面向极地通信技术的发展应用研究

极地通信技术是保障极地科学研究效率和人员安全的基础。本文结合极区的特殊通信环境,对极区通信技术的历史与现状进行了全面梳理。极地与人类生活区域之间的距离较远,目前的大部分通信手段都难以覆盖。此外,极地恶劣的气候条件、海水的侵蚀与极寒低温也给通信设备的稳定性带来巨大的挑战。与此同时,极区的高强度磁场与太阳辐射也使得传统的通信手段失效。又由于积雪海冰以及复杂的地形条件,通信基站的建立也十分困难。

面向北极航道的通信导航保障系统设计

为保障船舶在极区航行时的安全性,针对现有的导航通信手段在极区应用时存在的问题,设计一种面向北极航道的通信导航保障系统。从国内外通信导航技术的研究和应用现状着手,分析船舶在极区航行时对通信、导航和保障信息服务的需求,阐述该系统应具备的功能,在此基础上构建“船岸协同交互”模式的北极航道通信导航保障系统架构。该系统的船端具有信息收集、集成和查询等功能,能实现通信链路选择、航路规划和航路风险评估等保障服务;岸端具有数据采集、处理、封装和信息交互等功能,便于实现船岸间信息服务的响应和发布;船岸协同交互的系统架构能保证保障服务的即时性和有效性,从而提升极地船舶航行的安全性。

极地通信导航及探冰设备现状与发展

极地通信导航能力是船舶实现极区科考及安全航行的基础保障,目前国内对极区通信导航理论层面的研究较多,有关惯性导航坐标系编排、卫星导航极区可用性和多传感器组合导航等方面均有大量资料可供参考,但现阶段国产极地通导及探冰设备在极区高纬度航行工程应用尚存在空白。为从系统层级解决设备在极区的工程应用问题,该文结合理论分析极区环境的特殊性、船基座方式对通导探设备性能的影响,对探冰雷达、惯性导航、卫星导航、电子海图及卫星通信等设备在极区的研究现状进行了全面梳理,研究通导探冰设备设计思路,探讨了国内通导及探冰设备后续研发方向。