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    本实用新型提供了一种海上应急救援的通信保障装置，包括“天通一号”卫星和地面服务接收站，还包括安装在船舶上的船载终端，所述地面服务终端经所述“天通一号”卫星链路实现与所述船载终端通信，所述船载终端上设置有主控模块，所述主控模块连接有话音编解码及信令模块、以太网接入模块、卫星移动通信模块、北斗GPS定位模块、电源管理模块、设备接口电路和天线控制与接口电路，所述船载终端经所述卫星移动通信模块与所述“天通一号”卫星通信，所述电源管理模块能够对所述船载终端进行供电，所述北斗GPS定位模块接收北斗二代GPS卫星信号并进行射频处理；本实用新型结构简单，操作便捷，能够通过天通一号卫星的作用实现与船舶通信。
    公开号:CN214337908U
    申请号:CN202120705516.1U
    申请日:2021-04-07
    公开日:2021-10-01
    发明作者:陈新伟；邓杰；杨成；郭培杰；徐舒彤
    申请人:Minjiang University；
    IPC主号:H04B7-185
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及海上救援技术领域，特别是一种海上应急救援的通信保障装置。
    [n0002] 我国是一个濒海大国，目前我国18000公里海岸线和300多万平方公里的蓝色国土以及辽阔的海洋经济区域，蕴藏着丰富的海洋渔业资源，港湾众多、岛屿密布。近年来，全球经济的快速崛起促进了国际物流贸易的迅猛发展，尤其是依赖于海上航运的相关产业，凭借船舶运输费用低，运载量大的优点，进入了‘井喷式’发展时期。因此，开展海洋信息化建设，对进行海洋资源的保护、开发以及高效管理，实现可持续发展是至关重要的。
    [n0003] 北斗卫星导航系统作为我国自主研发、独立运行的卫星导航系统，由于“北斗”卫星导航系统不是专为通信设计，其通信能力较弱且系统容量受限，不能支持话音和高速数据业务，难以满足海上通信对话音、数据和视频等综合业务的应用和传输需求。“天通一号”卫星移动通信系统是我国自主研制的第一代大容量地球同步轨道移动通信系统，系统以保证针对个人和车辆、飞机、船舶等移动平台的话音、短信、传真、数据、视频回传等中低速移动通信业务为主，可提供直接面向各行业指挥中心和个人、全天候的移动通信服务。北斗与“天通一号”卫星的紧密结合优于其他救援系统，既可以实现定位，亦可实现信息高速传输。
    [n0004] 海上是自然灾害最为频繁的地方，而且灾害种类多、分布范围广、发生频率高、灾害损失重，各种海洋灾害长期严重威胁着区域经济发展和人民群众的生命财产安全。而且，在海上一旦出现灾害，一般很多系统的通讯方式、电力和水资源都会中断，因此当局无法联系到遇险的民众，使得救援难度加大。因此，一种简单、可靠的海上救援的保障系统在面对突发情况时尤为重要。
    [n0005] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种能够通过天通一号卫星的作用实现与船舶通信的海上应急救援的通信保障装置。
    [n0006] 本实用新型采用以下方法来实现：一种海上应急救援的通信保障装置，包括“天通一号”卫星和地面服务接收站，还包括安装在船舶上的船载终端，所述地面服务终端经所述“天通一号”卫星链路实现与所述船载终端通信，所述船载终端上设置有主控模块，所述主控模块连接有话音编解码及信令模块、以太网接入模块、卫星移动通信模块、北斗GPS定位模块、电源管理模块、设备接口电路和天线控制与接口电路，所述船载终端经所述卫星移动通信模块与所述“天通一号”卫星通信，所述电源管理模块能够对所述船载终端进行供电，所述北斗GPS定位模块接收北斗二代GPS卫星信号并进行射频处理。
    [n0007] 进一步的，还包括一用于将所述船载终端固定在船舶上的安装装置，所述安装装置包括上表面和正面均为敞开的固定箱体，所述固定箱体上表面铰接设置有第一可开合盖板，所述固定箱体正面铰接设置有第二可开合盖板，所述固定箱体内左右侧面均设置有用于限位固定所述船载终端的导轨，所述导轨内上表面等距离设置有多个复位弹簧，所述复位弹簧下端连接有用于将所述船载终端限位在所述导轨内的限位板，所述导轨上表面设置有U形提手，所述U形提手的两竖杆末端穿过所述导轨与所述限位板上表面连接，左右两U形提手的横杆经一连接杆连接设置，所述第二可开合盖板背面设置有用于密封所述导轨前端的密封条，所述第一可开合盖板和所述第二可开合盖板上均设置有卡块，所述固定箱体上表面右端和正面右端均设置有与所述卡块相配合的卡槽；在船舶上设置有两个T形导轨，两个T形导轨左右设置且开口相对应，所述固定箱体左右侧面下端均设置有与所述T形导轨相配合的T形限位块，所述固定箱体的左右侧面设置有固定块，且所述固定块设置于所述T形限位块上方，所述固定块内开设有一腔体，所述腔体内设置有弹簧，所述固定块上嵌设有限位杆，且所述限位杆穿过所述弹簧，所述限位杆上端设置有提升块，所述T形导轨上开设有一与所述限位杆相配合的开口，所述T形限位块上开设有与所述限位杆相配合的限位槽。
