從晨昏星星定位到垃圾衛星？
原創： 章適今 海事服務網CNSS 前天
引言：
一九七零年代末一九八零年代初，冬季，一望無際的太平洋實際並不不太平，船舶左右搖晃,，前後顛簸已經好幾天了。老天不知道為什麼不開心，老是愁眉不展，烏雲罩頂,陽光不露臉，更不要說星星和月亮了。幾個船副空有天文航海技術本事，尤其是大副【鄙人，在下，我】在汪汪大洋中航行，一向引以為傲一把六分儀走遍天下的概念，因為看不到月亮和星星，晨昏星星定位無法施展，已經連續三天了,只能依靠推算航法往前衝。中間偶爾天體【星星、月亮、太陽】露一下臉，船副們快速用六分儀拿下，回駕駛台拿出航海曆，214、249表冊,精確計算。得出來的船位，總是讓人產生大大的問號，讓人高度懷疑，即使大副一向很有自信。
一直到第四天早晨六七點，AB老王已經在忙著做他的駕駛台清潔工作，大副在一籌莫展之間，遠遠望見一艘外表蠻新的油輪，“在汪汪大洋中航行能遇到一艘船不太容易”，重點是她的駕駛台頂，有一個白色的、大大的圓球，大副趕緊開啟另一部二號雷達，一號雷達剛剛因為已經天亮，讓他它閉休息了，並且隨手抓起VHF無線電話，瑣碎無味的客套話也免了，直接導入正題，問他現在的船位？得到她船位的經緯度，再用本身雷達測出相對方位和距離，終於找到自己在哪兒了。趕忙致謝並且小小喇嘞一番收線。
船長大概在住艙有聽到無線電話對話，急忙上駕駛台來確認船位，由於這個精確船位，船副們的天文航海技術是可以被認定的了。
這一趟航行是從美國提載了兩千多部歐美二手車回日本，小日本國產汽車大量出口，日本人還是非常崇洋，喜好歐美車。汽車船因為體積龐大，受風面廣，遇到正面風浪就沒有轍了，這三天多實際船速是一天只跑了三海里，難怪三個船副每個人都在懷疑是不是自己失智了？伍仟壹佰貳拾七海里，一般航行兩個禮拜時間，絶對到達目的港，這趟航行整整跑了二十一天，我的老天鵝呀！
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前面的引言說了那麼多廢話，導入正題，前面所說遇到的油船，駕駛台頂有一個白色的大圓球，表示對方裝置了在當時最新的航海儀器衛星通訊和衛星導航。在今天各種用途衛星，宛如滿天星斗，人人用到GPS，無啥稀罕，在我們那個年代，駕駛台頂上有個白色圓球可是件拉風的事。它是一座直徑甚小的拋物線狀天線，天線安裝在甲板上一圓形護罩之內，電子設備使天線經常指向衛星，不受船舶航向和運動影響。提供全自動無線電話通話，電報交換作業，電報資料傳送，海難和安全等服務所必須的其餘一切設備，都安裝在甲板下層。
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再來說說衛星導航起源和運作，1958年初，美國科學家在跟蹤第一顆人造地球衛星時，無意中發現收到的無線電信號有杜普樂效應，即衛星飛近地面接收機時，收到的無線電信號頻率逐漸升高；衛星遠離後，頻率就變低。這一有趣的發現，揭開了人類利用人造地球衛星進行導航定位的新紀元。衛星定位導航，是由地面物體通過無線電信號溝通自己與衛星之間的距離，再用距離變化率計算出自己在地球或空件的位置，繼而確定自己的航向。
衛星導航是1958年開始研製，1964年正式啟用，最早名為【子午儀衛星定位系統】最早導航衛星整個地球只有四顆還是五顆，而他的繞行軌道是始終繞著南北極軌道繞，一天繞行13次，當船舶在航行中遇到衛星在一定高度時才能開始追蹤，船上的接收機，開始發出滴！滴！滴！響聲，可能是在開始詳細計算吧！就像大副用六分儀拉到星星，也要經過幾分鐘翻翻航海曆，計算表冊精確計算，才能畫到海圖上。幾分鐘後衛星導航接收機發出一長聲，顯示出經緯度，值班船副將它畫在海圖上。得到精確船位時間不定，經常會有好幾個小時才遇到一個衛星定位，後來發展到二十四顆衛星，各有各的軌道，不僅僅限於繞著那北極，最後可能是滿天星斗吧！以致於有垃圾衛星。地球上的人有手機的，都有了全球定位系統【Globai Positioning System,GPS】GPS。
