹤，垂直和水平極化隔離度要大于30dB，才能在不干擾其它轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下保證有效的發(fā)射功率。

由于受空中各種攝動(dòng)力的影響，衛(wèi)星的位置在不斷地漂移，其姿態(tài)也在細(xì)微地改變，這些都會(huì)加大指向誤差。因此，檢測(cè)衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)的變化，對(duì)精確跟蹤衛(wèi)星會(huì)有很大的幫助。

由于在實(shí)際轉(zhuǎn)播中不能限制載體運(yùn)動(dòng)(方向、位置、速度、旋轉(zhuǎn)的變化)，所以信號(hào)要 通過(guò)一個(gè)高頻滑環(huán)輸送到“饋源”上。高頻滑環(huán)的質(zhì)量將直接影響到發(fā)射信號(hào)質(zhì)量，因而必需選擇高質(zhì)量的高頻滑環(huán)。<BR>由于發(fā)送信號(hào)的衛(wèi)星天線在車(chē)內(nèi)的工作狀態(tài)是三維運(yùn)動(dòng)的，信號(hào)是通過(guò)高功放放大后，經(jīng)過(guò)軟波導(dǎo)輸送到天線饋源上發(fā)送出去的。所以，為了提高發(fā)射效率，軟波導(dǎo)不能太長(zhǎng)，高功放必須安裝在天線的基座上隨天線一起運(yùn)動(dòng)。這就要求高功率放大器必須具有良好的抗震動(dòng)性能、體積盡量小、重量盡量輕，只有使用全固態(tài)高功放才能滿(mǎn)足這一要求。

為了在轉(zhuǎn)播體育節(jié)目中達(dá)到廣播級(jí)電視運(yùn)動(dòng)圖像質(zhì)量，衛(wèi)星信號(hào)傳輸速率需約6Mb/s。從實(shí)際測(cè)試效果上看，除存在暫短的衛(wèi)星鏈路遮擋(天線與衛(wèi)星之間有物體遮擋)外，在一級(jí)公路上以70km/h行駛時(shí)，移動(dòng)車(chē)可以準(zhǔn)確而不間斷地發(fā)送信號(hào)，圖像主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)優(yōu)于3級(jí)。

“動(dòng)中通”車(chē)用于直播會(huì)遇到暫短鏈路遮擋問(wèn)題，所以轉(zhuǎn)播方案中要著重考慮彌補(bǔ)措施。因?yàn)椤皠?dòng)中通”能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的衛(wèi)星通信，所以要預(yù)先設(shè)計(jì)，當(dāng)某一顆星被遮擋時(shí)，發(fā)射天線應(yīng)快速鎖定另一顆星。當(dāng)然，直播時(shí)最好有兩輛“動(dòng)中通”車(chē)同時(shí)提供信號(hào)，再加上其它素材畫(huà)面的實(shí)時(shí)插入，從而做到有效畫(huà)面的無(wú)縫連接，提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量。

“動(dòng)中通”技術(shù)運(yùn)用于廣播電視轉(zhuǎn)播具有明顯的優(yōu)勢(shì)：機(jī)動(dòng)靈活，技術(shù)環(huán)節(jié)少，覆蓋面積大；它可以降低直播系統(tǒng)的復(fù)雜性；提高直播技術(shù)的可靠性和安全性；節(jié)省直播過(guò)程的運(yùn)行費(fèi)用。經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)、探索和實(shí)踐，“動(dòng)中通”技術(shù)將會(huì)更好運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播，更快捷地為廣大觀眾提供更生動(dòng)的電視畫(huà)面。

• 通信詞典解釋