二、卫星微波通信技术

（一）卫星微波通信技术概述

1.定义

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站来转发微波波段的无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的微波通信。

2.有源人造地球卫星和无源人造地球卫星

人造地球卫星根据对无线电信号有无放大部分和转发功能，分为有源人造地球卫星和无源人造地球卫星。由于无源人造地球卫星反射下来的信号太弱，只能在发明早期进行科学实验用，无实用价值。于是人们致力于研究具有放大、变频转发功能的有源人造地球卫星，即通信卫星来实现卫星通信。

3.同步卫星通信

在人造地球卫星中，绕地球赤道运行的周期与地球自转周期相等的同步卫星具有优越的性能，利用同步卫星的通信已成为主要的卫星通信方式。不在地球同步轨道运行的低轨卫星多在卫星移动通信中应用。

同步卫星通信是在地球赤道上空约36000km的太空中，围绕地球的圆形轨道运行的通信卫星，其绕地球运行周期为一恒星日，与地球自转同步，因而与地球之间处于相对静止状态，故称为静止卫星、固定卫星或同步卫星，其运行轨道称为地球同步轨道（Geosynchronous Orbit, GEO）。

4.采用卫星通信的必要性

在地面上的超远距离通信，如果采用微波接力通信系统，因系视距传播，那么假设两地相距2500km，需经过每跨距约为46km设立一座微波中继站，则需要54次接力转接，其建站成本也是不小的费用。如利用通信卫星进行中继传输，那么即使地面距离长达1万多千米的通信，经通信卫星一次中继转接，即可连通由地至星，再由星至地的“1跳”完成，其中含两次中继称为“1跳”。而电波传输的中继距离约为4万千米，如图2-10所示。

（二）卫星通信的发展历史

1945年英国物理学家A.C.克拉克（Arther C.Clarke）在《无线电世界》杂志上发表的《地球外的中继》一文中提出“利用地球同步轨道上的人造地球卫星作为中继站进行地球上通信的设想”，并在20世纪60年代成为现实。

1957年10月4日由原苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星“卫星1号”。并绕地球运行，地球上首次收到从人造卫星发来的电波。在此之前，曾用各种低轨道卫星进行了科学试验及通信。

1960年8月美国将覆有铝膜的直径为30m的气球卫星“回声1号”发射到约1600km高度的圆轨道上进行通信试验。这是世界上最早的不使用放大器的所谓无源中继试验。

美国于1962年I2月13日发射了低轨道卫星“中继1号”。1963年11月23日该卫星首次实现了横跨太平洋的日美间的电视转播。此时恰逢美国总统J.F.肯尼迪被刺，此消息经卫星传至日本在电视新闻上播出，卫星的远距离实时传输给人们留下深刻印象，使人造卫星在通信中的地位大幅度提高。

1963年7月美国宇航局发射的“同步2号”卫星是世界上第一颗同步通信卫星，它与赤道平面有30°的倾角，相对于地面做8字形运动，因而尚不能真正叫作静止卫星。在大西洋上首次用于通信业务。同步通信卫星无线通信配置示意图如图2-11所示。

1964年8月美国发射的“同步3号”卫星，定点于太平洋赤道上空国际日期变更线附近，为世界上第一颗静止卫星。1964年10月经该卫星转播了（东京）奥林匹克运动会的实况。至此，卫星通信尚处于试验阶段。

1965年4月6日美国发射了最初的半试验、半实用的静止卫星“晨鸟”，用于欧美间的商用卫星通信，以此卫星为代表，标志卫星通信进入了实用阶段。

1970年4月24日我国成功地研制并发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”，成为世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。截至2013年12月，我国共研制并发射了238颗不同类型的人造地球卫星，飞行成功率达95%以上。

（三）卫星通信原理

1.关于卫星通信的多址联接

多址联接的意思是同一个卫星转发器可以联接多个地球站，多址技术是根据信号的特征来分割和识别信号的，信号通常具有频率、时间、空间等特征。所以卫星通信常用的多址联接方式也分为频分多址（Frequency Division Multiple Access, FDMA）联接、时分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）联接、码分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）联接和空分多址（Space Division Multiple Access, SDMA）联接，另外频率再用技术也是一种多址方式。