    [n0008] 进一步的，所述话音编解码及信令模块包括U2芯片、电阻R54、电阻R95、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R32、VDD-SYS-3.3V端口、电阻R110、电阻R58、电阻R35、电阻R36、电阻R60、电阻R59和Xm0DATA端口，所述U2芯片的1号引脚与所述电阻R54一端连接，所述电阻R54另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的2号引脚与所述电阻R95一端连接，所述电阻R95另一端接地，所述U2芯片的6号引脚与所述电阻R29一端连接，所述电阻R29另一端与所述U2芯片的7号引脚和所述电阻R28一端连接，所述电阻R28另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的9号引脚与所述电阻R30一端连接，所述U2芯片的19号引脚与所述电阻R32一端连接，所述电阻R32另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R28另一端接地，所述U2芯片的23号引脚与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110另一端接地，所述U2芯片的24号引脚与所述电阻R58一端连接，所述电阻R58另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接；所述U2芯片的41号引脚、42号引脚、43号引脚和44号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的29号引脚、30号引脚、31号引脚和32号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的38号引脚与所述电阻R59一端连接，所述电阻R59另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的34号引脚与所述电阻R60一端连接，所述电阻R60另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的36号引脚与所述电阻R35一端连接，所述U2芯片的37号引脚与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的48号引脚与25号引脚串联后与所述电阻R36一端连接，所述电阻R36另一端和所述电阻R35另一端串联后接地。
    [n0009] 进一步的，所述电源管理模块包括U13芯片、XPWRRGTON端口、VDD-5V端口、电容C189、火线L2、电阻R140、电阻R141、电容C190、电容C191、电阻R138、TP21端口、VDD-INT-AP端口、电阻R139、LED3v3二极管、电容C192、火线L3、电阻R144、电阻R146、电容C195、电容C196、电阻R143、TP22端口、VDD-ARM-AP端口、VDD-SYS-1.2V端口、电容C193、电容C194、电阻R145、U14芯片、U15芯片、电容C197、电容C198、TP23端口、电阻R142和VDD-ALIVE-AP端口，所述U13芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U13芯片的2号引脚与所述电容C189一端串联后接地，所述电容C189另一端与所述U13芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U13芯片的3号引脚与所述火线L2一端连接，所述火线L2另一端与所述电阻R140一端串联后与所述电容C190一端连接，所述电容C190一端与所述电容C191一端连接，所述电容C191一端与所述电阻R138一端连接，所述电阻R138另一端与所述TP21端口连接，所述电阻R138另一端与所述VDD-INT-AP端口连接，所述U13芯片的5号引脚与所述电阻R140另一端串联后与所述电阻R141一端连接，所述电阻R141另一端、所述电容C190另一端、所述电容C191另一端串联后接地；所述电阻R139一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R139另一端与所述LED3v3二极管的正极连接，所述LED3v3二极管的负极接地；所述U15芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