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这个登上央视的团队,背后的故事更精彩!——船载通信应用示范外场试验队

发布时间:2020-12-10    信息来源: 中国航天科工二院

编者按:近日,我国首次“低轨卫星互联网+5G+物联网”海上融合组网通信试验圆满成功。人民日报、新华社、中央广播电视总台、经济日报、中国日报、中国青年报等国家级媒体对此陆续进行了报道。现在就来了解下这个重大消息背后,科研团队的精彩故事。

前不久,在空间工程企业卫星互联网+5G+物联网海上融合组网通信试验中,伴随着海上7-8级大风,船载用户站仍然能够准确指向并全程跟踪以第一宇宙速度相对于地面高速飞行的低轨卫星,成功向信关站发送入网请求,通过卫星互联网构建的天基宽带通信链路成功实现了视频浏览、语音通信等系列常规网络测试。船上的5G手机也通过卫星成功接入联通业务网,实现了与其他联通4G/5G手机用户的正常话音拨打和通话。

在试验成功的那一刻,试验队员李星、张悦诚等人心里的石头终于落了地,试验的成功预示着低轨卫星互联网“沟通万物、永不失联”是可行的,空间工程企业又创造了一个我国首颗低轨宽带通信技术验证卫星的“第一”:首个低轨卫星互联网+5G+物联网海上融合组网通信试验。

图为试验队员合影

向着远海进发

2018年12月22日,空间工程企业自主研制的我国首颗低轨宽带通信技术验证卫星成功发射入轨,至今已成功开展了包括双信关站接力在内的多项卫星互联网关键技术试验验证,但是远离陆地走进远海,尚无成功先例。

作为全国十大重点渔业县之一的浙江省舟山市岱山县,依海而生。然而,海上“信息孤岛”等问题一直困扰着当地政府,得知空间工程企业正在筹划卫星应用示范项目,立即提出愿意为低轨通信卫星应用提供海上试验条件。

“大家可以联合中国联通,通过卫星互联网把5G、物联网延伸至海洋,充分发挥‘人与人、人与物、物与物’的连接,这样不仅仅可以有效解决政府的难题,还可以衍生出更多的应用场景,如:实时远程监测船只运转情况,收集船员身体状况等。不仅如此,后续还可以把这套系统移植到邮轮、远洋货轮、钻井平台上,让其发挥更大的作用。”空间工程企业领导说。

双方一拍即合。空间工程企业立即联系中国联通研究院,组建了一支由空间工程企业、中国联通研究院、智慧产业企业、25所、23所、重庆金美通信有限责任企业、西安星展测控股份有限企业、深圳震有科技股份有限企业等多家单位共同组成的试验队,进驻舟山,开启试验工作。

勇闯道道难关

说来轻巧,做起来难,在海上实现卫星互联网连通,并非只是简单的把用户站搬到海上。

团队遇到的第一个难题就是机动式信关站的部署。

信关站作为卫星网络的地面核心节点,负责汇聚来自各用户站的业务接入,以此实现与地面互联网的高速交互,为了能够“对得准、跟得上”,信关站对于地面平整度、天线标定等有较高要求,通常需要部署在固定位置。

图为机动式信关站

“如果每到一个地方就要重新部署,成本高,为此大家研制了可运输并机动部署的信关站,届时,无论是远海,还是沙漠,都可以快速开展试验。”试验队副队长王崇先容说。

低轨动中通的主要技术难点是天地平台都处于运动状态。用户站需要准确指向运动着的低轨卫星,更何况用户站还在运动中的船只上。“就好像坐在一边开着的车上还要射中移动中的目标,其难度可想而知。”王崇形容道。

卫星过境时间一般为每天早6点、晚6点,为了不放过任何一次测试“捕捉”的机会,试验队员每天5点起床,连续2个月开展了100余次测试,经过不断的调试优化,技术状态逐渐稳定。

乘风破浪航天人

由于本次试验有大部分内容尚属国内首次,为此团队付出了巨大努力。

试验需要前后方共同配合,团队兵分三路,北京-舟山-海上协同作战:北京综合运控中心的队员,在每次卫星过境时对卫星状态进行监测,认真判读卫星平台及载荷的运行状态,为外场试验的分析及排故提供星上状态数据支撑;信关站的队员,默默坚守岗位,确保卫星网络与地面网络的畅通互联;用户站的队员,持续随船出海开展试验,为了充分利用好每天卫星过境的时机,从早上5点一直忙到晚上8点如同“家常便饭”。

图为团队兵分三路协同作战

刚开始,大家都很兴奋。很快,队员们出现了头晕、恶心等症状,最初的兴奋变成了痛苦,对抗海上的恶劣环境,几乎成了每一个队员都要克服的难题。尽管船上工作人员对队员十分照顾,专门腾出房间供队员休息,并且贴心地提供防晕船药品,但是在风浪和试验压力的夹击下,队员们陆续开始晕船。

李星回忆,海浪总是高高地把船举起,又突然重重地摔下,每每潮起潮落,都恨不得把心肝脾胃全吐出来。从最初的五脏翻腾,到三餐不进,再到后来的四肢无力,经过5天5夜的飞行,大家都瘦了一圈。但是想到能参与到这么有意义的试验中,大家还是觉得很值。

图为队员拍摄的太平洋上的“第一缕曙光”

在卫星过境的10多分钟时间里,已经漂泊在海上2天的李星将自己见到的美景拍下,并通过卫星互联网发到了朋友圈,分享给了朋友、家人和同事。

“海上融合组网试验的成功,不仅验证了低轨动中通跟踪算法、信关站机动式部署技术、卫星互联网与5G融合组网等关键技术的可行性,还为大家未来开展应用示范带来了更多可能。”王崇说道,“未来,大家还要去沙漠、雪山和森林。”


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