2.频分多址（FDMA）联接

在微波频带，整个通信卫星的工作频带约有500MHz宽度，为了便于放大、发射和减少变调干扰，一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度设计为36MHz或72MHz。因为卫星通信多采用频分多址技术，所以不同的地球站占用不同的频率，即采用不同的载波频率。它对于点对点大容量的通信比较适合。

3.时分多址（TDMA）联接

现在已逐渐采用时分多址技术，即多个地球站占用同一频带，但占用不同的时隙，时分多址技术相比频分多址有一系列优点，如不会产生互调干扰，不用通过上下变频把各地球站信号分开，特别适合数字通信，并可根据业务量的变化按需分配时隙，可采用数字语音插空等新技术，使容量增加5倍。

4.码分多址（CDMA）联接

另一种多址技术是码分多址联接（CDMA），即不同的地球站占用同一频率和同一时间，但用不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱的通信技术，具有抗干扰能力强，有较好的保密通信能力，可灵活调度话路等优点。其缺点是频谱利用率较低，比较适合容量小、分布广、有一定保密要求的系统使用。

5.空分多址（SDMA）联接

除了上述3种多址技术之外，还有一种叫作空分多址的技术。空分多址联接是利用空间分割来构成不同信道的技术。举例来说，在一个卫星上使用多个天线，各个天线的波束分别射向地球表面的不同区域。这样，地面上不同区域的地球站即使在同一时间使用相同的频率进行通信，也不会彼此形成干扰。

空分多址是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，有利于充分利用频率资源。空分多址还可以与其他多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如空分-码分多址（SD-CDMA）。

（四）卫星通信系统组成

卫星通信系统包括通信和保障通信的全部设备。其中静止卫星是指卫星运行轨道在赤道平面内，轨道离地面高度约为35800km，为简单起见一般计为36000km。图2-12所示为卫星通信系统的基本组成。卫星通信系统一般由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四部分组成。

1.跟踪遥测及指令分系统

跟踪遥测及指令分系统负责对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道上的指定位置。待卫星正常运行后，要定期对卫星进行轨道位置修正和姿态保持。

2.监控管理分系统

监控管理分系统负责对定点的卫星在业务开通前后进行通信性能的检测和控制，例如对卫星转发器功率、卫星天线增益，以及各地球站发射的功率、射频频率和带宽等基本通信参数进行监控，以保证正常通信。

3.空间分系统（通信卫星）

通信卫星主要包括通信系统、遥测与指令系统、控制系统和电源系统（包括太阳能电池和蓄电池）等几个部分，其组成框图如图2-13所示。

通信系统是通信卫星上的主体，它主要包括一个或多个转发器，每个转发器能同时接收和转发多个地球站的信号，从而起到中继站的作用。

4.通信地球站分系统

通信地球站是微波无线电收信站、发信站，用户通过它接入卫星线路，进行通信。发信站的主体设备为发信机；收信站的主体设备为收信机。发信机一般采用变频式发信机，其组成框图如图2-14所示。收信机一般采用外差式收信机，其组成结构框图如图2-15所示。

（五）卫星通信的特点

1.卫星通信与微波通信

卫星通信与微波通信的工作频率都属于微波工作频率范围，所以它们既有共同的特点，又有各自固有的特点。

卫星通信又是宇宙无线电通信的形式之一，而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线电通信，其有3种形式：