U15芯片的2号引脚与所述电容C192一端串联后接地，所述电容C192另一端与所述U15芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U15芯片的3号引脚与所述火线L3一端连接，所述火线L3另一端与所述电阻R144一端串联后与所述电容C195一端连接，所述电容C195一端与所述电容C196一端连接，所述电容C196一端与所述电阻R143一端连接，所述电阻R143另一端与所述TP22端口串联后与所述VDD-ARM-AP端口和VDD-SYS-1.2V端口连接，所述电阻R144另一端与所述U15芯片的5号引脚串联后与所述电阻R146一端连接，所述电阻R146另一端、所述电容C195另一端和所述电容C196另一端串联后接地；所述U14的1号引脚与所述电阻R145一端串联后与所述电容C194一端连接，所述电容C194一端与所述电容C193一端连接，所述电容C193一端与所述VDD-5V端口连接，所述电容C193另一端和所述电容C194另一端串联后接地，所述电阻R145另一端与所述U14芯片的3号引脚连接，所述U14芯片的2号引脚接地，所述U14芯片的5号引脚与所述电容C197一端串联后与所述电容C198一端连接，所述电容C198一端与所述电阻R142一端串联后与所述TP23端口连接，所述电阻R142另一端与所述VDD-ALIVE-AP端口连接，所述电容C197另一端和所述电容C198另一端串联后接地。
    [n0010] 本实用新型的有益效果在于：本实用新型在船舶上安装有船载终端，使得在安装空间受限的情况下，开展天通/北斗/GPS天线一体化堆叠设计、以及终端的小型化设计，解决站内卫星移动和北斗短报文两种通信手段的一体化集成问题，实现海上通信手段的拓展，提升海上通信的可靠性；海洋事业事故高发，海损事故和涉外事件时有发生，快捷、可靠的通信手段可以最大限度地减少或避免人员伤亡和经济损失，是有效预防海难发生和组织海难救助的根本保证；为海上用户提供语音、短信、短报文广播、宽带数据、图像传输等综合业务应用，创新构建“互联网+智慧海洋”应用服务模式，为海上系统提供一种低成本、随遇接入、按需服务、安全实时的通信保障手段，满足船舶远程监控和跟踪管理、海上安保、海上综合维权执法、以及海上各类突发事件的快速应急处置需求，提升我国海上搜救能力及远洋航运的安全性。
    [n0011] 图1为本实用新型的电路原理框图。
    [n0012] 图2为所述安装装置的第一状态示意图。
    [n0013] 图3为所述安装装置的第二状态示意图。
    [n0014] 图4为所述安装装置的使用状态示意图。
    [n0015] 图5为所述安装装置的主视图。
    [n0016] 图6为所述固定箱体的内部结构示意图。
    [n0017] 图7为所述话音编解码及信令模块的电路原理图。
    [n0018] 图8为所述电源管理模块的电路原理图。
    [n0019] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
    [n0020] 请参阅图1所示，本实用新型提供了一实施例：一种海上应急救援的通信保障装置，包括“天通一号”卫星和地面服务接收站，还包括安装在船舶上的船载终端1，所述地面服务终端经所述“天通一号”卫星链路实现与所述船载终端1通信，所述船载终端1上设置有主控模块，所述主控模块连接有话音编解码及信令模块、以太网接入模块、卫星移动通信模块、北斗GPS定位模块、电源管理模块、设备接口电路和天线控制与接口电路，所述船载终端经所述卫星移动通信模块与所述“天通一号”卫星通信，所述电源管理模块能够对所述船载终端进行供电，所述北斗GPS定位模块接收北斗二代GPS卫星信号并进行射频处理。
    [n0021] 请参阅图2至图6所示，本实用新型一实施例中，还包括一用于将所述船载终端1固定在船舶上的安装装置2，所述安装装置2包括上表面和正面均为敞开的固定箱体21，所述固定箱体21上表面铰接设置有第一可开合盖板22，所述固定箱体21正面铰接设置有第二可开合盖板23，所述固定箱体21内左右侧面均设置有用于限位固定所述船载终端1的导轨24，所述导轨24内上表面等距离设置有多个复位弹簧25，所述复位弹簧25下端连接有用于将所述船载终端1限位在所述导轨24内的限位板26，所述导轨24上表面设置有U形提手27，所述U形提手27的两竖杆末端穿过所述导轨24与所述限位板26上表面连接，左右两U形提手27的横杆经一连接杆28连接设置，所述第二可开合盖板23背面设置有用于密封所述导轨24前端的密封条3，所述第一可开合盖板22和所述第二可开合盖板23上均设置有卡块4，所述固定箱体21上表面右端和正面右端均设置有与所述卡块4相配合的卡槽29；在船舶上设置有两个T形导轨5，两个T形导轨5左右设置且开口相对应，所述固定箱体21左右侧面下端均设置有与所述T形导轨5相配合的T形限位块51，所述固定箱体21的左右侧面设置有固定块52，且所述固定块52设置于所述T形限位块51上方，所述固定块52内开设有一腔体，所述腔体内设置有弹簧53，所述固定块52上嵌设有限位杆54，且所述限位杆54穿过所述弹簧53，所述限位杆54上端设置有提升块55，所述T形导轨5上开设有一与所述限位杆54相配合的开口(未图示)，所述T形限位块51上开设有与所述限位杆54相配合的限位槽(未图示)。