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2018-12-01海上的守護神—新一代中軌道衛星輔助搜救系統 444 期

Author 作者鄭信鴻／國立臺灣大學工學博士，現任交通部航港局航安組技士，目前辦理國家中軌道衛星輔助搜救系統建置工作。

星空之下，地球以上──

臺灣的衛星輔助救援需求

臺灣是個四面環海的海島國家，其周圍海域總像個不夜城一樣，船來船往，熙熙攘攘。從全球最受歡迎的船舶線上追蹤服務網「Maritime Traffic（https://www.marinetraffic.com）」中，搜尋臺灣海域船舶密度分布情形（圖一）可以發現：從臺灣頭到臺灣尾、甚至從臺灣海峽區域來看，臺灣不只是四面環海，更是四面環船。另外，就經濟觀點來看，臺灣海域更是世界三大海運航線——北太平洋航線、歐亞航線及地中海航線的交會點。

透過這些現象來看，臺灣海域隱約存在了發生船舶事故的潛在威脅。從臺灣歷年船舶肇事類別來看，常見有碰撞、觸礁、擱淺、失火、爆炸、洩漏、傾覆、機器故障、非常變故及絞擺等海事案件。也就是說，在臺灣海域作業的船舶隨時都有可能發生上述情形。只是，該如何確保這些船舶在海上作業時的安全呢？為有效處理船舶遇難時的搜救工作，海上救援工作就顯得非常迫切；而利用衛星設備進行海事救援行動，便是一件非常重要的工作項目。

守護臺灣陸海空安全的「衛星地面終端站」

臺灣在1992年，以「國際電信開發股份有限公司（International Telecommunications Development Corporation, ITDC）」名義加入國際衛星搜救組織（COSPAS-SARSAT），並開始籌設國際衛星搜救系統地面終端站（Local User Terminal, LUT）及臺北任務管制中心（TAIPEI Mission Control Center, TAMCC），期望透過國際合作模式確保海空運輸的安全，肩負海上守護神的角色。

在1997年啟用低軌道衛星系統地面終端站（Low Earth Orbit Local User Terminal, LEOLUT）後，我國持續善盡地面終端站的責任與義務，以維持低軌道衛星搜救系統的運作正常。例如，若有船舶遭遇擱淺，船舶可藉由求救設備發出求救信號後，海事救援工作就會開始啟動。

維持這套衛星地面終端站的工作及相關組織，一直都扮演著海上守護神的角色、默默守護臺灣陸海空域的安全。但是，有鑑於近20多年來科技資訊發展的大爆炸，擔任海上守護神的低軌道衛星系統已即將面臨汰換的需求；取而代之的，將是更有效率的新一代國際衛星搜救系統。

提升搜救效率

系統全面汰換勢在必行

隨著全球化科技資訊的快速發展，太空技術也一日千里，其演進速度之快，低軌道衛星系統已漸漸無法趕上現階段海事案件發生的變化。

有鑑於此現象的發生，以最新國際衛星搜救組織於2018年2月第59次的會議中重申，要求各會員國於2020年以前完成新一代的衛星搜救系統——「中軌道衛星搜救輔助系統（Medium-altitude Earth Orbit Search and Rescue System, MEOSAR，以下簡稱中軌道衛星系統）」地面終端站的建置，以順利取代低軌道衛星搜救系統。

簡單來說，中軌道衛星系統在未來將可增加搜救效率、提升搜救準確率，以達成海面上及地面上的搜救任務，而該搜救系統利用一套「基本搜救模式」來達成搜救任務。

利用中軌道衛星系統進行救援的關鍵機制

事實上，不論是中軌道衛星系統還是低軌道衛星系統，都有著相同的搜救邏輯（圖二）。一般而言，在飛機、船舶或者是從事登山活動的人員來說，因為安全起見都會配備一套求救裝置，例如飛機會配有「應急指位發射機（emergency locator transmitter ,ELT）」、船舶會配有「應急指位無線電示標（emergency position indicating radio beacon, EPIRB）」、人員會配備「個人指位無線電示標（personal locator beacon, PLB）」。