1）宇宙站与地球站之间的通信；

2）宇宙站之间的通信；

3）通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。

2.卫星通信发信设备的主要性能指标

1）工作频段：从无线电频谱的划分，将0.3～300GHz的射频称为微波频率。

2）输出功率：指发信机输出端口处功率的大小。

3）频率稳定度：发信机的每个工作波道都有一个标称的射频中心工作频率，用 f ₀ 表示。

3.卫星通信收信设备的主要性能指标

1）工作频段：收信机是与发信机配合工作的，所以工作频段应与发信机相同。

2）收信机本地振荡（本振）的频率稳定度：接收的微波射频稳定度是由发信机决定的。

3）噪声系数：数字微波收信机的噪声系数一般为2.5～7dB，比模拟微波收信机的噪声系数小5dB左右。

4）通频带：收信机接收的已调波是一个频带信号，即已调波频谱（主要成分）要占有一定的带宽。

5）选择性：对某个波道的收信机而言，要求它只接收本波道的信号，对于邻近波道的干扰、镜像频率干扰及本波道的收/发干扰等要有足够的抑制能力，即收信机的选择性。

6）收信机的最大增益：天线收到的微波信号经馈线和分路系统到达收信机。由于受到信号衰减的影响，收信机的输入电平在随机变动，其中出现的最大电平。

7）自动增益控制范围：以自由空间信号传播条件下的收信电平为基准，当收信电平高于基准电平时，称为上衰落；当收信电平低于基准电平时，称为下衰落。

4.静止卫星通信的优点

1）通信距离远，且建设费用与通信距离无关；

2）覆盖面积大，可进行多址通信；

3）通信频带宽，传输容量大；

4）信号传输质量高，通信线路稳定可靠；

5）建立通信线路灵活，机动性好。

5.静止卫星通信的缺点

1）静止卫星的发射与控制技术比较复杂；

2）地球的两极地区为通信盲区，且地球的高纬度地区通信效果不好；

3）存在“星蚀”和“日凌中断”现象；

4）有较大的信号传输时延和回波干扰。

（六）卫星通信系统地球站的组成

1.地球站的组成的六大部分

地球站的组成如图2-16所示，为国际卫星通信频分多址方式A型标准地球站的组成框图。

1）天线分系统；

2）发射机分系统；

3）接收机分系统；

4）信道控制分系统；

5）信道终端设备分系统；

6）电源分系统。

2.两个地球站与卫星组成的通信系统

两个地球站通过通信卫星进行通信的卫星通信信道的组成，如图2-17所示。由发端地球站的上、下行无线传输路径和收端地球站组成。

3.地球站发射机分系统

组成与要求：由于发射卫星条件的限制，卫星转发器天线的口径和增益不可能太大。发射机分系统的组成如图2-18所示，其由上变频器、自动功率控制电路、发射波合成装置、激励器和功率放大器等部分组成。

4.地球站的技术要求

1）发送的信号应频带宽、射频稳定度高、发射功率大、放大器的线性好。

2）收发增益稳定，地球站发射全向辐射功率和接收放大后的功率，应保持在额定值的±0.5dB范围内，以保证地球站的发射和接收性能指标。

3）可以传输多路语音信号、电报、传真，以及高速数据、电视信号等多种信号。

4）能接收由卫星转发器转发来的额定值的微弱信号。

5）正常工作过程中，性能稳定、可靠，维护、使用方便。

6）建设成本和维护费用不应太高。

5.地球站发射信号的品质要求

1）地球站性能的品质因数（G/T）：G/T是地球站接收天线增益G与地球站接收系统的等效热噪声T的比值，其表征了地球站对微弱信号的接收能力，称为地球站的品质因数。

2）有效辐射功率及其稳定度：为了保证所传送信号的质量，要求地球站的发射机能够发射较大的功率，一般在几百瓦至几千瓦的数量级，而且要求所发射的射频信号功率非常稳定。

3）射频频率的稳定度：地球站所发射的射频信号的频率必须很精确，如果频率漂移太大，不但会影响卫星转发器频带的有效利用，还会在卫星转发器中产生交流调制噪声。

4）射频能量的扩散：为减小交流调制噪声干扰，必须对地球站在轻负载（即信号少时）时所发射的射频频谱能量密度加以限制。

5）干扰波辐射的限制：为了防止干扰波对卫星转发器和其他微波通信系统形成干扰，规定地球站因多载波引起的交流调制噪声干扰及频带外总的有效全向辐射功率应小于国家标准规定的限值。