資深的航海人，對新東西是抱有懷疑的，是不信任的，鄙人在下我就是一個典型，相信一個原則，所有新的航海儀器，只是輔助當班航行，深信自己的眼睛和古老傳統所學。開始幾年有了衛星導航，還是照樣每日航行，早晚一定觀測星星，遇到陸地時，就盡地文航海所學，不管颳風下雨，用分羅經觀測陸地目標，以求得船位。直到科技進步到不得不讓人相信的時候，或者行動會讓人有落伍的感覺。事實上我的觀念還是正確的，要不然怎麼還會有裝有GPS的汽車，開到深山峽谷出不來的新聞？
N年前那個狂風巨浪的夜晚，船左右搖晃，前後顛簸，就好像未成品元宵不停過水，撈起，在白色糯米粉裡滾動，老王跌跌撞撞到船橋駕駛台要求打衛星電話回家。大副關心並且善意提醒：很貴啊哦！有急事嗎？但還是親切的幫他接通。
老王拿起就對著話筒大聲對他老婆說出了天大的秘密“你不要說話，衛星電話很貴聽我說，我那老戰友老李那裡有兩個X千元的會，活會員共三十二個人，郵局有個保險，渣打銀行有一些活期存款，保單存褶都在書架上那本福爾摩斯全集裏邊，我很好，沒事，就醬子~~~~~~”然後掛掉電話。
隔日黃昏艷紅落日伴著彩霞滿天，海面上水波不興清風徐來，海鷗低空盤旋吱吱喳喳爭相歌頌讚美又一人間偉大愛情故事，老王貌似落寞的神情在做飯後甲板散步，口裡低聲哼著崔健成名曲“一無所有”心中暗干“該死的卡力良颱風”。忽然——他感覺到後腦勺有一股暖意，一摸又黏呼呼的，連海鷗也用這種方式嘲諷？
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上面一段是剛開始用到衛星通信時的一段小故事，遇到颱風天候不好，老王急了，利用衛星電話把什麼事都交代了，那個時代衛星電話一分鐘十塊錢美金，老水手月薪也不過一百來元美金，衛星電話很是方便，在一望無際的大洋中，像是家用電話一樣，要不是利用到通信衛星，用傳統無線電通話非常困難，而且聽不清楚又吵雜。
船舶使用到衛星通信得歸功於國際海事衛星組織【INTERNATIONAL MARITIME SATELLITE ORGANIZATION,INMARSAT】衛星通訊應用到航海方面，至少可媲美於馬可尼所發明的無線電通訊之應用到海事方面。‘關於無線電通訊在下一個篇章船舶通信之演進第三篇章中詳細描述。
在通訊衛星使用前，海底電纜已經覆蓋地球上百分之七八十，但是還是存有盲區，無線電受天候，距離和電離層影響，信號會衰減，，移動中的船舶有了通訊衛星，所有問題得以解決。通訊衛星［CS COMMUNICATIONS SATELLITE］衛星裝有由接收和發射設備組成的轉發器，將收到的信號經放大，移頻後發射給地面。軌道補正了海底電纜通信不足。其都具有容量大、頻頻寬、覆蓋面大、成本跟距離無關、不受地理條件影響、機動靈活、性能可靠穩定。
第一枚商用衛星於1965年發射成功不久，海運國家就已開始考慮如何利用新的衛星系統來提供船舶自動而可靠的全球通訊問題。經過國際海事衛星組織多年努力，公約和營運協議1979年七月十六日生效，國際海事衛星組織於1982年二月一日開始營運，接收了原來美國一家衛星通訊公司供給美國海軍使用的於1976年發射的三枚海事通訊衛星，涵蓋範圍區域包括了大西洋，太平洋，印度洋，早期系統並加以擴充。
要縮短衛星對船，船對衛星的地面聯絡，岸台扮演了重要的角色，這些岸台可分別和大西洋，太平洋，印度洋區域的太空區域相銜接。
