浅谈天地一体化信息网络.doc

浅谈天地一体化信息网络

作者：薛毅松
通信与信息工程学院 通信三班 2015010903005

摘要：天地一体化网络以其战略性、基础性、带动性和不可替代性的重要意义，成为发达国家国民经济和国家安全的重大基础设施，其所具有的独特位置与地域优势以及特有的信息服务能力，可带动我国新兴产业的发展，形成具有巨大潜力的核心竞争力和民族创造力。本文着重于大致的介绍天地一体化信息网络的含义与特点、建设天地一体化信息网络的必要性，以及国内外发展现状的对比。
关键字：天地一体化信息网络，卫星

1 天地一体化信息网络的定义

空天地一体化信息网络是由多颗不同轨道上、不同种类、不同性能的卫星形成星座覆盖全球，通过星间、星地链路将地面、海上、空中和深空中的用户、飞行器以及各种通信平台密集联合，以IP为信息承载方式，采用智能高速星上处理、交换和路由技术，面向光学、红外多谱段的信息，按照信息资源的最大有效综合利用原则，进行信息准确获取、快速处理和高效传输的一体化高速宽带大容量信息网络，即天基、空基和陆基一体化综合网络。

2 天地一体化信息网络的特点

天地一体化网络的目标是对事件进行全面高效协同的处理。利用多维信息，协同各个工作模块，增强事件的处理能力；结合空、天、地各类网络和系统各自的优势，实现功能互补，扩大可处理事件的范围；利用空、天、地一体化网络综合信息系统强大的机动性能、广泛的覆盖范围、全局的协作能力和对信息的智能处理能力，实现对事件和任务的高效处理。
天地一体化网络，简称一体化网络，是由通信、侦察、导航、气象等多种功能的异构卫星/卫星网络、深空网络、空间飞行器以及地面有线和无线网络设施组成的，通过星间星地链路将地面、海上、空中和深空中的用户、飞行器以及各种通信平台密集联合。地面和卫星之间可以根据应用需求建立星间链路，进行数据交换。它既可以是现有卫星系统的按需集成，也可以是根据需求进行“一体化”设计的结果，具有多功能融合、组成结构动态可变、运行状态复杂、信息交换处理一体化等功能特点。

3 建设天地一体化信息网络的重要性

天地一体化使得网络具有鲜明的特征。建设天地一体化网络，将对我国的国民经济、国防安全和科学研究产生深远的影响，主要包括以下三个方面。
3.1天地一体化网络是未来国家电子信息系统的重要基础设施。天地一体化网络系统建设关系到国家经济和国家安全发展战略，是国家竞争实力和生存能力的重要组成部分，也是突破西方发达国家高技术封锁、对抗霸权主义、捍卫国家主权与领土完整的有力保障，将成为国家电子信息系统的重要基础。
3.2天地一体化网络是实现多系统、多信息融合和协同的重要平台。天地一体化网络是大容量、多层次异构网络，承载海量、多维、协同信息，适应实时、高动态通信环境，它是构建空间信息从获取、处理到应用的快速、高效的信息走廊。在天地一体化网络条件下，空间信息的获取涉及卫星、邻近空间飞行器、航空器等多种平台，有光学、红外、雷达、高光谱等多种手段，空间信息多源、多维、异质，其时间、空间和谱段分辨率不同，信息数据量庞大，存储模式、处理模式、信息服务时效性要求各异。天地一体化网络已经成为具有超前性和创新性的交叉研究前沿领域，科学意义和战略意义重大。
3.3天地一体化网络可以带动信息电子、航空宇航、空间科学、光学、材料、仪器等相关学科的发展。天地一体化网络是人类利用空间的基础，利用天地一体化网络可以实现多维、多源、精细空间信息的一体化获取、传输、处理、网络化共享与应用服务等应用需求，涉及信息电子、航空宇航、空间科学、光学、材料、仪器等多个学科。大量的研究表明：空间宽带网络将形成巨大的空间产业；航天信息直接支持作战有赖于网络化支持；天地一体化网络所具有的独特位置与地域优势可形成特有的信息服务能力，带动新兴产业的发展，具有形成核心竞争力的巨大潜力。其研究成果将为未来天地一体化网络的建设提供理论支撑，对推动相关学科的发展具有重要的科学意义。

4 国内外研究发展现状与趋势

从研究发展角度来看，天地一体化网络逐渐从单层拓扑结构向多层复杂结构演变，尤其是大椭圆轨道卫星、邻近空间飞行器、深空探测器等网络节点的出现，使网络拓扑不再局限于低、中、高轨卫星和地面站组成的传统星座结构；路由方式由面向连接式转为面向非连接式，并寻求与Internet 无缝对接的可扩展路由方式；传输策略从基本的单测度、最短路径策略向多测度、多路径、自适应策略转变，综合考虑网络吞吐、负载均衡等整体性能；对信息传输QoS 的优化，从单目标代价函数值最小化算法向启发式多目标优化算法演变；同时，网络层与其他层间的交互也逐渐得到了增强，并且出现了非层次协议结构下的设计方案。

参考文献

[1] 刘立祥 天地一体化网络[M] 科学出版社 2015年06月
[2] 张乃通、赵康健、刘公亮 对建设“我国天地一体化网络”的思考[N].中国电子科学研究院学报，2015-06-25(3)