6.卫星通信系统的频段选择

1）UHF超高频段，微波频率为200～400MHz；

2）微波L频段，微波频率为1.5～1.6GHz；

3）微波C频段，微波频率为4～6GHz；

4）微波X频段，微波频率为7～8GHz；

5）微波Ku频段，微波频率为12～14GHz和11～14GHz；

6）微波Ka频段，微波频率为20～30GHz。

7.卫星通信转发器的结构

通信卫星的有效载荷由接收、变频、调制、放大和发射等电路构成，如图2-19所示。以某一频段接收来自地面的上行信号，经变频、调制、放大处理后，再以另一频段向地面发射下行信号，完成地球上远距离通信和广播，也可用于行星际通信，即为卫星通信转发器。高级的转发器具有信号处理功能和解调后再调制等功能。卫星通信转发器根据传输信息路数和不同的调制方式，一般分为单变频转发器、上变频转发器和处理转发器，如图2-20所示。

处理转发器即卫星接收到上行信号后，经一定的信号处理，要么实现信号再生，要么实现卫星上交换。比如收到模拟信号，经模-数转换后，再将数字信号发射出去，其框图如图2-21所示。

（七）数字信道化接收机

数字信道化接收机是一种将模拟信号转化为数字信号并对其进行处理的设备。在现代卫星通信中，数字信道化接收机被广泛应用于语音通信、数据传输等领域。

数字信道化接收机主要由四部分所组成：前置放大器、数-模转换器、数字信号处理器、数-模解调器。

其中，前置放大器用来放大信号，为了遏制白噪声对信号的影响，一般采用低噪声放大器；数-模转换器可将模拟信号转换为数字信号的电路，即数字调制器；数字信号处理器是对数字信号中存在的超高频进行滤波处理，对数字化处理中产生的噪声进行去噪、降噪处理的“多芯片组件”；数-模解调器用来解调数字信号，即将数字信号还原为原始的模拟信号。

数字信道化接收机的实现主要包括以下步骤：

1）确定信号的传输特点：在数字信道化接收机设计时，首先应确定被传输信号的特点，包括频率范围、带宽和调制方式。

2）设计前置放大器：前置放大器是整个信号接收机的前置处理电路，其主要功能是放大输入信号，并滤除高频噪声。设计前置放大器时，需要考虑被传输信号的频率范围和幅值，还包括输入阻抗等因素。

3）选择合适的模-数转换器：在数字信道化接收机中，模-数转换器是将模拟信号转换成数字信号的核心设备。在选择合适的模-数转换器时，需要考虑其分辨率、采样率、动态范围和信噪比等指标，以确保其能够准确地转换输入信号。

4）设计数字信号处理器：数字信号处理器是对数字信号进行滤波、去噪、降噪等处理的多芯片组件。在设计时需要考虑其处理速度、内存容量和功耗的技术指标。

5）选择适当的解调器：解调器是将数字信号还原成原始的模拟信号的设备，在选择解调器时，必须是与调制器相配套的逆操作。需要考虑其技术的先进性、解调速度和解调的误码率等技术指标。

（八）全球卫星通信系统和卫星导航系统概况

1.全球卫星通信系统

目前，国际卫星通信组织负责建立的国际卫星通信系统（International Satellite Communication System, INTELSAT，简称IS）如图2-22所示，利用静止卫星来实现全球通信，具有三颗静止卫星，这三颗同步卫星分别位于太平洋、印度洋和大西洋上空，它们构成的全球通信网络承担着大约80%的国际通信业务和全部国际电视转播业务。

2.全球卫星导航系统

卫星导航系统国际委员会（ICG）认定全球四大卫星导航供应商，分别为：美国的全球定位系统（Global Positioning System, GPS）；俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GLONASS）；中国的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）；欧盟的伽利略卫星导航系统（Galileo Navigation Satellite System, Galileo）。

