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天通一号卫星通信在民航领域中的应用分析文 | 赵文强 左晶 武瑞 张展 冯剑锋 蒋欣中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心摘要：针对我国自主建设的天通一号卫星移动通信系统在民航领域中的应用开展研究，从民航前舱卫星通信现状出发，分析了天通一号卫星在民航领域应用的可行性，进而介绍了天通一号卫星在民航领域的应用前景，并对天通一号卫星在民航中应用面临的问题进行了简单分析。
关键词：天通一号；卫星通信；民航；应用研究一、引言目前，我国民用客机中的卫星通信系统主要采用海事卫星或铱星卫星通信系统，不仅价格昂贵，而且通话和数据传输安全性没法做到自主可控。
随着我国移动卫星通信技术的发展，具有我国自主知识产权的卫星通信系统已初具规模。
2016年8月我国发射了首颗可以应用于民用航空的S频段卫星通信系统——天通一号[1]。
天通一号卫星移动通信系统，是中国自主研制建设的卫星移动通信系统，也是中国空间信息基础设施的重要组成部分，其通信性能与国际海事卫星SBB通信能力相当。
因此，针对天通卫星在民航中的应用研究具有重要的意义。
二、民航前舱卫星通信现状卫星通信在民用航空的应用主要划分为前舱（驾驶舱）通信和中后舱（客舱）通信。
前舱通信需要高度完整性和快速响应的安全通信，中后舱通信是为航空承运人提供通信服务，以及乘客公众通信服务[2]。
目前，卫星通信系统已经在航空领域中得到广泛应用，正在运行的、新引进的飞机以及生产线上的飞机均具备安装卫星通信的基本条件，国内外卫星通信服务商根据不同机型也提供了多样化的经过适航认证的机载通信产品，并根据航空用户要求制定适用解决方案。
目前，应用在民航领域的主流卫星通信系统包括铱星和国际海事卫星、Viasat等系统。
其中，铱星系统和国际海事卫星系统广泛应用于民航前舱安全通信领域，为飞机的空中交通服务、空中交通管理、应急通信、定位追踪等应用提供空地链路。
铱星的频率与我国北斗卫星系统的频率存在冲突，目前在国内仅装备少量飞机。
航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合研究随着航空领域的不断发展，航空卫星通信服务和无人机通信技术成为了两个日益重要的领域。
航空卫星通信服务为飞行器提供了可靠的通信支持，而无人机通信技术则为无人机的控制、导航和数据传输提供了关键的支持。
本文将探讨航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合研究，重点介绍其应用领域、优势和挑战，以及未来的发展方向。
航空卫星通信服务为飞行器提供了全球范围内的通信覆盖，可以实现对飞行器的实时监控和数据传输。
航空卫星通信服务的主要应用包括民航领域、军事领域和应急救援领域等。
在民航领域，航空卫星通信服务可以保障飞机与地面控制中心之间的通信，提高飞行安全性和通信可靠性。
在军事领域，航空卫星通信服务可以实现各类飞行器之间的通信互联，增强作战效能。
在应急救援领域，航空卫星通信服务可以提供远程监控和指挥支持，加强救援行动的协调和指挥。
然而，航空卫星通信服务在某些场景下存在一定的局限性，如高空、高纬度和临界地带等。
这些地区的通信信号受到大气层折射、电离层扰动等因素的影响，使得通信信号不稳定，甚至无法传输。
因此，无人机通信技术的引入为克服这种局限性提供了新的解决方案。
无人机通信技术在无人机的控制、导航和数据传输方面具有重要作用。
无人机可以配备通信设备，成为可移动的通信节点，扩展通信网络的覆盖范围。
无人机通信技术的应用领域涵盖了搜救、边境巡逻、农业监测、环境监测等。
在搜救方面，无人机可以在地面无人机与地面救援人员之间建立通信链路，提供救援行动的实时信息和指引。
在农业领域，无人机可以配备多种传感器，实时监测农田的土壤湿度、气温和作物生长情况，并通过通信技术将数据传输到农民的移动设备上，实现精准农业管理。
航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合可以为航空领域带来诸多优势。