國際海事通訊衛星【INMARSAT】有許多種系統，分為A,B,C,M等，每一套系統各有不同的頻段及工作方式，但是各系統卻共享衛星，在不同衛星涵蓋洋區時，則互相切換衛星來進行通信。個人接觸過INMARSAT-A,和INMARSAT-C有接觸，略作說明，其餘不甚了了，更不用說現今有什麼新花樣了。在這裡要做一個說明，個人也沒有那麼能幹，打這一篇船舶通信之演進【二】相隔了將近一個月，主要原因是要參考酷哥大神和維基百科，下面INMARSAT介紹就參閲了海洋大學一篇文。
INMARSAT-A系統
1，類比信號傳送；
2，雙工發送作業：
3，支援電話TEL/J3E(含FAX)與電傳TLX/FIB兩種型式通信：
4.特點：FM規格語音類比信號傳送，電話質量佳，傳真失真最小：
5，計費完全以使用時間長短計費單位。
6.船舶代碼：均為一字頭，共有七碼。
大概是因為全面數字化的關係吧，類比系統不適用，INMARSAT-A已經於2008年取消，下台一鞠躬，如同許多航海儀器，我們時代使用的羅遠，康索……許多後進可能都沒有聽過，在此略過。
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INMARSAT-B系統
1. 數位信號傳送；
2. 雙工發射作業；
3. 支援電話TEL/J3E(含FAX)與電傳TLX/F1B兩種型式通信；
4. 特點：功能與A系統相同，但語音為數位合成，電話質量較差，但傳輸速度(FAX, TELEX)較快也較省錢，另同一機器有兩個不同號碼分別供電話及傳真使用，可直接發傳真上船，不須像A系統須先打電話叫船上轉到傳真機；
5. 船舶代碼：均為3字頭，共有9碼。
INMARSAT-C系統
1. 數位信號傳送；
2. 雙工發射作業(但只限與衛星地球檯之間的通信，不能轉接終端用戶)；
3. 支援電傳TLX/F1B(岸上收信端可為FAX模式)與DSC/FIB數位選擇呼叫(GMDSS之EGC規格)等兩種型式通信，采先儲存再傳送(STORE&FOWARD)的中繼方式，無法與任何終端用戶直接連線；
4. 特點：因只與衛星地面台連線，所有發送信文以數據封包方式儲存到衛星地面站的計算機(LES)，衛星地面站再中繼傳送至收信端(SUBSCRIBER)，所以不能打電話，但如果用電腦通信，可作語音信箱，傳送語音封包，不會因岸上線路忙而發不出去，只是無法對談。此系統體積小，穩定性與可靠性高，不受天線方向角度限制，適合做計算機網路通信，傳輸速度快，但除非是DSC遇險信文會自動立即處理外，其他種類的信文則為非實時系統，信息傳送會有延遲，但成本較便宜；
5. 計費：以傳送之資料每256個BITS(等於32個字)為一個計費單位，檔案內的空白也算字元，換行則算兩個字。以CALL LOG內的檔案總字元數除以32再乘以單價，即為此電文費用。因INMARSAT-C采中繼傳送方式，如果一次對岸上多個單位發送電報，即MULTI-ADDRESS之電報，因衛星線路只用一次，由衛星地面站將同一封電文分送給多個單位，衛星費用只計收一次，第二封起均只收岸上線路費，INMARSAT-A系統無法一次對多個地址發送信文，必須重複發送，成本高出很多，而岸台對船隊更能用EGC模式，一封電報同時發給幾十條船，比起INMARSAT-A系統必須一條條發送，INMARSAT-C節省了許多；
6. 船舶代碼：均為4字頭，共有9碼。
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INMARSAT-M系統
1. 數位信號傳送；
2. 雙工發射作業；
3. 僅支援電話TEL/J3E(含FAX)一種型式通信；
4. 特點：體積小，設置價錢便宜，但質量較差，適用於遊艇或車輛，由於沒有Telex功能，尚未被接受用於GMDSS系統內；
5. 船舶代碼：均為6字頭，共有9碼。
假如這篇文章，能有興趣看到這裡，應該只有業內人士，就此打住，下面一篇文章【船舶通信之演進三】，倒退回去說到無線電通信可說是我的專長，海軍電信兵出身，可有的吹了，敬請期待。