全球四大卫星导航系统的主要参数见表2-3。

（九）我国的卫星通信系统和北斗卫星导航系统

1.我国的卫星通信系统

1）卫星通信干线：中国卫星通信干线主要用于中央、各大区局、省局、开放城市和边远城市之间的通信，它是国家通信骨干网的重要补充和备份，为保证地面网过负荷时，以及非常时期（如地面发生自然灾害时）国家通信网的畅通有着十分重要的作用。

2）VSAT：VSAT是Very Small Aperture Terminal的缩写，直译为甚小口径卫星终端站，所以也称为卫星小数据站或个人地球站（PES），这里的“小”字指的是VSAT卫星通信系统中小站设备的天线口径小，通常为0.3～1.4m。

在我国边远省、自治区（如西藏、新疆）的一些地区，难以用扩展和延伸国家通信网的方法来进行覆盖。对于这些地区的一些人口聚居的重镇或县城或海岛的用户，VSAT系统具有灵活性强、可靠性高、成本低、使用方便，以及小站可直接装在用户端等特点。我国利用VSAT的方法将其接入地面公用网。这对我国通信网的全国覆盖具有重要意义。

3）卫星专用网：卫星专用网在我国发展很快，银行、民航、石化、水电、煤炭、气象、海关、铁路、交通、航天、新华社、计委、地震局、证券公司等均建有专用卫星通信网，大多采用VSAT系统，全国已有几千个地球站。

4）卫星移动通信系统：我国按照需要建立卫星移动通信系统，以支持位于地面移动通信网服务区以外用户的移动通信业务，其终端应当是轻便和低成本的。这类卫星移动通信系统，还用来为地面通信网未能覆盖的农村和边远地区提供基本的话音和低速数据通信，这对发展中国家更具有重要意义。这里所指的农村和边远地区用户，是指十分分散的自然村，要求其终端的复杂度、体积和成本应远小于VSAT小站。

5）亚太卫星移动通信系统：以我国为主的亚太卫星移动通信系统（Asia Pacific Satellite Mobile Telecommunication, APMT）正在筹建，它是同步卫星支持的区域性系统。系统支持手持机用户，为此星载天线十分庞大（天线直径为1～3m），此外系统还用于支持边远地区的基本通信。

6）高速率用户的集团用户系统：我国的卫星网还将用于支持低业务密度地区的高速率集团用户终端的通信需求，比如，对因特网的高速浏览，以及高速率的用户接入公用网。对于这一类用户，其终端设备的简化和低成本也是十分重要的。要建立我国的综合卫星通信系统。目前，我国在同步卫星通信方面的发展已具规模，在作为国家干线通信网的备份和组建专用网方面发挥了巨大的作用。但是，面对一些业务需求，如移动通信业务、边远地区基本通信业务、高速率用户的接入和因特网浏览，以及交互式多媒体业务等方面的需求，我国是采用继续发展和扩大同步卫星通信系统来支持这些新业务，还是建立包括同步卫星和非同步卫星在内的综合卫星通信系统呢？从国外卫星通信发展趋势来看，由于轨道高度较低的非同步卫星无论在支持移动通信、边远地区基本通信和高速率用户的接入等方面都十分有利，它能有效地降低对终端EIRP（有效合向辐射功率）和G/T值（接收机品质因数）的要求，使用户终端大为简化，同时降低成本。因此，建立我国的综合卫星通信系统在技术上是合理的。

2.同步卫星与非同步卫星

在综合系统中，同步卫星和非同步卫星各自支持的业务重点应有所不同。

（1）同步卫星 地球同步卫星也称为地球同步轨道卫星、对地静止卫星。

狭义地球同步卫星是赤道面内的同步卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星。它距离地球的高度约为36000km，运行方向与地球自转方向相同，运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，运行周期与地球自转一周的时间相等，运行角速度等于地球自转的角速度。

广义的同步卫星按其轨道倾角与地球赤道平面的夹角不同，又分为地球同步卫星和倾角同步卫星，如图2-23所示。

1）当地球同步轨道卫星的轨道倾角为0°时，即为地球静止卫星（Geostationary Satellite）。地球静止轨道卫星在任何时刻都处于地面上同一地点的上方，地面观察者看到卫星始终位于某一位置，静止不动。其星下点轨迹是一个点。