首先，航空卫星通信服务可以通过无人机作为通信节点，扩展通信网络的覆盖范围，实现与地面通信基站之间的无缝切换。
其次，无人机可以配备高性能的通信设备和传感器，提供高速数据传输和实时监测能力，满足航空领域对通信和数据传输的需求。
2022年 3月 March 2022Digital Technology &Application 第40卷 第3期Vol.40 No.3数字技术与应用96中图分类号:TN967.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2022)03-0096-03DOI:10.19695/12-1369.2022.03.31机载通信导航设备对机载北斗接收机干扰评估天津七一二通信广播股份有限公司 吕琳 吕自鹏 张建军 韩明北斗卫星导航接收机作为机载导航设备，可能受到其他机载电子设备信号的干扰，本文分析了若干机载通信导航设备及相应地面端对机载北斗接收机可能造成的干扰情况，并提出相应防护建议。
结果表明，所分析的机载电子设备存在干扰机载北斗接收机的可能性，但影响程度较小。
随着卫星导航技术的发展，空中交通管理系统逐渐从现有陆基导航转向星基导航，中国民航未来的主用导航系统将逐步过渡到以北斗系统为基础，兼容多导航星座的卫星导航系统[1]。
在飞机飞行过程中，尤其是近着陆阶段，干扰会对卫星导航的精度、完好性、连续性和可用性构成威胁，是影响飞机安全的重要因素。
北斗卫星导航接收机作为未来的机载导航设备，可能受到其他机载电子设备信号的干扰，对此，本文理论分析了若干机载通信导航设备及相应地面端对机载北斗接收机造成的干扰情况，并给出了一些干扰防护建议。
1 甚高频通信设备对机载北斗接收机的影响甚高频（Very High Frequency,VHF）航空移动服务波段（118.0MHz到136.975MHz）分为760个频道，每个频道间隔25kHz。
VHF通信是民航飞机与飞机之间，飞机与地面之间的主要通信方式。
对于大多数地面端和所有的机载发射器来说，国际民航组织（International Civil Aviation Organization, ICAO）规定最大有效全向辐射功率（Equivalent Isotropically Radiated Power, EIRP）为13dBW （20W）[2]。
CAAC航空公司运行控制卫星通信实施方案中国民用航空局航空公司运行控制卫星通信实施方案第一章总则1.1目的《航空公司运行控制卫星通信实施方案》是航空公司建设独立于空中交通管制通信系统之外的，用于运行控制语音通信系统的基准文件。
本方案为航空公司制定卫星通信实施计划和与其他相关技术的融合应用提供政策与标准指导。
它的目的是利用卫星通信系统，全面解决飞机与运行中心（AOC）之间的陆空语音通信联系问题，快速提升运行控制能力。
1.2依据（1）《航空器运行》（ICAO附件6）；（2）《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》（CCAR-121-R4）；（3）《航空承运人运行中心（AOC）政策与标准》（AC-121-FS-2011-004R1）。
1.3适用范围本方案适用于按照CCAR-121部实施国内、国际定期载客和使用飞行签派系统的补充运行航空承运人。
— 1 —对于使用飞行跟踪系统的CCAR-121部补充运行航空承运人，使用飞机定位系统的CCAR-135部和CCAR-91部航空公司，推荐按照本方案建立运行控制卫星通信能力。
1.4背景随着我国机队数量和航空运输量的快速增长，面对空域紧张、复杂运行以及由于天气和流量控制等不利因素造成的航班大面积延误等问题，航空公司的通信联系和监控问题极大影响了航空公司运行控制能力的提高，安全压力日益增大。
在飞行运行中，可靠、稳定和不间断的语音通信可以帮助飞行签派员及时将影响飞行安全的信息通知机组，协助机组安全飞行，有效避免一些由于判断失误、决策不及时发生的飞行事故。
与受限的高频、甚高频通信相比，卫星通信具有质量高、保密性强、干扰小、容量大、覆盖范围广和运行稳定等优点，是航空公司首选的运行控制通信手段。
卫星通信技术在国际上已日臻成熟，并被发达国家航空公司普遍用于飞机与运行控制之间的语音通信解决方案。