使得工作人员将T形限位块51卡进T形导轨5内，然后通过限位杆54穿过开口卡紧限位槽内，将T形限位块51固定在T型导轨5内，从而实现将固定箱体21安装固定在船舶上，然后开启第二可开合盖板23，将船载终端1嵌入导轨24内，然后将船载终端1向后推，由于复位弹簧25的作用，能够通过限位板26将船载终端固定在导轨24内，关闭第二可开合盖板23，由于密封条3的作用，能够实现导轨24前端的密封，当工作人员需要取出船载终端1时，开启第一可开合盖板22和第二可开合盖板23，将连接杆28提起，从而带动U形提手27向上移动，能够带动限位板26向上移动，便于工作人员将船载终端1从导轨24中取出。
    [n0022] 请参阅图7所示，本实用新型一实施例中，所述话音编解码及信令模块包括U2芯片、电阻R54、电阻R95、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R32、VDD-SYS-3.3V端口、电阻R110、电阻R58、电阻R35、电阻R36、电阻R60、电阻R59和Xm0DATA端口，所述U2芯片的1号引脚与所述电阻R54一端连接，所述电阻R54另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的2号引脚与所述电阻R95一端连接，所述电阻R95另一端接地，所述U2芯片的6号引脚与所述电阻R29一端连接，所述电阻R29另一端与所述U2芯片的7号引脚和所述电阻R28一端连接，所述电阻R28另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的9号引脚与所述电阻R30一端连接，所述U2芯片的19号引脚与所述电阻R32一端连接，所述电阻R32另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R28另一端接地，所述U2芯片的23号引脚与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110另一端接地，所述U2芯片的24号引脚与所述电阻R58一端连接，所述电阻R58另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接；所述U2芯片的41号引脚、42号引脚、43号引脚和44号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的29号引脚、30号引脚、31号引脚和32号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的38号引脚与所述电阻R59一端连接，所述电阻R59另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的34号引脚与所述电阻R60一端连接，所述电阻R60另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的36号引脚与所述电阻R35一端连接，所述U2芯片的37号引脚与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的48号引脚与25号引脚串联后与所述电阻R36一端连接，所述电阻R36另一端和所述电阻R35另一端串联后接地。所述U2芯片的型号可以是K9K8G08U0B，但并不仅限于此。
    [n0023] 请参阅图8所示，本实用新型一实施例中，所述电源管理模块包括U13芯片、XPWRRGTON端口、VDD-5V端口、电容C189、火线L2、电阻R140、电阻R141、电容C190、电容C191、电阻R138、TP21端口、VDD-INT-AP端口、电阻R139、LED3v3二极管、电容C192、火线L3、电阻R144、电阻R146、电容C195、电容C196、电阻R143、TP22端口、VDD-ARM-AP端口、VDD-SYS-1.2V端口、电容C193、电容C194、电阻R145、U14芯片、U15芯片、电容C197、电容C198、TP23端口、电阻R142和VDD-ALIVE-AP端口，所述U13芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