天地一体化网络

    太空域和信息域是国家经济发展和军事斗争的两个重要战略制高点，空间信息资源已成为各个国家的重要战略资源。天地一体化网络(Space-Ground Integrated Network，SGIN)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。

    天地一体化网络是综合利用新型信息网络技术，以使命为导向，以任务为驱动，以信息流为载体，充分发挥空、天、地信息技术的各自优势，通过空、天、地、海等多维信息的有效获取、协同、传输和汇聚，以及资源的统筹处理、任务的分发、动作的组织和管理，实现时空复杂网络的一体化综合处理和最大有效利用，为各类不同用户提供实时、可靠、按需服务的泛在、机动、高效、智能、协作的信息基础设施和决策支持系统。其目标是对事件进行全面高效协同的处理。

    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。

    天地一体化网络以卫星网络作为骨干，由深空网络、邻近空间网络、地面网络共同构成。其中，卫星骨干网一般称为天基网，包括各个轨道层面执行不同任务的卫星，深空网包括航天飞机、火星探测器等其他节点；邻近空间网络称为空基网，包括飞机、热气球、飞艇、直升机、无人机等低空飞行器；地面网则包括轮船、潜艇、火车、汽车、坦克、手机等地面节点。这种高度综合性的异构网络系统打破了各自独立的网络系统间数据共享的壁垒，能够有效地综合利用各种资源（包括轨道资源、载荷资源、通信资源等），不仅可以为作战提供一体化的侦察、导航、作战指挥等服务，也可以为海—陆—空通信、海洋气象预报、导航、应急救援等提供全方位的支持。

    从组网、传输和路由等方面看，天地一体化网络具有典型的大时空尺度属性，是一个大时空尺度网络，具有鲜明特征。

    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。

    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。

    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、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。

    《天地一体化网络》是作者十多年来在卫星组网、天基网络和一体化网络等方面的研究成果，针对如何构建天地一体化网络的相关理论与技术展开分析和研究，内容新颖、深入、全面，涵盖一体化组网的各个方面。

    目前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。

    《天地一体化网络》，刘立祥著，科学出版社2015年6月,98.00元