北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)在人防系統(tǒng)中的應(yīng)用

康海霞 肖攀

【摘要】 分析了北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹了北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)在各級(jí)人防單位中的應(yīng)用，探討了整套系統(tǒng)的功能框架結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】 北斗導(dǎo)航 定位 功能框架結(jié)構(gòu) 人防系統(tǒng)

一、前言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是國際上除美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)獨(dú)立、完整的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)不僅能夠提供定位服務(wù)，其獨(dú)特的RDSS定位方式還提供了GPS所不具備的服務(wù)功能——短報(bào)文通信，這一功能使北斗系統(tǒng)成為可以獨(dú)立構(gòu)成覆蓋區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測，監(jiān)控、調(diào)度指揮系統(tǒng)。而GPS則必須借助另外的通信系統(tǒng)來完成這些功能。這在通信不暢的地區(qū)，尤其是邊遠(yuǎn)地區(qū)、海洋地區(qū)，比GPS更具有優(yōu)勢?；诒倍沸l(wèi)星導(dǎo)航定位的人防應(yīng)急指揮系統(tǒng)能適應(yīng)人防特殊性的需求，充分服務(wù)于人民防空作戰(zhàn)、人防演練和應(yīng)急救援等實(shí)踐活動(dòng)。

二、系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

2.1框架結(jié)構(gòu)

人防衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由國家、軍區(qū)、省、市人防指揮中心以及各種北斗導(dǎo)航定位終端組成。各中心基于北斗衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)相互之間的通信和調(diào)度，如下圖所示。

2.2系統(tǒng)組成

人防衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由省人防辦北斗衛(wèi)星指揮平臺(tái)、各市人防辦北斗衛(wèi)星指揮平臺(tái)、區(qū)縣人防辦北斗衛(wèi)星應(yīng)用終端和各級(jí)車載型用戶機(jī)、手持型用戶機(jī)、時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備、基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫、電子地圖、人防北斗應(yīng)急指揮軟件等組成。

2.3應(yīng)用模式

人防專業(yè)隊(duì)伍指揮管理是人防衛(wèi)星導(dǎo)航定位的典型應(yīng)用場景，人防專業(yè)隊(duì)伍指揮管理的業(yè)務(wù)流程主要包括判斷態(tài)勢、定下決心、制定方案和組織實(shí)施幾個(gè)環(huán)節(jié)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在組織實(shí)施環(huán)節(jié)，對(duì)于省/市人防指揮機(jī)構(gòu)主要包括統(tǒng)一作戰(zhàn)時(shí)間、下達(dá)任務(wù)、監(jiān)控行動(dòng)和調(diào)整方案等過程，對(duì)于人防專業(yè)隊(duì)伍主要是統(tǒng)一作戰(zhàn)時(shí)間、接收任務(wù)、實(shí)施行動(dòng)和反饋情況等過程。統(tǒng)一作戰(zhàn)時(shí)間基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的軍用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行，各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)用北斗用戶機(jī)提供的時(shí)頻信息統(tǒng)一各級(jí)指揮信息系統(tǒng)的時(shí)間，并且按照上級(jí)指揮機(jī)關(guān)下達(dá)的指令統(tǒng)一設(shè)置作戰(zhàn)時(shí)間。

三、關(guān)鍵技術(shù)及解決途徑

3.1位置報(bào)告更新率的提高

位置報(bào)告更新率是指在一個(gè)指揮監(jiān)控系統(tǒng)中，指揮機(jī)關(guān)對(duì)下屬單位位置數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間間隔，也可以說是單位時(shí)間內(nèi)獲得的位置數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。一般來說，位置報(bào)告更新率越高，指揮機(jī)關(guān)對(duì)下屬單位位置的了解實(shí)時(shí)性就越好，對(duì)實(shí)際位置了解的準(zhǔn)確程度也越高。在基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)RDSS服務(wù)的指揮監(jiān)控系統(tǒng)中，有兩個(gè)因素制約著位置報(bào)告更新率的提高。

1）由于RDSS方式通信帶寬的限制，對(duì)每一個(gè)用戶的服務(wù)頻度也有限制，如工作于RDSS方式的普通級(jí)別北斗用戶機(jī)的服務(wù)頻度為60秒一次。這樣對(duì)采用RDSS監(jiān)控方式的指揮機(jī)來說至少60秒才能獲得一次下屬單位的位置。如果出現(xiàn)當(dāng)次定位不成功則上級(jí)獲得下屬單位位置的時(shí)間比60秒還要長。

2）對(duì)一個(gè)用戶來說，每一次請(qǐng)求RDSS服務(wù)只能選擇一種服務(wù)方式，要么是定位服務(wù)，要么是通信服務(wù)。當(dāng)用戶機(jī)請(qǐng)求通信服務(wù)時(shí)，則不能夠定位。此時(shí)采用RDSS監(jiān)控方式的上級(jí)指揮機(jī)也就無法獲取下屬單位的位置。只有當(dāng)下級(jí)用戶機(jī)請(qǐng)求定位服務(wù)時(shí)才有可能獲得下級(jí)單位的位置。

3.2提高位置報(bào)告更新率的技術(shù)途徑

1）改變僅依靠RDSS方式的監(jiān)控模式

采用RDSS方式的監(jiān)控模式有其優(yōu)點(diǎn)，就是實(shí)現(xiàn)方式簡單，又不額外占用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星RDSS信道的帶寬。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航區(qū)域系統(tǒng)建成以后，不僅可以提供RDSS服務(wù)。還可以提供RNSS服務(wù)，因此就為提高位置報(bào)告更新率創(chuàng)造了條件。對(duì)于一般單位，仍然可以采用RDSS監(jiān)控方式。而對(duì)于重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象單位，這個(gè)單位的用戶機(jī)可以改變工作模式，RNSS方式定位+RDSS方式報(bào)告位置的工作模式，利用RNSS定位方式，可以每秒定位一次，而每一次RDSS服務(wù)都是報(bào)文通信服務(wù)，進(jìn)行位置報(bào)告。這樣基本上可以保證上級(jí)指揮機(jī)關(guān)每60秒獲得一次下屬單位的新位置。

2）利用其它通信手段

人防指揮系統(tǒng)中裝備有多種通信設(shè)備，如衛(wèi)星通信，短波、超短波無線通信、網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)通信等，這些通信手段的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)RDSS服務(wù)的帶寬。因此可以考慮利用這些通信手段來提高位置報(bào)告更新率。解決途徑有2點(diǎn)：①在人防信息化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中與考慮與人防北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位的連接問題；②設(shè)計(jì)一套人防北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)位置及其他數(shù)據(jù)（報(bào)告、命令等）利用人防通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)傳輸。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙琳，丁繼成，馬雪飛.衛(wèi)星導(dǎo)航原理及應(yīng)用[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2] 康向陽，中國的GPS-北斗導(dǎo)航系統(tǒng)[J].天津航海，2007年 01期：23-25