U13芯片的2号引脚与所述电容C189一端串联后接地，所述电容C189另一端与所述U13芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U13芯片的3号引脚与所述火线L2一端连接，所述火线L2另一端与所述电阻R140一端串联后与所述电容C190一端连接，所述电容C190一端与所述电容C191一端连接，所述电容C191一端与所述电阻R138一端连接，所述电阻R138另一端与所述TP21端口连接，所述电阻R138另一端与所述VDD-INT-AP端口连接，所述U13芯片的5号引脚与所述电阻R140另一端串联后与所述电阻R141一端连接，所述电阻R141另一端、所述电容C190另一端、所述电容C191另一端串联后接地；所述电阻R139一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R139另一端与所述LED3v3二极管的正极连接，所述LED3v3二极管的负极接地；所述U15芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U15芯片的2号引脚与所述电容C192一端串联后接地，所述电容C192另一端与所述U15芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U15芯片的3号引脚与所述火线L3一端连接，所述火线L3另一端与所述电阻R144一端串联后与所述电容C195一端连接，所述电容C195一端与所述电容C196一端连接，所述电容C196一端与所述电阻R143一端连接，所述电阻R143另一端与所述TP22端口串联后与所述VDD-ARM-AP端口和VDD-SYS-1.2V端口连接，所述电阻R144另一端与所述U15芯片的5号引脚串联后与所述电阻R146一端连接，所述电阻R146另一端、所述电容C195另一端和所述电容C196另一端串联后接地；所述U14的1号引脚与所述电阻R145一端串联后与所述电容C194一端连接，所述电容C194一端与所述电容C193一端连接，所述电容C193一端与所述VDD-5V端口连接，所述电容C193另一端和所述电容C194另一端串联后接地，所述电阻R145另一端与所述U14芯片的3号引脚连接，所述U14芯片的2号引脚接地，所述U14芯片的5号引脚与所述电容C197一端串联后与所述电容C198一端连接，所述电容C198一端与所述电阻R142一端串联后与所述TP23端口连接，所述电阻R142另一端与所述VDD-ALIVE-AP端口连接，所述电容C197另一端和所述电容C198另一端串联后接地。电源管理模块(PMU)是与主控模块配套的电源管理集成单元，能提供主控模块的所有的、多档次的电源电压；电源管理单元集成了电源管理、开关机控制电路。电源模块主要功能是提供系统需要的稳定电流电压；主要分为基带芯片单元、射频芯片、天线和外接通信模块四个部分的电源管理单元，由电源适配器池提供的3.7V电源经PMU降压处理后输出1.1V、3.3V、2.5V等多种电源供电给各模块，所述U13芯片型号可以是rt8024，所述U14芯片型号可以是XC6209-1.2V，所述U15芯片型号可以是rt8059，但并不仅限于此。
    [n0024] 下面通过一实施例对本实用新型进行具体说明：
    [n0025] 船载终端采用网口与综合业务接入单元或原船载设备进行物理连接，主要功能为终端控制、业务数传输和供电，根据后续适配情况对网线进行POE供电、管脚复用等接口定义设计。船载终端通过业务接入单元接收数据信息；由北斗/GPS模块接收北斗二代/GPS卫星信号并进行射频处理；通过卫星移动通信模块实现海上远程通讯、高速实时数据传输；外围电路给其他功能模块供电，如动中通天线、射频、音频、图像等，使这些模块能够正常工作，并通过主控单元完成平台应用软件的运行、人机交互处理、与接入系统的数据通信、用户接口管理以及业务接入、处理和应用管理等功能；天线与接入系统通过一根同轴线缆进行对接，该同轴线缆传输S频段收发信号、天线直流供电、天线与终端通信、北斗接收的合路信号。
    [n0026] 设备接口包括船载终端集成WIFI接口、电源接口、二线电话接口、以太网数据接口、射频电缆接口和通用I/O接口。上位机通过以太网口与终端建立TCP连接，通过通信传输协议对终端进行命令和查询的工作，从而实现设备监控的功能。通过以太网或WIFI与终端建立连接，使用浏览器登陆终端的WEB页面，对终端进行可视化操作，能够对终端进行监控。
    [n0027] 船载终端采用极简的无屏幕设计，前面板放置业务接口及操作按键，后面板为固定状态接口。终端连接器采用防水型航空插座，外表更有保护胶塞。主机底面配有转接板，可以使得终端能够很方便的固定到不同位置。所有卡槽插口都配有橡胶保护套，抽屉式的内部结构更是增强了终端抗震动和冲击能力。
