上一篇推文中我們了解了全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的歷史、什么是“全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（COSPAS/SARSAT系統(tǒng)）”。今天我們就來(lái)給大家講講全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的組成，讓大家了解下搜救系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。
【近地軌道搜救衛(wèi)星（LEOSAR satellites）】
最初的近地軌道衛(wèi)星共有4顆（2顆源于前蘇聯(lián)，2顆源于美國(guó)），這些衛(wèi)星于1982年發(fā)射。1985年全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)正式投入運(yùn)營(yíng)。目前有5顆近地軌道衛(wèi)星正在被使用。其中Cospas-14衛(wèi)星只用于衛(wèi)星搜救本地用戶終端參數(shù)調(diào)整。
這個(gè)系統(tǒng)非常耐用，至今仍被我們所使用。然而低空衛(wèi)星（＜1000公里）在環(huán)繞地球的任何時(shí)刻都只能看到地球的一部分，因此近地軌道衛(wèi)星搜救在探測(cè)和轉(zhuǎn)發(fā)遇險(xiǎn)信號(hào)時(shí)會(huì)有固有的時(shí)間延遲。這個(gè)延遲從幾分鐘到幾小時(shí)不等。由于信標(biāo)和無(wú)線信道的技術(shù)限制，近地軌道搜救系統(tǒng)無(wú)法更好地應(yīng)用于121.5MHz信標(biāo)。
最早的近地軌道系統(tǒng)的有效載荷，允許在406兆赫下實(shí)施新的數(shù)字遇險(xiǎn)信標(biāo)，且其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于原來(lái)的模擬121.5兆赫信標(biāo)。帶有406.025兆赫信號(hào)的信標(biāo)對(duì)外傳輸數(shù)字編碼信息，信息中可能包括信標(biāo)識(shí)別（允許全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)服務(wù)訪問(wèn)注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供有關(guān)遇險(xiǎn)單元的附加信息）。
20世紀(jì)60年代在121.5兆赫下實(shí)施的舊技術(shù)信標(biāo)，通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)僅能給出一個(gè)大概的搜救位置（在20公里內(nèi)）。此外由于信號(hào)的“wow，wow，wow”聲對(duì)于所有信標(biāo)而言都是相似的，因此無(wú)法識(shí)別信標(biāo)用戶。而406.025兆赫的新信標(biāo)允許衛(wèi)星系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算遇險(xiǎn)位置（多普勒頻移），將搜救范圍精確了10倍（在2公里以內(nèi)），并可識(shí)別信標(biāo)用戶。
什么是多普勒效應(yīng)：多普勒效應(yīng) (Doppler effect) 是為紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。主要內(nèi)容為物體輻射的波長(zhǎng)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高（藍(lán)移blue shift）；在運(yùn)動(dòng)的波源后面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低（紅移red shift）；波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅（或藍(lán)）移的程度，可以計(jì)算出波源循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。
【靜止軌道搜救衛(wèi)星（GEOSAR Satellites）】
由于靜止軌道衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合，衛(wèi)星與地面的位置相對(duì)保持不變，因此無(wú)法利用多普勒效應(yīng)來(lái)計(jì)算信標(biāo)的位置。由此我們可知，靜止軌道衛(wèi)星只能轉(zhuǎn)發(fā)信標(biāo)的遇險(xiǎn)信息。如果信標(biāo)是一個(gè)具有報(bào)告其位置功能的模型（例如，來(lái)自車(chē)載GPS接收器），則該位置將轉(zhuǎn)發(fā)給搜救局。雖然無(wú)法獨(dú)立定位信標(biāo)是靜止軌道衛(wèi)星的一個(gè)缺點(diǎn)，但它也有著自己的巨大優(yōu)勢(shì)：目前這些衛(wèi)星很好地實(shí)時(shí)覆蓋了整個(gè)地球，除了極地地區(qū)它們幾乎可以即時(shí)檢測(cè)到所有信標(biāo)。
目前，已經(jīng)有9顆靜止軌道衛(wèi)星被部署用于搜救活動(dòng)。搜救系統(tǒng)被安裝在GOES（美國(guó)的環(huán)境衛(wèi)星）、MSG（歐盟的Meteo衛(wèi)星）、ELECTRO（俄羅斯的Meteo衛(wèi)星）、LUCH（俄羅斯的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星）和INSAT（印度的多功能衛(wèi)星）上
【中地軌道搜救衛(wèi)星（MEOSAR Satellites）】
全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)最近的空間段擴(kuò)充是中地軌道搜救。中地軌道搜救融合了近地軌道搜救和靜止軌道搜球系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了缺點(diǎn)。隨著時(shí)間的推移，中地軌道搜救衛(wèi)星將超過(guò)70顆，中地軌道搜救系統(tǒng)將成為全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的主要空間段能力。
除了大量的衛(wèi)星外，中低軌道搜救系統(tǒng)還得益于相對(duì)較大的衛(wèi)星足跡和相對(duì)于地面上某一點(diǎn)的足夠衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，從而可以使用多普勒測(cè)量作為計(jì)算遇險(xiǎn)信標(biāo)位置方法的一部分。
中地軌道搜救系統(tǒng)由下列導(dǎo)航衛(wèi)星星座上的搜索和救援處理器（有效載荷）組成：歐盟的伽利略（Galileo）、俄羅斯的格洛納斯（Glonass）和美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）。GPS搜救系統(tǒng)被NASA稱為遇險(xiǎn)預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)（DASS）。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)考慮到了向后兼容性。
此外，中地軌道搜救系統(tǒng)的伽利略組件將能夠通過(guò)將“返回鏈路服務(wù)”信息編碼到伽利略導(dǎo)航數(shù)據(jù)流中，將信息下載回遇險(xiǎn)無(wú)線電信標(biāo)。目前計(jì)劃利用這一能力激活信標(biāo)上的指示手段，以確認(rèn)收到遇險(xiǎn)信息。
【整個(gè)系統(tǒng)概述】
【圖片由國(guó)際全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)方案提供，CC by-SA 4.0?！?
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