当今国际上普遍使用的卫星通信系统有：海事卫星系统（BGAN）、铱星卫星系统。
另外，我国基于甚小口径天线系统(VSAT）技术的Ku或Ka 卫星移动通信系统和现代移动地空宽带通信技术，在解决技术难点后转向为航空公司飞行运行提供服务。
卫星通信接入的解决方案引言概述卫星通信是一种重要的通信方式，可以实现远距离通信和广域覆盖，广泛应用于军事、航空、航海、电力、石油等领域。
然而，卫星通信接入存在一些挑战，如高成本、高延迟和复杂的技术要求。
因此，为了提高卫星通信的效率和可靠性，我们需要采取一些解决方案。
一、卫星通信接入解决方案1.1 低轨卫星通信接入低轨卫星通信接入是一种有效的解决方案。
低轨卫星通信系统可以降低信号传输的延迟，并且可以通过增加卫星数量来提高通信容量。
此外，低轨卫星通信系统还可以提供更低的成本，因为低轨卫星的制造和发射成本相对较低。
1.2 高通量卫星通信接入高通量卫星通信接入是另一种解决方案。
高通量卫星利用多波束技术和高频段传输数据，可以提供更高的通信容量和更低的延迟。
此外，高通量卫星通信系统还具有更好的覆盖范围和更强的抗干扰能力，可以提供更可靠的通信服务。
1.3 卫星与地面站的集成卫星与地面站的集成也是一种解决方案。
通过将卫星和地面站进行紧密的集成，可以实现更高效的通信管理和资源分配。
集成后的卫星通信系统可以更好地应对不同地区的通信需求，并提供更灵活的服务。
此外，卫星与地面站的集成还可以降低通信成本，并提高通信的可靠性和安全性。
二、卫星通信接入的优势2.1 广域覆盖卫星通信接入可以实现广域覆盖，可以满足远距离通信需求。
无论是在陆地、海洋还是空中，卫星通信都可以提供可靠的通信服务。
2.2 灵活性卫星通信接入具有很高的灵活性。
无论是在紧急情况下的临时通信还是长期通信需求，卫星通信都可以提供相应的解决方案。
此外，卫星通信还可以根据需求进行容量扩展，以满足不断增长的通信需求。
2.3 可靠性卫星通信接入具有很高的可靠性。
卫星通信系统可以通过冗余设计和自动切换机制来保证通信的连续性。
即使在自然灾害等极端情况下，卫星通信系统也可以提供稳定的通信服务。
三、卫星通信接入的应用领域3.1 军事领域卫星通信在军事领域有着广泛的应用。
军事通信需要满足远距离通信和机动性的要求，卫星通信可以提供可靠的通信服务，并且可以在战场环境中快速部署。
全面开启航天强国建设新征程创新提升卫星应用服务效能——两会代表委员为航天发展建言献策商业航天进入快速发展阶段。
2024年的政府工作报告首提商业航天，明确积极打造商业航天等新增长引擎，为中国商业航天发展再添动力。
全国人大代表、中国航天科技集团五院研制人员孙泽洲表示，政府工作报告中明确指出，积极打造生物制造、商业航天、新材料、低空经济等新的增长引擎，中国商业航天保持了快速的发展态势。
孙泽洲指出，要重视解决市场需求的开发培育，积极拓展布局应用服务领域，将航天产品服务与互联网等技术相结合，打造更多的应用场景和市场空间，鼓励竞争同时也要注意引导合作，应发挥各类机构和企业的优势，汇集社会创新资源、技术资源、人才资源和社会资本，强化各种优势力量的战略合作，共同打造繁荣的产业生态。
全国政协委员、中国航天科技集团五院510所党委书记、副所长王润福建议，推动构建商业航天发展模式下核心产品的设计、制造、试验评价及供应链一体化、智能化、集约化发展体系，快速形成产业化发展能力。
他认为，满足商业航天要求的卫星研制生产具有大批量、低成本、短周期的特点，需要从单星、多星甚至星座的角度一体化考虑卫星和产品的设计、制造、测试、试验等工作，既要突出功能化、模块化、智能化设计，又要统筹质量、成本和进度要求，构建全新的商业航天卫星产业化发展体系。
全国政协委员、中国航天科技集团五院党委原书记赵小津表示，应积极服务国家战略，在商业航天领域加大投入，规划好、谋划好、设计好发展战略，努力成为商业航天发展的主力军；应发挥引领带动作用，与民营企业等商业航天企业加强合作，同时发挥自身在基础设施、工程经验等方面优势，和其他行业、其他单位做好配套协同，共同推动商业航天发展。