    [n0028] “天通一号”卫星上采用透明转发方式，即对接收信号只进行放大、变额和再放大，按在卫星上的变频次数又可分为一次变频转发器和二次变顿转发器，系统支持星状组网，即用户终端通过信关站以单跳方式访问地面网络，以双跳方式实现网内用户终端之间的通信，并能够与地面PSTN、PLMN、Internet、行业专网等网络实现互联互通。单跳即终端发向太空的上行通信信号被卫星接收之后，通过变频与放大再次发回地面，由另一个卫星通信终端接收，从而完成整个单向的通信过程。终端通过卫星链路进行信息传输，地面服务接收站作为回传信息的落地点，对于短消息和位置跟踪服务，地面服务接收站的业务系统提供统一的接口，对于视频回传、数据回传、报文采集，地面服务接收站的核心网分组域提供统一的对外接口。
    [n0029] 地面服务接收站通过天通系统卫星链路实现和双模高速船载终端的双跳双向通信，实现船舶返向回传位置信息接收和前向控制指令的发送，满足多个船载终端在航行过程中与地面指挥控制中心高质量、高可靠性的信息传输。
    [n0030] 双模高速船载终端具备卫星移动通信、北斗短报文以及北斗/GPS定位功能，支持低速移动中的低速话音、短信、数据、传真、位置管理和追踪、短报文等业务传输，主要用于完成岸船之间移动卫星通信保障，可满足各类船只通信保障需求。
    [n0031] 船载终端采用分层、模块化的架构设计思路，系统体系架构由高到低分为应用业务层、系统服务层和硬件适配层和硬件层，船载终端的系统体系架构包括从硬件到软件各个功能部分的分层、分模块设计，可以保证各个层次完成具体的功能，以及各个层次、各个模块间交互接口的设计。终端采用芯片化和模块化设计思路，采用国产AP处理器，对天通通信处理、定位短报文等设计成专用模块，便于生产调试以及后续维护，有效降低功耗、缩小体积、减轻重量，增加设备可靠性。终端应用业务软件包括通信应用软件、定位软件等，这些软件均以插件或APP的方式运行于操作系统之上。其中，通信应用软件可提供语音、图片、视频、短信、群组管理、文件传输等通信业务能力。
    [n0032] “天通一号”卫星上采用透明转发方式，系统支持星状组网，即用户终端通过信关站以单跳方式访问地面网络，以双跳方式实现网内用户终端之间的通信，并能够与地面PSTN、PLMN、Internet、行业专网等网络实现互联互通。
    [n0033] 地面应用站主要由卫通天线、接入系统、主控设备组成，主要用于与双模高速船载终端前返向数据的收发。天线单元内部集成S移动天线和BD/GPS天线，可实现对S移动卫星信号的发射和接收以及对BD/GPS信号的接收；接入系统通过集成化的基带处理芯片、射频收发芯片、电源管理芯片以及射频前端芯片或组件等，完成卫星通信的完整功能。
    [n0034] 值得一提的是，“天通一号”系统的“动中通”天线跟踪接收方案即系统提供S频段的全双工射频收发通道。接收通道提供定向天线接收增益，以及全带宽内小信号的低噪放大。发射通道提供定向天线发射增益，以及全带宽内信号的功率放大。系统可以为modem提供北斗一代的短报文收发能力,含收发天线以及北斗短报文收发信机。提供北斗B1/GPSL1的定位能力，以及定向能力，定向能力受限于双天线的基线较短，仅用于天线内部控制的航向对准。并且提供对外控制的通信接口，用于设置查询天线参数和运行状态。能在船用载体运动情况下，自动跟踪卫星，并持续保持天线指向对准卫星。对准卫星可以设置为信号对准(常规模式)，以及航向对准(抗干扰模式)，并且保留手工对准功能。
    [n0035] 关键算法采用PID算法实现稳定性控制。PID是一种基于反馈的闭环自动控制算法，具有可靠性高、鲁棒性好、实现容易的优点。PID根据测量被控变量的期望值和实际值的误差,并依据该误差值来对系统进行纠正控制。PID对误差信号的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行线性组合，构成对受控对象的控制信号。其中P(比例控制)是PID的基础，但只用比例控制时，系统输出将存在稳态误差：I(积分控制)可以消除稳态误差，但由于积分算法存在滞后性问题，会降低系统的响应速度：D(微分控制)反应误差信号的变化趋势，有助于提高系统响应速度和减弱滞后性问题。
    [n0036] PID的控制算法如下公式所示：
    [n0037]
    [n0038] 其中u(t)为控制器输出,e(t)为控制器输入，KP为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。此PID算法采用位置型PID其表达式如下公式所示：
    [n0039]
    [n0040] 本算法引入改进策略，通过监控响应时间、超调量大小和系统精确度，对PID算法中的参数进行调整,从而减少较大的超调以及降低积分项饱和对系统造成的精度和速度的影响。
