北斗系統(tǒng)在應(yīng)急救援系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、北斗系統(tǒng)在應(yīng)急救援系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要本文主要介紹了北斗系統(tǒng)相對(duì)于GPS系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用中的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)、北斗系統(tǒng)的工作方式。通過(guò)應(yīng)用案例進(jìn)一步驗(yàn)證北斗系統(tǒng)在應(yīng)急救援系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：GPS北斗系統(tǒng)應(yīng)急減災(zāi)1、 引言全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystemGPS)是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)。從1994年GPS系統(tǒng)投入全運(yùn)營(yíng)至今，GPS已廣泛用于民航、艦船、車(chē)輛的導(dǎo)航定位；公安、銀行、醫(yī)療、消防等部門(mén)的監(jiān)控、報(bào)警、救援系統(tǒng)；企業(yè)物流管理等系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是國(guó)家綜合國(guó)力的重要組成部分，美國(guó)、俄羅斯、歐盟都不惜投入巨資建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2003年我國(guó)的雙星定位系統(tǒng)一一“

2、北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入全運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后第三個(gè)擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。在今后五年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，北斗定位系統(tǒng)將是我國(guó)唯一可應(yīng)用于軍事目的的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因此基于對(duì)北斗定位系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)研究對(duì)于我軍提高武器效能，加快數(shù)字化、信息化建設(shè)，增強(qiáng)戰(zhàn)斗力具有不可估量的重要意義。隨著北斗定位系統(tǒng)向民間用戶(hù)的逐步開(kāi)放，它對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)也將會(huì)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。2、 北斗系統(tǒng)簡(jiǎn)介20世紀(jì)70年代末，美國(guó)科學(xué)家G.K.Oneill提出了利用地球靜止軌道衛(wèi)星進(jìn)行定位的設(shè)想。80年代初，我國(guó)科學(xué)家陳芳允院士建議研制中國(guó)自己的地球靜止軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并稱(chēng)之為雙星定位系統(tǒng)1989年9月

3、我國(guó)首次完成了雙星快速定位通訊演示實(shí)驗(yàn)。2000年10月和12月我國(guó)發(fā)射兩顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航衛(wèi)星，分別定點(diǎn)于東經(jīng)80°和140°的地球靜止軌道上。2003年5月第三顆北斗一號(hào)”導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功，定點(diǎn)于東經(jīng)110.5赤道上空，作為系統(tǒng)備用衛(wèi)星。至此“北斗一號(hào)”全面建設(shè)成功，并投入全運(yùn)營(yíng)?！氨倍芬惶?hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的區(qū)域性有源衛(wèi)星導(dǎo)航定位通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)我國(guó)領(lǐng)土、領(lǐng)海及周邊地區(qū)的各種用戶(hù)進(jìn)行定位及授時(shí)，并可以實(shí)現(xiàn)各用戶(hù)之間、用戶(hù)與中心控制站之間的簡(jiǎn)短報(bào)文通信。圖1北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)星座“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由空間部分、地面控制管理部分及用戶(hù)終端三大部分

4、組成?？臻g部分由三顆地球同步衛(wèi)星（其中一顆為備份星）組成（圖1）;地面控制部分由一個(gè)中心控制站及若干個(gè)標(biāo)校站組成。中心控制站位于北京，是整個(gè)系統(tǒng)的管理控制處理中心，同時(shí)與兩顆工作衛(wèi)星進(jìn)行雙向通信，完成對(duì)每個(gè)用戶(hù)的精確定位，并將定位信息以短信的方式通過(guò)衛(wèi)星直接發(fā)送給用戶(hù)。標(biāo)校站分布于全國(guó)各地，每個(gè)標(biāo)校站均設(shè)置于位置精確已知的固定點(diǎn)上，用于對(duì)整個(gè)工作鏈路中各環(huán)節(jié)的時(shí)延特性（如大氣傳播延遲）進(jìn)行監(jiān)測(cè)和標(biāo)校處理；各種類(lèi)型的用戶(hù)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的用戶(hù)終端，可用于陸地、海洋和空中的各種用戶(hù)，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)定位（導(dǎo)航）、授時(shí)及通信方面的需求。整個(gè)系統(tǒng)的工作原理示意圖如圖2所示?？臻g段用戶(hù)圖2北斗一號(hào)系統(tǒng)工作原理定位

5、主要是通過(guò)偽碼測(cè)距的方式，測(cè)出用戶(hù)到每顆衛(wèi)星的距離，并利用用戶(hù)自身提供的測(cè)高數(shù)據(jù)（用戶(hù)至地面的高程）及中心控制站的地面高程數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后得到用戶(hù)的經(jīng)度、緯度、高度三維位置信息。通信的數(shù)據(jù)主要為漢字和代碼兩種形式的短消息。通過(guò)衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)和中心控制站的交換處理，用戶(hù)與用戶(hù)、用戶(hù)和中心站之間，可實(shí)現(xiàn)雙向報(bào)文通信。中心控制站通過(guò)出站信號(hào)以幀時(shí)標(biāo)形式將“北斗一號(hào)”系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)往用戶(hù)，用戶(hù)在收到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)和信號(hào)傳輸時(shí)延后，可獲取高精度的時(shí)間信息，實(shí)現(xiàn)精密授時(shí)功能。在特定情況下用戶(hù)機(jī)還可以發(fā)送雙向定時(shí)申請(qǐng)信息給中心站，中心站處理之后可將更高精度的定時(shí)信息發(fā)往申請(qǐng)用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)雙向精密授時(shí)功能。與全球定位系

