北斗氣象應(yīng)用方案

.PAGE.基于北斗系統(tǒng)的氣象監(jiān)測應(yīng)用方案目錄TOC\o"1-5"\h\z\u1.概述21.1.系統(tǒng)建設(shè)背景21.2.北斗系統(tǒng)介紹32.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明52.1.結(jié)合地面網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案52.2.基于指揮機〔北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案63.系統(tǒng)特點83.1.適合氣象應(yīng)用的壓縮分包編碼方式83.2.獨特的遠程控制體制83.3.電信級的運營服務(wù)平臺83.4.一點接入,全網(wǎng)覆蓋94.北斗一號應(yīng)用于氣象行業(yè)的優(yōu)勢104.1.北斗一號系統(tǒng)的特點104.2.用于氣象行業(yè)的優(yōu)勢104.2.1.解決邊遠臺站通信問題,提高傳輸質(zhì)量和時效性114.2.2.改造現(xiàn)有臺站,提高數(shù)據(jù)通信的安全性114.2.3.能更好地應(yīng)對地震等重大災害12..概述系統(tǒng)建設(shè)背景我國幅員遼闊,自然條件復雜,是世界上自然災害最嚴重的國家之一。在各類自然災害中,氣象災害占70%以上。據(jù)統(tǒng)計,我國每年因各種氣象災害造成的農(nóng)田受災面積達3400萬公頃,受干旱、暴雨、洪澇和熱帶風暴等重大氣象災害影響的人口約達6億人次,造成的經(jīng)濟損失約占國內(nèi)生產(chǎn)總值〔GDP的3%~6%。面對頻繁發(fā)生的氣象災害,氣象事業(yè)必須把防災減災放在氣象公共服務(wù)的首位,加快公共氣象服務(wù)體系建設(shè),及時、主動、準確地為社會公眾提供氣象服務(wù)產(chǎn)品,為政府決策和防災減災提供客觀、科學的依據(jù),才能不斷滿足建設(shè)和諧社會的要求。因此,提供更加準確及時的氣象預警預報,進一步提高社會各行業(yè)抗御災害的能力,最大限度地保護人民生命財產(chǎn)的安全,是氣象事業(yè)承擔的重要使命。隨著我國的氣象臺網(wǎng)建設(shè)范圍的擴大、監(jiān)測密度和監(jiān)測精度的提高,對氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。特別是對于邊遠地區(qū)和地面通信網(wǎng)難以覆蓋的地區(qū),通信問題一直是困擾站點建設(shè)的難點。將北斗一號相關(guān)技術(shù)與氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸需求相結(jié)合,研發(fā)出了基于北斗系統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)〔以下簡稱"本系統(tǒng)",能有效解決邊遠地區(qū)氣象站數(shù)據(jù)傳輸問題。北斗系統(tǒng)介紹20XX我國成功發(fā)射了"北斗一號"地球同步軌道導航定位衛(wèi)星,標志著我國已進入自主擁有衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的先進國家行列,為在未來多元化衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)應(yīng)用體系中占有一席之地,形成了具有我國特色的衛(wèi)星導航定位應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。北斗系統(tǒng)不僅解決了我國無自主導航系統(tǒng)的問題,同時與其他導航定位系統(tǒng)比較,它有獨特的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景,有巨大的經(jīng)濟和社會價值。北斗系統(tǒng)主要有三大功能：快速定位,為服務(wù)區(qū)域內(nèi)的用戶提供全天候、實時定位服務(wù),定位精度與GPS相當；短報文通信,可傳輸漢字和數(shù)字信息；精密授時,精度達20納秒。北斗應(yīng)用有五大優(yōu)勢。一,它同時具備定位與通訊功能,不需要其他通訊系統(tǒng)支持。而GPS只能定位。二,覆蓋范圍大,沒有通訊盲區(qū)。北斗系統(tǒng)覆蓋了中國及周邊國家和地區(qū),不僅可為中國、也可為周邊國家服務(wù)。三,特別適合于集團用戶大范圍監(jiān)控管理和數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。四,融合北斗導航定位系統(tǒng)和衛(wèi)星增強系統(tǒng)兩大資源,因此也可利用GPS使之應(yīng)用更加豐富。五,自主系統(tǒng),安全、可靠、穩(wěn)定,保密性強,適合關(guān)鍵部門應(yīng)用。因此,系統(tǒng)可以在氣象、森林防火、交通運輸、鐵路運輸、船舶海上作業(yè)等領(lǐng)域為我國及周邊國家提供各類導航定位服務(wù),還可以針對水文監(jiān)測、石油生產(chǎn)、煤礦安全生產(chǎn)、精準農(nóng)業(yè)、野外地質(zhì)勘查、旅游以及金融系統(tǒng)監(jiān)管等領(lǐng)域提供各類衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信服務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明本項目系統(tǒng)包含三個子系統(tǒng)：已安裝北斗終端設(shè)備的氣象站〔以下簡稱氣象站、北斗衛(wèi)星綜合信息運營服務(wù)平臺數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、用戶監(jiān)測中心。