    [n0041] 本实用新型中的“天通一号”卫星、地面服务接收站、以太网接入模块、卫星移动通信模块、北斗GPS定位模块、设备接口电路和天线控制与接口电路均为现有技术，且船载终端就是现有技术中的电路芯片板，本领域技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明。
    [n0042] 总之，本实用新型针对海上船只进行全区域、全天候环境下救援，遇险救生系统能实现全海域覆盖、立体监控，有效应对突发遇险事件，保障用户在海上作业时，在“无电力、无准备、无依托”恶劣条件下的应急通信和应急救援，基于现有船载平台能力与自主卫星通信能力，将“天通一号”卫星移动通信装置与船舶终端进行集成，开展基于“天通一号”系统的“动中通”天线跟踪接收方案、伺服跟踪环路和关键算法设计，解决“动中通”天线在高仰角位置、横滚的微小波动情况下都能实时对准卫星的技术问题，实现船舶在海上航行过程中的稳定通信，突破波束精准指向对星增稳技术，解决适用于船载平台的轻小型超视距通信问题，实现船舶海上通信数据的可靠传输。
    [n0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
    权利要求:
    Claims (4)
    [0001] 1.一种海上应急救援的通信保障装置，包括“天通一号”卫星和地面服务接收站，其特征在于：还包括安装在船舶上的船载终端，所述地面服务终端经所述“天通一号”卫星链路实现与所述船载终端通信，所述船载终端上设置有主控模块，所述主控模块连接有话音编解码及信令模块、以太网接入模块、卫星移动通信模块、北斗GPS定位模块、电源管理模块、设备接口电路和天线控制与接口电路，所述船载终端经所述卫星移动通信模块与所述“天通一号”卫星通信，所述电源管理模块能够对所述船载终端进行供电，所述北斗GPS定位模块接收北斗二代GPS卫星信号并进行射频处理。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的一种海上应急救援的通信保障装置，其特征在于：还包括一用于将所述船载终端固定在船舶上的安装装置，所述安装装置包括上表面和正面均为敞开的固定箱体，所述固定箱体上表面铰接设置有第一可开合盖板，所述固定箱体正面铰接设置有第二可开合盖板，所述固定箱体内左右侧面均设置有用于限位固定所述船载终端的导轨，所述导轨内上表面等距离设置有多个复位弹簧，所述复位弹簧下端连接有用于将所述船载终端限位在所述导轨内的限位板，所述导轨上表面设置有U形提手，所述U形提手的两竖杆末端穿过所述导轨与所述限位板上表面连接，左右两U形提手的横杆经一连接杆连接设置，所述第二可开合盖板背面设置有用于密封所述导轨前端的密封条，所述第一可开合盖板和所述第二可开合盖板上均设置有卡块，所述固定箱体上表面右端和正面右端均设置有与所述卡块相配合的卡槽；在船舶上设置有两个T形导轨，两个T形导轨左右设置且开口相对应，所述固定箱体左右侧面下端均设置有与所述T形导轨相配合的T形限位块，所述固定箱体的左右侧面设置有固定块，且所述固定块设置于所述T形限位块上方，所述固定块内开设有一腔体，所述腔体内设置有弹簧，所述固定块上嵌设有限位杆，且所述限位杆穿过所述弹簧，所述限位杆上端设置有提升块，所述T形导轨上开设有一与所述限位杆相配合的开口，所述T形限位块上开设有与所述限位杆相配合的限位槽。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的一种海上应急救援的通信保障装置，其特征在于：所述话音编解码及信令模块包括U2芯片、电阻R54、电阻R95、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R32、VDD-SYS-3.3V端口、电阻R110、电阻R58、电阻R35、电阻R36、电阻R60、电阻R59和Xm0DATA端口，所述U2芯片的1号引脚与所述电阻R54一端连接，所述电阻R54另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的2号引脚与所述电阻R95一端连接，所述电阻R95另一端接地，所述U2芯片的6号引脚与所述电阻R29一端连接，所述电阻R29另一端与所述U2芯片的7号引脚和所述电阻R28一端连接，所述电阻R28另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的9号引脚与所述电阻R30一端连接，所述U2芯片的19号引脚与所述电阻R32一端连接，所述电阻R32另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R28另一端接地，所述U2芯片的23号引脚与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