全国人大代表王巍院士表示，应充分调动社会优质资源，共享发展机遇，积极服务国家战略，联合形成合作共赢的产业生态，加速突破高性价比商业卫星关键技术，推出通信、导航、遥感及综合性商业卫星产品，开发商业市场急需的高性价比火箭发动机，将商业航天培育发展成为新质生产力，推动我国航天事业全面发展。
Industry Observation产业观察DCW1 研究背景目前，通航直升机的通信手段往往是短波和超短波电台。
在应急搜救实际应用中，其通信能力上存在两方面的不足[1]：一是通信条件的局限，二是系统带宽的局限。
这两方面的局限，使得直升机在处理应急事件时的应用效能受到极大的限制。
采用机载宽带卫星通信系统，通过同步卫星建立前方直升机平台与后方基地的宽带通信链路，既可以克服超短波系统通信距离受限问题，实现不受地域条件及距离限制的通信，又可实现图像、话音和数据等综合信息的宽带传输，从而可支持搜索救援过程中多维信息的获取和全程可视化指挥。
直升机载卫星通信技术已成为直升机通信系统的重要发展趋势之一，有着广阔的应用前景。
2 国内外状况日本和美国是开展直升机卫星通信应用最早的两个国家[2]。
2004年，日本 NICT公司成功研发出世界上第一个直升机机载卫星通信系统，其工作频段为Ku频段，前向链路有效数据的传输速率为64 kb/s，返向采用磁传感器检测遮挡的同步突发传输方式，有效数据传输速率为384 kb/s，为提高接收可靠性，直升机身两侧需要各安装一个相控阵天线。
美国早期将研发的卫星通信系统应用在阿帕奇直升机上，同样采用在机身两侧各安装一个机载卫通天线的方式保证通信链路的可靠性。
到了 2009年，ViaSat公司研发出用于直升机的宽带卫星通信产品VMT1200HE，该套设备使用了Ku频段小型赋形反射面天线（EIRP=44 dBW，G/T＝11.2 dB/K），天线等舱外设备的总重量 36 kg。
并将其应用在美国黑鹰直升机上，其天线安装于黑鹰直升机机身与尾梁的结合部，工作频段同样为 Ku频段，前向链路采用双重时间分集的方式发送，有效数据速率可达 5 Mb/s；返向链路采用突发传输的方式，有效数据速率为 325 kb/s，提供了IP话音和数据业务。
除了美、日两国，以色列在 AH-64D-1长弓阿帕奇武装直升机上，安装了以色列飞机工业公司的 EL/K-1891宽频卫星通信系统，如图2所示。
开启中国民航卫星宽带上网的序幕--专访中国电信集团卫星通信公司市场部总经理齐炳辉俞盈帆【摘要】2014年7月，中国电信与东方航空联手打造的中国大陆首个卫星宽带空地互联商业测试航班圆满完成上海往返北京的飞行任务，开启了空中互联网业务向民航旅客开放服务的序幕。
未来中国电信还将携手更多的航空公司和其他合作伙伴，为用户提供更好的机载通信服务。
<br> 对于这个中国民航发展历程中的新生事物，民航客机宽带上网在整个通信基础设施中的地位是什么，技术上是如何实现的，有哪些政策和技术上的必要条件，发展前景如何？为此，本刊记者采访了中国电信集团卫星通信公司市场部总经理齐炳辉。
【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P60-62)【作者】俞盈帆【作者单位】【正文语种】中文2014年7月，中国电信与东方航空联手打造的中国大陆首个卫星宽带空地互联商业测试航班圆满完成上海往返北京的飞行任务，开启了空中互联网业务向民航旅客开放服务的序幕。
未来中国电信还将携手更多的航空公司和其他合作伙伴，为用户提供更好的机载通信服务。
对于这个中国民航发展历程中的新生事物，民航客机宽带上网在整个通信基础设施中的地位是什么，技术上是如何实现的，有哪些政策和技术上的必要条件，发展前景如何？为此，本刊记者采访了中国电信集团卫星通信公司市场部总经理齐炳辉。
齐炳辉首先介绍了客机宽带上网的基本理念与系统组成。
他介绍说，随着当今通信技术的发展，人们已经越来越接近于任何时候、任何地方都能通信的无缝网络覆盖时代。
但民航客机的后舱（乘员舱）可能是最后的通信孤岛，虽然很多航班上都有国际移动卫星电话服务，但通话费用高昂，乘客如果没有非常紧急的情况是不会去使用的。
而客机宽带上网的出现则消除了这个通信孤岛，把后舱乘客也纳入了互联网之中。
基于卫星的民航机载通信方案即利用卫星通信系统，在民航飞机上安装专用机载卫星天线和卫星终端，通过卫星与卫星主站建立通信链路；同时在机舱内实现无线（WiFi）等覆盖，为机上乘客提供互联网接入等业务服务。