6、統(tǒng)（GPS）相比，雙星定位系統(tǒng)增加了通信功能，具有用戶(hù)與用戶(hù)、用戶(hù)與地面控制中心之間雙向數(shù)字報(bào)文通信能力，一次可以傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息。“北斗一號(hào)”系統(tǒng)由我國(guó)自主開(kāi)發(fā)，具有安全、可靠、穩(wěn)定、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)在戰(zhàn)時(shí)唯一可以為我所用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。3、 北斗系統(tǒng)在應(yīng)急救援系統(tǒng)中的應(yīng)用案例案例1北斗系統(tǒng)在雨量監(jiān)測(cè)速報(bào)系統(tǒng)方面的應(yīng)用雨量檢測(cè)速報(bào)系統(tǒng)采用我公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)型用戶(hù)機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。該系統(tǒng)憑借其自主性和無(wú)通訊盲區(qū)的優(yōu)勢(shì)，突破陜南多山地域水文測(cè)報(bào)信息的傳輸瓶頸，實(shí)現(xiàn)了漢中、安康、商洛三地市用戶(hù)所需的水文水情信息的實(shí)時(shí)傳輸，從而大大提高陜南地區(qū)的雨情、水情、旱情和災(zāi)情信息采集的準(zhǔn)確性及傳輸?shù)?/p>

7、時(shí)效性，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出及時(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，為制定防洪抗旱調(diào)度方案提供重要的科學(xué)依據(jù)，對(duì)陜南水利的發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。該系統(tǒng)與目前大多數(shù)雨情、水情監(jiān)測(cè)速報(bào)系統(tǒng)采用的通信方式不同，系統(tǒng)首次正式采用了我國(guó)自行研發(fā)的北斗一號(hào)衛(wèi)星作為它的通信系統(tǒng)，由于通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)發(fā)送至縣雨情處理中心、市防汛辦與市水文局的市雨情接收處理中心、省防汛指揮中心，因而從根本上改變了雨情必須逐級(jí)上報(bào)的狀況，這種“一發(fā)四收”的工作方式將過(guò)去的“串行”通信改為“并行”通信，大大提高了傳輸?shù)目煽啃约吧蠄?bào)的速度，這在“雨情就是災(zāi)情”，“時(shí)間就是生命”的防汛抗災(zāi)階段，更有重要的意義。案例2北斗系統(tǒng)在武警救援監(jiān)控平

8、臺(tái)方面的應(yīng)用2006年在武警總隊(duì)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)中主要采用我公司BD-DTX01型北斗多功能通信終端進(jìn)行組網(wǎng)。設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能分為單機(jī)功能和組網(wǎng)功能兩大部分。單機(jī)功能是指設(shè)備在單獨(dú)使用時(shí)所能完成的功能，包括接收北斗/GPS位置信息，具備獲取本機(jī)位置能力；短信通信功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加密通信、文件自動(dòng)組包和拆包以實(shí)現(xiàn)文件收發(fā)功能。組網(wǎng)服務(wù)功能是指本設(shè)備與其他電子設(shè)備連接為電子化指揮系統(tǒng)提供服務(wù)的功能。當(dāng)本設(shè)備與電子化設(shè)備連接時(shí)，這些設(shè)備可以通過(guò)指定的命令訪(fǎng)問(wèn)本設(shè)備，獲得定位、通信信息。該系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)為：使用監(jiān)控軟件對(duì)所有信息以文件形式存儲(chǔ)，可選擇合適文件進(jìn)行發(fā)送，文件擴(kuò)展名任意，最大文件傳輸為400

9、K;以及短信群發(fā)功能。案例3北斗系統(tǒng)在城市應(yīng)急指揮體系方面的應(yīng)用2007年在洛陽(yáng)應(yīng)急指揮系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)中衛(wèi)星定位子系統(tǒng)采用我公司BD-JZ指揮型用戶(hù)機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。人防指揮大樓指揮中心衛(wèi)星定位子系統(tǒng)主要由北斗一號(hào)指揮機(jī)和其控制計(jì)算機(jī)組成。指揮機(jī)可下屬100個(gè)下屬用戶(hù)，在一期設(shè)計(jì)中人防大樓衛(wèi)星定位子系統(tǒng)下轄了十臺(tái)車(chē)載型用戶(hù)機(jī)和十臺(tái)手持型用戶(hù)機(jī)。車(chē)載型用戶(hù)機(jī)安裝于大型移動(dòng)平臺(tái)和小型移動(dòng)平臺(tái)上，手持型用戶(hù)機(jī)配備給機(jī)動(dòng)人員使用。指揮機(jī)可分別將受控車(chē)輛和人員位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)或平面坐標(biāo)）傳遞給指揮機(jī)的控制計(jì)算機(jī)所帶的GIS系統(tǒng)和大屏幕的GIS系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)具有自動(dòng)漫游、自動(dòng)跟蹤或查詢(xún)移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)行軌跡、方向、速度、時(shí)間等重要參數(shù)功能，可動(dòng)態(tài)標(biāo)記并區(qū)分移動(dòng)目標(biāo)，并將相關(guān)信息顯示在控制計(jì)算機(jī)的屏幕中，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)內(nèi)各用戶(hù)行動(dòng)的動(dòng)態(tài)情況。監(jiān)控中心能廣泛、直觀(guān)地了解整個(gè)救災(zāi)人員、車(chē)輛、物資的情況；指揮站可對(duì)下屬人員、車(chē)輛進(jìn)行調(diào)度和下達(dá)命令，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效地監(jiān)控、指揮、服務(wù)。本系統(tǒng)所具備的主要功能有：1、指揮中心具備檢