110另一端接地，所述U2芯片的24号引脚与所述电阻R58一端连接，所述电阻R58另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接；所述U2芯片的41号引脚、42号引脚、43号引脚和44号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的29号引脚、30号引脚、31号引脚和32号引脚均与所述Xm0DATA端口连接，所述U2芯片的38号引脚与所述电阻R59一端连接，所述电阻R59另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的34号引脚与所述电阻R60一端连接，所述电阻R60另一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的36号引脚与所述电阻R35一端连接，所述U2芯片的37号引脚与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述U2芯片的48号引脚与25号引脚串联后与所述电阻R36一端连接，所述电阻R36另一端和所述电阻R35另一端串联后接地。
    [0004] 4.根据权利要求3所述的一种海上应急救援的通信保障装置，其特征在于：所述电源管理模块包括U13芯片、XPWRRGTON端口、VDD-5V端口、电容C189、火线L2、电阻R140、电阻R141、电容C190、电容C191、电阻R138、TP21端口、VDD-INT-AP端口、电阻R139、LED3v3二极管、电容C192、火线L3、电阻R144、电阻R146、电容C195、电容C196、电阻R143、TP22端口、VDD-ARM-AP端口、VDD-SYS-1.2V端口、电容C193、电容C194、电阻R145、U14芯片、U15芯片、电容C197、电容C198、TP23端口、电阻R142和VDD-ALIVE-AP端口，所述U13芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U13芯片的2号引脚与所述电容C189一端串联后接地，所述电容C189另一端与所述U13芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U13芯片的3号引脚与所述火线L2一端连接，所述火线L2另一端与所述电阻R140一端串联后与所述电容C190一端连接，所述电容C190一端与所述电容C191一端连接，所述电容C191一端与所述电阻R138一端连接，所述电阻R138另一端与所述TP21端口连接，所述电阻R138另一端与所述VDD-INT-AP端口连接，所述U13芯片的5号引脚与所述电阻R140另一端串联后与所述电阻R141一端连接，所述电阻R141另一端、所述电容C190另一端、所述电容C191另一端串联后接地；所述电阻R139一端与所述VDD-SYS-3.3V端口连接，所述电阻R139另一端与所述LED3v3二极管的正极连接，所述LED3v3二极管的负极接地；所述U15芯片的1号引脚与所述XPWRRGTON端口连接，所述U15芯片的2号引脚与所述电容C192一端串联后接地，所述电容C192另一端与所述U15芯片的4号引脚串联后与所述VDD-5V端口连接，所述U15芯片的3号引脚与所述火线L3一端连接，所述火线L3另一端与所述电阻R144一端串联后与所述电容C195一端连接，所述电容C195一端与所述电容C196一端连接，所述电容C196一端与所述电阻R143一端连接，所述电阻R143另一端与所述TP22端口串联后与所述VDD-ARM-AP端口和VDD-SYS-1.2V端口连接，所述电阻R144另一端与所述U15芯片的5号引脚串联后与所述电阻R146一端连接，所述电阻R146另一端、所述电容C195另一端和所述电容C196另一端串联后接地；所述U14的1号引脚与所述电阻R145一端串联后与所述电容C194一端连接，所述电容C194一端与所述电容C193一端连接，所述电容C193一端与所述VDD-5V端口连接，所述电容C193另一端和所述电容C194另一端串联后接地，所述电阻R145另一端与所述U14芯片的3号引脚连接，所述U14芯片的2号引脚接地，所述U14芯片的5号引脚与所述电容C197一端串联后与所述电容C198一端连接，所述电容C198一端与所述电阻R142一端串联后与所述TP23端口连接，所述电阻R142另一端与所述VDD-ALIVE-AP端口连接，所述电容C197另一端和所述电容C198另一端串联后接地。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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