結(jié)合地面網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案圖1結(jié)合地面網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組網(wǎng)方案氣象站將數(shù)據(jù)重編碼為北斗通信編碼,通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路傳送至北斗運營服務(wù)平臺,經(jīng)平臺數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)解析、整編后轉(zhuǎn)發(fā),通過地面專線傳輸至中國氣象局信息中心,實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程采集；同時系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)到達情況通過北斗氣象綜合探測資料實時監(jiān)視與統(tǒng)計平臺GIS界面實時展現(xiàn)出來,便于管理部門實時了解站點工作情況；用戶也可以通過北斗運營服務(wù)平臺對氣象站發(fā)送修改發(fā)送頻度、重發(fā)數(shù)據(jù)等控制指令。該組網(wǎng)方案具有以下特點：采用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與地面通信網(wǎng)絡(luò)相組合的方式,具有容量大、組網(wǎng)靈活的特點；可直接調(diào)用北斗衛(wèi)星綜合數(shù)據(jù)服務(wù)平臺GIS、數(shù)據(jù)檢索等引擎,功能強大,方便二次開發(fā)；可直接通過平臺對終端進行控制,初期投資少。基于指揮機〔北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案圖2基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組網(wǎng)方案氣象站將數(shù)據(jù)重編碼為北斗通信編碼,通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路傳送至北斗運營服務(wù)平臺,經(jīng)平臺數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)解析、整編后轉(zhuǎn)發(fā),通過北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至架設(shè)在用戶監(jiān)測中心的北斗指揮型用戶機,用戶監(jiān)測中心系統(tǒng)程序從指揮機獲取數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程采集；用戶也可以通過北斗指揮機對氣象站發(fā)送修改發(fā)送頻度、重發(fā)數(shù)據(jù)等控制指令。該組網(wǎng)方案具有以下特點：采用北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進行組網(wǎng),不受地面通信網(wǎng)絡(luò)中斷的影響；所有設(shè)備均可固定安裝和車載〔船載安裝,便于架設(shè)移動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)或移動指揮中心；受指揮機容量限制,適合終端數(shù)量不大于100臺的應(yīng)用。基于移動目標的監(jiān)控系統(tǒng)能提供移動目標監(jiān)控功能。當野外人員攜帶便攜式北斗用戶機或在車輛上安裝車載式北斗用戶機后,北斗用戶機能將位置信息、時間信息上報至中心,用戶可以通過北斗監(jiān)控平臺對人員和車輛進行監(jiān)控,以保障野外工作人員安全。同時中心能與用戶機進行短信互通,及時了解現(xiàn)場工作情況、發(fā)送指揮調(diào)度指令。目前該監(jiān)控平臺已能提供全國主要城市交通圖,部分城市能達到1：5000。監(jiān)控平臺界面..系統(tǒng)特點適合氣象應(yīng)用的壓縮分包編碼方式北斗終端通過串口與業(yè)務(wù)機或自動氣象站數(shù)據(jù)采集器連接,業(yè)務(wù)機或數(shù)據(jù)采集器內(nèi)寫入了北斗基于北斗的氣象應(yīng)用協(xié)議,并將數(shù)據(jù)根據(jù)該協(xié)議壓縮、重編碼為北斗通信編碼,針對超長數(shù)據(jù)自動分包,然后通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路傳送,從而大大提高了系統(tǒng)的性能和適用性。獨特的遠程控制體制邊遠地區(qū)氣象站、特別是自動氣象站交通不便、維護困難。本系統(tǒng)具有獨特的基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的遠程控制指令集,使用戶能方便的通過遠程的方式控制終端工作方式、配置參數(shù)或索取歷史數(shù)據(jù),從而大大提高了業(yè)務(wù)工作效率和管理水平,同時降低了業(yè)務(wù)成本。