2）当地球同步轨道卫星的轨道倾角大于零度并且小于180°，但不等于90°时，即为倾斜轨道同步卫星（Inclined Geosynchronous Satellite）。其星下点轨迹是8字形。

3）当地球同步轨道卫星的轨道倾角为90°时，即为极地轨道同步卫星。由于轨道平面能够固定在惯性空间中，而地球在极轨道下方旋转，极地轨道同步卫星能够在较低的轨道高度观测地面上的几乎每个点，所以常用于地球测绘或监视。

4）同步卫星距离地球的高度约为36000km，运行方向与地球自转方向相同，运行轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道，运行周期与地球自转一周的时间相等，运行角速度等于地球自转的角速度。

5）同步卫星系统主要支持的业务有：地面公用网各枢纽站之间的干线连接，其地面站庞大、成本高；远端用户（VSAT终端）的接入；构成专用网和专用网与公用网之间的连接。

（2）非同步卫星 地球非同步卫星指卫星轨道距离地球表面2000～20000km的中轨道地球卫星。主要是作为陆地移动通信系统的补充和扩展，与地面公众网有机结合，实现全球个人移动通信，也可以用作卫星导航系统。因此，其在全球个人移动通信和卫星导航系统中具有极大的优势。中轨道卫星兼具静止轨道和低轨道地球卫星的优点，可实现真正的全球覆盖和更有效的频率复用。其缺点是需要部署大量的卫星，卫星的组网和控制切换等技术比较复杂，投资高、风险大。

例如，我国综合系统中的非同步卫星可以是一种由4颗椭圆轨道卫星的近、远地点分别为4497km和16209km距离构成的星座，它能在北京时间每天的7点至23点30分连续覆盖我国。星座对我国的最小覆盖仰角在15°以上，而对大陆的绝大部分地区在20°以上。

中国自20世纪60年代初，便开始研制微波接力通信系统和人造地球卫星，它标志着我国已有能力依靠自己的力量，涉足于卫星通信领域，为通信网增加新的通信手段。至20世纪70年代中期，中国已有大型地球站为国内、国际通信服务。20余年来，中国卫星通信，在研究、开发、制造和发射、运营等多领域，通过国家重视和国内科技人员、管理人员等各方面的共同努力，得到了长足的发展，为下一步发展奠定了坚实基础。

非同步卫星系统主要支持的业务有：

1）移动通信业务；

2）提供过远地区和农村的基本通信（话音和低速数据），其用户终端体积和成本远低于VSAT终端；

3）用于高速率（可达2Mbit/s）用户终端的接入，提供交互式多媒体业务和支持用户高速浏览因特网。其用户终端成本和天线尺寸应小于VSAT终端。

4）在综合系统中，由于非同步卫星将飞越全球，具有全球（非实时）覆盖能力，因此综合系统可以实现全球的非实时的数据通信，数据信息延时最大约5h。尽管通信是非实时的，但系统是完全由我国自主控制的，这在一定程度上能缓解一直困扰我国的全球通信问题，对军事和外交机要通信具有重要意义。

3.我国的北斗卫星导航系统

我国的北斗卫星导航系统（简称“北斗系统”）（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）由空间段、地面段和用户段三部分组成。是我国从20世纪后期开始，探索适合本国国情和面向世界的卫星导航系统，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；在2020年7月31日建成北斗三号全球系统，向全球提供服务。

北斗三号系统空间段由3颗地球静止轨道（Geosynchronous Earth Orbit, GEO）卫星，3颗倾斜地球同步轨道（Slant Geosynchronous Orbit, GSO）卫星，24颗中圆地球轨道（Medium Earth Orbit, MEO）卫星等组成。

北斗三号系统地球段包括主控站、时间同步/注入站、监测站和若干地面站，以及卫星间链路运行管理设施。其用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块和天线等基础部分。还包括不可缺少的终端设备、应用系统和服务系统。

从北斗一号到北斗三号，都是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。相关系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，如图2-24所示。