基于低轨通信星座的用户终端及搜救系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于低轨通信星座的搜救系统，包括低轨通信星座组成的空间网络段，信关站、卫星控制中心及网络控制中心组成的地面网络段，以及用户段。其中，用户段中的用户终端通过微型化终端方式集成到移动设备中，该终端集成了导航模块和通信模块，并具有高增益可展开式天线以及高能供电电池。

【技术实现步骤摘要】
基于低轨通信星座的用户终端及搜救系统
本专利技术涉及航空航天
，特别涉及基于低轨通信星座的用户终端搜救系统。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，野外探险、旅游或作业越来越广泛，但随之而来的安全问题也越来越多，因此，开发一套高效的搜救系统非常重要。对于搜救系统而言，一方面是相关组织或机构能够通过搜救系统快速定位危险信标并快速调度救援团队以救出更多的人，另一方面，是个人可以通过终端设备在任意时刻、任何地方发送求救信号及位置坐标给搜救系统。当前搜救系统的主流方案是基于卫星网络通信的位置追踪技术和紧急救援技术。其基于天基系统，利用卫星探测来自海上、空中和地面示位标发出的遇险信号，覆盖范围广且不受天气、气候影响，可以全天时全天候工作，甚至在自然灾害、突发事件等应急情况下依旧能够正常工作。此外，其采用专用信息传输通道，安全性保密性高，同时无需大规模地面塔架基站、运营成本低。目前使用最广泛的包括全球卫星搜救系统和北斗救援系统。其中，北斗救援系统主要由地面应急救援指挥中心、移动应急救援指挥分中心和应急救援单兵系统三部分组成。其依托通信卫星及其他辅助通讯设备可实现图像、语音、相关数据的上传于下发，以及依托北斗定位导航通讯卫星实现准确定位于基于短报文的应急指挥与综合显示等。当重特大灾害事故发生时，北斗救援系统能够实现通讯、图像、数据、位置信息的双向传输及系统的统一指挥调度，保证应急救援工作垂直的、自上而下的指挥调度网络的畅通，提高了在应急现场指挥调度能力。但由于目前北斗卫星数量少，短报文系统通道数少，且其终端需要具有较大的发射功率，尺寸较大且价格较高，因此其目前主要面向的客户为军方和政府部门，难以进行大规模普及和推广，难以满足未来大规模的搜救服务。而由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球卫星搜救系统(COSPAS/SARSAT系统),作为国际海事卫星组织推行的全球海上遇险与安全系统的重要组成部分，使用了低高度卫星为全球包括极区在内的海上、陆上和空中提供遇险报警及定位服务，以使遇险者得到及时有效的救助。虽然其可为航海领域、航空业和陆地用户提供全球性的卫星搜救服务，但是由于其可用的卫星数量少，因此对全球的覆盖性不足，两颗卫星飞越同一地区的时间间隔最长可达1.5小时，对于遇险目标来说可能会错失最佳救援时间。此外，该系统仅具备信标功能，难以提供搜救需要的定位以及事故现场情况，无法进行双向信息交互，同时其采用121.5MHz和406MHz的模拟频率，通过多普勒频移测量方式进行定位，定位精度不高。而且其终端的价格以及针对个人使用的遇险示位标价格高昂，因此主要面对政府的关键部门、军事机构、高科技领域、国家重要的经济部门、体育探险和大公司的高层人士提供服务，难以大规模普及。
技术实现思路
针对现有技术的部分或全部问题，本专利技术一方面提供一种基于低轨通信星座的个人用户终端，包括：导航模块，用于获取用户位置信息；通信模块，用于与通信星座进行双向信息交互，包括发送信标；天线，发送和接收UHF和/或VHF频段信息，用于对天通信；以及电池，所述电池供电功率不低于3瓦，为所述用户终端提供电力。进一步地，所述用户终端为微型化终端，集成于用户的移动设备中。进一步地，所述移动设备包括：膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、智能手机、智能手环以及智能手表。进一步地，所述天线为展开式天线。进一步地，所述电池采用高能供电技术，在需要与卫星进行连接通信时启动。本专利技术另一方面，提供一种基于低轨通信星座的搜救系统，包括：空间网络段，包括低轨通信星座；地面网络段，包括信关站、卫星控制中心及网络控制中心；以及用户段，包括：用户终端，包括如前所述的个人用户终端以及车载、船载、机载终端，所述车载、船载、机载终端安装于轮船、飞机或车辆上；以及通讯网络，所述通讯网络与所述网络控制中心可通信的连接，实现地面网络端与用户终端的信息交互。进一步地，所述通讯网络包括固定电话网、互联网以及蜂窝移动用户。本专利技术提供的基于低轨通信星座的搜救系统，采用低轨通信星座实现全球搜救功能，可在任意时段、任何位置实现位置追踪、发送示位信标及状态信息并接收信息的功能。其采用全球导航卫星系统定位GNSS进行定位，精度可到10m。此外，该系统采用微型化终端方式集成到个人移动设备中，制作成本低，仅需数百元人民币，利于大量推广。附图说明为进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出本专利技术一个实施例的一种基于低轨通信星座的搜救系统的示意图。具体实施方式以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本专利技术的专利技术点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本专利技术的实施例包括一种基于低轨通信星座的搜救系统，将低轨通信星座的通信功能和导航卫星定位功能相结合，进而实现位置追踪及搜救。下面结合实施例附图对本系统进行进一步描述。图1示出本专利技术一个实施例的一种基于低轨通信星座的搜救系统的示意图。如图1所示，一种基于低轨通信星座的搜救系统，包括：空间网络段101，包括低轨通信星座；地面网络段102，包括：信关站1021，用于提供所述低轨通信星座与地面网络段的接口，实现空间网络段与地面网络段的互连；卫星控制中心1022，与所述信关站1021可通信的连接，用于获取及分析所述低轨通信星座的信息，并给出相应指令，控制卫星工作状态；以及网络控制中心1023，与所述信关站1021可通信的连接，用于实现所述低轨通信星座与用户段通讯网络的互连；以及用户段103，包括：个人用户终端1031，与所述低轨通信星座可通信的连接，用于发送信标以及与所述低轨通信星座进行双向信息交互；车载、船载、机载终端1032，安装于轮船、飞机或车辆上，与所述低轨通信星座可通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低轨通信星座的用户终端，其特征在于，包括：/n导航模块，其被配置为获取用户位置信息；/n通信模块，其被配置为与通信星座进行双向信息交互，包括发送信标；/n天线，其被配置为接收及发射UHF和/或VHF频段信息，以实现对天通信；以及/n电池，所述电池供电功率不低于3瓦，其被配置为为所述用户终端提供电力。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨通信星座的用户终端，其特征在于，包括：
导航模块，其被配置为获取用户位置信息；
通信模块，其被配置为与通信星座进行双向信息交互，包括发送信标；
天线，其被配置为接收及发射UHF和/或VHF频段信息，以实现对天通信；以及
电池，所述电池供电功率不低于3瓦，其被配置为为所述用户终端提供电力。


2.如权利要求1所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端为微型化终端，集成于用户的移动设备中。


3.如权利要求2所述的用户终端，其特征在于，所述移动设备包括：膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、智能手机、智能手环以及智能手表。


4.如权利要求1所述的用户终端，其特征在于，所述天线为鞭状天线，所述天线长度小于1米。
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【专利技术属性】
技术研发人员：安洋，林宝军，陈鸿程，田艳，曹冬冬，解放，刘佳伟，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31