北斗衛(wèi)星在電力應(yīng)急通信的應(yīng)用研究

張振杰 鞏銳 馮萬(wàn)一

【摘要】 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。

【關(guān)鍵字】 北斗衛(wèi)星 定位 應(yīng)用

一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

1、定位原理。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航，中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。其原理是采用三球交匯測(cè)星原理進(jìn)行定位，以兩顆衛(wèi)星為球心，兩球心至用戶的距離為半徑，可畫(huà)出兩個(gè)球面。另一個(gè)球面是以地心為球心，畫(huà)出以用戶所在位置點(diǎn)至地心的距離為半徑的球面，三個(gè)球面的交會(huì)點(diǎn)即為用戶的位置。

2、主要功能。（1）快速定位。系統(tǒng)能夠覆蓋我國(guó)全部國(guó)土，無(wú)通信盲區(qū)，為服務(wù)區(qū)域內(nèi)的用戶提供全天候、實(shí)時(shí)定位服務(wù)，定位精度接近GPS。（2）短報(bào)文通信。一次可傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息；可提供群組呼通信及廣播，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢下載，數(shù)據(jù)多點(diǎn)分發(fā)等北斗增值服務(wù)功能。（3）精密授時(shí)。精度最高達(dá)10—20納秒（雙向）。

二、電力應(yīng)急通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

為適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要和快速提高應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件的處置能力，國(guó)網(wǎng)公司迅速啟動(dòng)了應(yīng)急體系建設(shè)工作，在各網(wǎng)省公司都建設(shè)了應(yīng)急指揮中心，以移動(dòng)通信車為標(biāo)志的應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)也初具規(guī)模，國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)急體系已經(jīng)形成。

三、現(xiàn)有系統(tǒng)存在的缺陷

我國(guó)電力應(yīng)急通信系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，已初具一定規(guī)模和應(yīng)急指揮能力，但尚處于初級(jí)發(fā)展階段，如應(yīng)急通信車輛多為采用靜中通天線，即在車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)后才能使用衛(wèi)星通信系統(tǒng)搭建臨時(shí)通信平臺(tái)進(jìn)行視音頻的傳輸，而在車輛從離開(kāi)駐地到達(dá)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中，處于信息盲區(qū)，指揮部的領(lǐng)導(dǎo)無(wú)法直接與趕往現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急人員通信，也無(wú)法獲知車輛行進(jìn)的軌跡、車輛在路途中的即時(shí)狀況。

四、系統(tǒng)組成

電力應(yīng)急通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程輔助應(yīng)用系統(tǒng)由北斗手持機(jī)、北斗車載終端、北斗指揮機(jī)、北斗民用通訊卡、北斗電力應(yīng)急通信作業(yè)軟件組成。

1、北斗車載終端——在車輛外出作業(yè)時(shí)會(huì)通過(guò)北斗衛(wèi)星對(duì)自身位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位并獲取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在由G網(wǎng)覆蓋時(shí)會(huì)通過(guò)G網(wǎng)向指揮中心上傳位置信息，在地面通訊全部中斷時(shí)，會(huì)通過(guò)北斗短報(bào)文通訊向指揮中心上傳位置信息；以及通過(guò)車載顯示終端進(jìn)行路徑導(dǎo)航、接收并顯示指揮中心發(fā)出的指令、本地上傳文本數(shù)據(jù)、以及發(fā)出求救信號(hào)等；

2、北斗手持機(jī)——在救援人員外出作業(yè)（特別是離開(kāi)救援車輛時(shí)）隨身攜帶的設(shè)備；它不僅具備智能路徑導(dǎo)航、實(shí)時(shí)定位、搜索同伴、語(yǔ)音通話（G網(wǎng)覆蓋時(shí)）、北斗短信（利用北斗短報(bào)文）還能內(nèi)置作業(yè)軟件，方便將第一現(xiàn)場(chǎng)的勘查結(jié)果和作用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，或在遇險(xiǎn)時(shí)發(fā)出求救信號(hào)并協(xié)助救援；

3、北斗指揮機(jī)——可以與多個(gè)北斗手持機(jī)以及車載終端進(jìn)行綁定，可以實(shí)時(shí)接收到手持機(jī)和車載終端上傳的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)將前端點(diǎn)位顯示在GIS軟件界面，還能統(tǒng)一管理和調(diào)度綁定的手持機(jī)和車載終端，在地面通訊中斷時(shí)可以收發(fā)北斗短信；

4、北斗電力應(yīng)急通信作業(yè)軟件

五、工作原理

北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為電力應(yīng)急通信的輔助通信手段，在應(yīng)急便攜站或應(yīng)急通信車載站在接到指揮部下達(dá)的指令后立刻出發(fā)，北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)隨即啟動(dòng)，前端搶險(xiǎn)人員在沒(méi)有到達(dá)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)之前，完全使用北斗衛(wèi)星車載終端和手持終端以短報(bào)文的形式與指揮部保持雙向信息交換，以80-120字節(jié)/次/分鐘的準(zhǔn)實(shí)時(shí)匯報(bào)行進(jìn)過(guò)程中的天氣狀況、路況、車況、人員狀況，并且指揮部的GIS地圖上通過(guò)北斗終端的自動(dòng)回傳地理信息數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示出人員、物資、車輛行進(jìn)的地點(diǎn)。

六、結(jié)論

基于北斗衛(wèi)星的電力應(yīng)急通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程輔助應(yīng)用系統(tǒng)解決了人員、車輛趕赴應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)而地面網(wǎng)絡(luò)又遭到嚴(yán)重?fù)p害、完全失去地面通信的特殊環(huán)境狀況下的一種可靠通信方式，有效填補(bǔ)了應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍自出發(fā)至抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)這段過(guò)程中通信、調(diào)度、指揮盲區(qū)的空白。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 范楷.新一代應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)研究[J].通信技術(shù)，2011，44（03）：35-37，41.

[2] 胡中豫.現(xiàn)代短波通信[M].北京：國(guó)防科技出版社，2003： 1-42.