發生事故需請求救援時（圖三），該裝置可發送求救訊號到給予搜救衛星，而搜救衛星便會將此訊號傳到地面終端站進行解碼，然後再將此訊號傳至任務管制中心，並於確認搜救信號後通知搜救中心，以派出救援直升機前進該事故地點以進行搜救工作。整個搜救過程中，不論是現階段使用的低軌道衛星系統，或是未來建立的中軌道衛星系統，都扮演著海上守護神的角色，每當有緊急求救訊號發出，搜救衛星就可以作為訊號中繼站，傳送該訊號到地面單位，並且提供搜救範圍以進行急迫的搜救任務。

新一代中軌道衛星系統的重要優勢：

擴大搜救範圍，定位更加準確！

前文提到，中軌道與低軌道衛星系統有相同的搜救程序，而低軌道衛星因距離地球表面850~1000公里，單顆衛星涵蓋搜救範圍較小，且搜救系統至今已使用20多年，屬老舊設備。

若以衛星技術而言，有許多顆衛星已經逐漸淘汰，而與1980年代啟用低軌道使用的衛星數相比，現在低軌道衛星僅剩5顆在運作，其中4顆都已超過預期壽命。至於未來即將成為新一代的中軌道衛星系統，因距離地球表面較遠（約2萬公里），單顆涵蓋搜救範圍較低軌衛星大，未來將有72顆衛星進行作業。

在搜救範圍精準度上，將由傳統低軌道衛星的2公里範圍內，縮小到100公尺左右的高定位精確度。並且，因未來有72顆的衛星作業因素，在更新接收衛星訊號的時間也可由平均每1.5小時，縮減到約3分鐘內即可。從以上說明可知，中軌道衛星系統因藉由新穎技術、多顆衛星輔助及適當的衛星高度等，將使得搜救精確度範圍縮減更小，增加搜救準確率、簡短搜救時間。正因如此優點，國際衛星搜救系統組織才要求各會員國儘速完成新一代的中軌道衛星系統地面終端站的建置。

臺灣肩負東亞船舶遇難搜尋的能力

國際衛星搜救組織為維護人類在海上、陸上以及航空上的運輸安全，不斷要求各會員國承擔利用衛星救援設備的責任及義務。而目前臺灣主管國際衛星輔助搜救系統地面終端站及臺北任務管制中心業務的交通部航港局，正積極建置新一代的衛星搜救系統地面終端站。為了要善盡這樣的使命及義務，未來需持續維持並強化「衛星的偵蒐能力、遇難搜救執行力與展現海事安全互助的影響力」等3項任務。

強化獨立自主的衛星偵蒐能力

我國自建置低軌道衛星系統以來，涵蓋的搜救範圍已遍及東北亞及東南亞，未來在建置中軌道衛星系統之後，除了涵蓋範圍更加寬闊之外，還能直接主動通報會員國或其他涉及事件事故的關係國，提供全天候衛星接收遇險警訊，實現我國具有新一代獨立自主的衛星偵蒐能力。

提升遇難搜救執行力

未來建置中軌道衛星系統之後，因可縮短接受衛星訊息的時間，及提高定位準確度的因素，將可減少動員搜救單位資源，縮短不必要的溝通及查證，並在實際救援上，縮短搜救定位時間、提升遇難搜救效率。

展現海事安全互助的影響力

因政治因素，國際衛星搜救系統組織是臺灣少有在國際組織中的正式會員。為了爭取國際能見度、避免遭受不合理的外交打壓，常在歷年理事會議上積極爭取在國際中嶄露頭角的機會，並善用國際衛星搜救系統組織的正式參與及發言權，突顯臺灣在國際社會中的存在，充分發揮海事安全任務使命。

運輸安全不分國界，臺灣所處的地理位置相當特殊，不僅作為海事往來的中樞，更是海上救援的心臟地帶。若能在上述3項任務中有所提升，便能讓萬千海上人倖免於難，也連帶提升臺灣在國際上的重要地位。