電信級的運營服務(wù)平臺北斗衛(wèi)星綜合運營服務(wù)平臺具有強大的中間件集群和數(shù)據(jù)庫集群,具有高并發(fā)、高可靠、大容量特性。提供7X24小時不間斷服務(wù),十萬級系統(tǒng)容量。并且能對平臺中的各類IT資源進行每時每刻的運行狀態(tài)監(jiān)控。包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件資源及數(shù)據(jù)庫、中間件、應(yīng)用軟件等軟件資源。當硬件設(shè)備的數(shù)量達到一定的規(guī)模,業(yè)務(wù)KPI指標監(jiān)控等方式已不能滿足設(shè)備的穩(wěn)定運行和應(yīng)用的連續(xù)性要求,實施系統(tǒng)資源的動態(tài)管理就顯得尤為重要。我公司還開通了24小時的客服4006288228,隨時為用戶提供幫助。一點接入,全網(wǎng)覆蓋利用開放式結(jié)構(gòu)開發(fā)軟件,有機的結(jié)合了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò),使用戶能方便靈活的組網(wǎng),滿足不同應(yīng)用、不同地域的用戶需求。..北斗一號應(yīng)用于氣象行業(yè)的優(yōu)勢北斗一號系統(tǒng)的特點北斗系統(tǒng)是一個雙向閉環(huán)系統(tǒng),具有實時性強、用戶設(shè)備簡單,定位兼容通信,遠距離傳送信息,可與多種傳感器相連遙測各種環(huán)境參數(shù)等特性。該系統(tǒng)可以根據(jù)不同行業(yè)的不同應(yīng)用需要,提供包括基本服務(wù)功能和增強服務(wù)功能在內(nèi)的多種實時應(yīng)用服務(wù)。1基本服務(wù)包括：定位信息、導航服務(wù)、報文通信、精密授時和GPS差分信息廣播；2增強服務(wù)包括：群、組呼,遇險安全告警等功能。用于氣象行業(yè)的優(yōu)勢北斗一號系統(tǒng)強大的并發(fā)處理能力,使得氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸快捷、及時,并且可以使從省到市〔地、區(qū)〔縣的各級職能部門都能在第一時間同時收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)。同時,北斗一號系統(tǒng)的軍用保密性和抗干擾性,也保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏蚀_性。與其它衛(wèi)星系統(tǒng)相比北斗一號終端的天線和主機體積小巧,安裝方便維護簡單,可保證長時間的免維護使用要求。同時,由于終端采用L和S頻段,抗雨衰性強,雨雪天氣不受影響。系統(tǒng)組網(wǎng)方便,操作簡單。更為重要的是,北斗系統(tǒng)是我國自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)政策主導、不受國際形勢變化影響、覆蓋范圍大,與其它衛(wèi)星系統(tǒng)相比,終端成本和衛(wèi)星通信費用相對較低,并具有進一步降低的潛能。解決邊遠臺站通信問題,提高傳輸質(zhì)量和時效性氣象氣候預報和災害預警監(jiān)測對于保障國家和人民生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要。及時、準確、可靠是對氣象通信業(yè)務(wù)的基本要求,采用先進可靠的通信技術(shù)十分必要。邊遠氣象臺站一般都處在人煙稀少、條件艱苦、通信條件極差、沒有電力供應(yīng)或電力極缺的地區(qū)和海島、高山等通信條件極其不便的地方。對于我國邊遠氣象臺站氣象探測資料的收集問題一直是中國氣象局十分關(guān)注的事情。自從自動氣象站布點后,對氣象探測資料的收集無論從觀測的頻度和密度都大大提高了,原有的單邊帶、人工撥號等通信手段無論從傳輸?shù)臅r效性和可靠性方面都不能滿足日益發(fā)展的大氣探測自動化系統(tǒng)的要求。對此類站點進行通信條件改造,采用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)氣象資料的及時、準確傳輸,是一項十分迫切的任務(wù)。改造現(xiàn)有臺站,提高數(shù)據(jù)通信的安全性我國現(xiàn)有的約3000個地面觀測臺站中,受當?shù)赝ㄐ艞l件限制,其中一些臺站至今缺乏有效的備份通信手段,在當前的通信方式發(fā)生故障時,采集到的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)就難以傳到主站,氣象通信業(yè)務(wù)的安全性和時效性難以得到保障,進而影響到天氣預報的及時、準確性。采用北斗系統(tǒng)對此類站點進行技術(shù)改造,用天地系統(tǒng)互作備份通信手段,將大大提高此類氣象站點數(shù)據(jù)通信的可靠性,保障氣象數(shù)據(jù)持續(xù)、穩(wěn)定、及時的傳輸,從而提高預報的時效和精度,具有十分重要的意義。能更好地應(yīng)對地震等重大災害XX汶川大地震導致通訊全面中斷,部隊只能派直升機從空中偵察災情。這次舉世皆驚的浩劫,導致汶川多個地區(qū)房屋坍塌,線纜中斷、電力中斷、網(wǎng)絡(luò)擁塞,地面道路損毀,在地震發(fā)生當天,災區(qū)移動基站中斷,通訊幾乎完全中斷,固話、手機完全失去作用,汶川真正成為一座孤城,與外界斷絕了聯(lián)系。地震發(fā)生后,依賴