国外高通量卫星（HTS）在机载通信中的应用薛培元【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P15-18)【作者】薛培元【作者单位】北京空间科技信息研究所【正文语种】中文坐过飞机的人都知道，在大多数航班上，上飞机后的一件大事，就是要关闭手机、iPad等移动电子设备，原因是防止对飞机的飞行造成信号干扰，确保飞行安全。
即使你平日的工作、学习和生活离不开互联网，这个时候也只能回到没有网络的时代。
但在遵守飞行规定的同时，忍受数小时甚至十几小时的“与世隔绝”，实在是不好受的事情。
对于习惯了随时随地连接互联网的乘客来说，如此长时间的“不连接”是一种煎熬。
如何消除飞行途中的“信息孤岛”，是航空服务业长期以来一直在努力解决的问题。
本文所称的机载通信，是指航空器对地面的通信，包括前舱通信和后舱通信。
前舱通信属于安全业务通信。
对于前舱通信，各航空公司都有较为成熟的手段，确保飞机飞行中通信的及时畅通。
后舱通信主要是指乘客通过卫星或地面基站方式，接入互联网或与地面人员进行话音等通信，一般称之为“航空客舱通信娱乐”（In-Flight Entertainment and Connectivity，IFEC）。
随着3G及4G手机、平板电脑等移动电子设备的普及，航空客舱宽带业务需求呈显著增长态势，对航空公司的通信服务提出了更高的要求。
机载通信为卫星应用提供了重要的市场机遇。
有数据统计，目前全球有超过3000架次的航班可以为乘客提供基本的IFEC服务，其中一半是通过卫星技术来是实现的。
据北方天空研究公司（NSR）的分析数据，未来10年机载卫星通信市场会有稳步发展。
预计到2024年，全球机载卫星通信市场规模将从2014年的47500单元（units）增长到95500单元，零售业销售收入将达到32亿美元。
欧洲咨询公司（Euroconsult）2014年发布的《航空客舱通信娱乐服务展望》（Prospects for In-flight Entertainment and Connectivity）的报告，勾画出了一个令人鼓舞的情景。
通信技术在航空航天领域的应用随着科技的不断发展和进步，通信技术在各行各业中发挥着重要的作用，航空航天领域也不例外。
通信技术的应用在航空航天领域带来了巨大的进步和改变，从飞机通信系统到航天卫星通信网络，不仅提高了空中通信的可靠性和效率，也为航空航天工程的实施和管理提供了更多便利。
一、航空通信系统的应用1. 无线电通信系统无线电通信系统是航空通信中最为常见的一种方式。
通过无线电通信系统，机组人员可以与地面的空中交通管制中心、机场调度员等进行实时的语音交流。
而且，无线电通信系统也能够实现机组人员之间的互联互通，保证了空中通信的及时性和准确性。
2. 卫星通信系统卫星通信系统在航空通信中也起到了重要的作用。
通过卫星通信系统，飞机能够实现全球范围内的通信。
无论飞机位于海洋、高山等地区，只要有卫星信号的覆盖，飞机与地面的通信都能够进行。
卫星通信系统的使用不仅提高了通信的灵活性，也增加了通信的稳定性。
二、航天通信网络的建设与应用1. 航天数据传输在航天领域，通信技术的应用主要用于传输航天器的数据。
航天器实时地将各种仪器所测得的数据传送回地面，通过通信技术将这些数据进行传输和处理，使地面指挥中心能够实时地掌握航天器的状态和飞行情况，从而对航天器进行有效的控制和调整。
2. 空间通信网络航天通信网络是指通过航天卫星建立的用于空间通信的网络。
该网络能够实现地面、航天器和空间站之间的互联互通，充分发挥通信技术在航天领域的作用。
这种通信网络不仅能够提供语音和数据传输，也能够支持高清视频传输和实时图像监控。
它为航天员与地面工作人员之间的通信提供了更为便捷和高效的方式。
三、通信技术在航空航天领域的意义1. 提高了通信效率使用通信技术能够大大提高航空航天领域的通信效率。
无论是地面与空中的通信，还是航天器与地面指挥中心之间的通信，通过通信技术的应用，能够实现实时交流，准确传递信息，提高信息的及时性和准确性。
2. 增强了安全保障通信技术的应用也增强了航空航天领域的安全保障能力。
