基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

劉梟 梁勇明

摘 要：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)通信技術(shù)開(kāi)發(fā)與運(yùn)用的主要代表形式，它具有信息傳輸快、精準(zhǔn)度高、以及通訊安全系數(shù)強(qiáng)等特征?；诖耍疚闹饕獜暮綐?biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)層面，對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以達(dá)到充分發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢(shì)、推進(jìn)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的目的。

關(guān)鍵詞：北斗系統(tǒng) 航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì) 通信體系

1.引言

航標(biāo)遙測(cè)遙控管理技術(shù)，是現(xiàn)代航標(biāo)智能化管理的主要技術(shù)代表，它能夠依據(jù)數(shù)字化遠(yuǎn)程信息控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)效能的可視化管理，巧妙的借助無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信技術(shù)、以及全球信息定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)效能的系統(tǒng)化管理。由此，為了進(jìn)一步優(yōu)化我國(guó)航標(biāo)智能化管理體系，就要著重對(duì)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行綜合把握。

2.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是雙向檢測(cè)導(dǎo)航結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)航系統(tǒng)的信息傳輸內(nèi)部主要包括一組平行北斗衛(wèi)星，地面控制系統(tǒng)，以及終端用戶四部分。當(dāng)其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)首先計(jì)算出第一顆衛(wèi)星到用戶之間的距離，再得到兩顆衛(wèi)星到用戶的距離；其次，計(jì)算衛(wèi)星雙向檢測(cè)的最佳弧線，同時(shí)地面控制系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)建立三維空間坐標(biāo)。最后，衛(wèi)星、用戶、地面控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行信號(hào)交換，實(shí)現(xiàn)信號(hào)定位。

當(dāng)前，我國(guó)研發(fā)的北斗衛(wèi)星定位其監(jiān)控的速率，可達(dá)到每秒200-250個(gè)字符之間，其信息傳輸?shù)乃俾?，是普通信?hào)傳輸形式的2-3倍。我們以基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其系統(tǒng)可分為終端定位區(qū)域，中心控制區(qū)域兩大部分。當(dāng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)，地面監(jiān)控中心能夠與實(shí)時(shí)監(jiān)控航標(biāo)效能狀態(tài)，就是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的體現(xiàn)。

3.基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)研究

3.1簡(jiǎn)潔而全面的總體結(jié)構(gòu)

（1）數(shù)字化體系

航標(biāo)遙測(cè)遙控管理程序，已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)模糊虛擬定位，轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)化定位，而北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在當(dāng)前航標(biāo)遙測(cè)遙控體系中的應(yīng)用，也是實(shí)現(xiàn)航標(biāo)遙測(cè)遙控運(yùn)定位優(yōu)化的主要技術(shù)。如圖1為基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)規(guī)劃圖。系統(tǒng)將程序結(jié)構(gòu)切分為：航標(biāo)終端部分和航標(biāo)監(jiān)控中心兩部分。航標(biāo)中心部分，主要是對(duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，確保實(shí)際運(yùn)用的坐標(biāo)需求。例如：航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的信號(hào)報(bào)文接收、傳輸?shù)?，都是通過(guò)該程序運(yùn)作實(shí)現(xiàn)的；而遙控檢測(cè)中心，則是對(duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)作的電壓、電流、以及位置處理等方面進(jìn)行信息分析。如，航標(biāo)運(yùn)行過(guò)程中，電子程序檢測(cè)遠(yuǎn)程控制設(shè)備阻的電壓調(diào)節(jié)情況等，都是這一系統(tǒng)運(yùn)作的結(jié)果。

（2）程序階段性設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的GPS模糊定位相比，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了航標(biāo)遙測(cè)遙控線路的協(xié)調(diào)性調(diào)整，并將傳統(tǒng)的衛(wèi)星定位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息整合，最后達(dá)到系統(tǒng)具體化定位，具體化處理的效果。如表1為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，與普通GPS定位系統(tǒng)的信息對(duì)比表。對(duì)比表中數(shù)據(jù)來(lái)看，航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)上，北斗定位技術(shù)的運(yùn)用，使其信息出站信道、入站信道、通信能力、精準(zhǔn)定位度、最短響應(yīng)時(shí)間五方面，都實(shí)現(xiàn)了不同程度的提升。

（3）中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)，是基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)的主導(dǎo)構(gòu)成部分。

①三維坐標(biāo)控制

平行衛(wèi)星需要依靠中央控制程序，對(duì)北斗用戶終端程序接收到的信息進(jìn)行解碼，并運(yùn)用傳感器將其傳送到系統(tǒng)的各個(gè)程序中。

例如：本次航標(biāo)遙測(cè)遙控信息傳輸?shù)男盘?hào)為H（H，H1，H2），中央控制系統(tǒng)，則會(huì)在三維坐標(biāo)上，尋找與H信息匹配的空間坐標(biāo)，然后建立信息解碼數(shù)列，集中性進(jìn)行信息解碼，再進(jìn)一步進(jìn)行航標(biāo)遙測(cè)遙控處理。案例中提到的，以H信號(hào)為核心的信號(hào)檢測(cè)方式，就是中央信號(hào)控制系統(tǒng)終端工作的體現(xiàn)。

②信息檢測(cè)控制

中央控制系統(tǒng)，按照北斗終端定位信息，指導(dǎo)監(jiān)控中心的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸監(jiān)控、保存。依舊以H信號(hào)為例，當(dāng)北斗衛(wèi)星弧線交叉點(diǎn)上的信號(hào)傳輸?shù)浇邮战K端時(shí)，也同時(shí)在檢測(cè)終端上形成了檢測(cè)平臺(tái)的信息解析圖，數(shù)據(jù)圖直接進(jìn)行信息定位后，即可得到信息檢測(cè)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，此時(shí)，地面上的航標(biāo)監(jiān)測(cè)人員，就能夠獲得信息檢測(cè)的指標(biāo)。也就是說(shuō)，運(yùn)用北斗衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航定位，是終端系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)接收傳輸?shù)降男畔ⅰ?/p>

（4）組網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)

①理論歸納

組網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)，也是航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)的一部分，傳統(tǒng)的航標(biāo)檢測(cè)，主要采取單項(xiàng)通信線路設(shè)計(jì)的方式，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，其實(shí)際運(yùn)行模式的調(diào)節(jié)，需要依據(jù)外部航標(biāo)遙測(cè)遙控的實(shí)際情況來(lái)確定，如果其實(shí)際傳輸?shù)目倲?shù)較大，航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸速率也較慢，反之，航標(biāo)信號(hào)傳輸?shù)乃俾示蜁?huì)較快。而北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將突破傳統(tǒng)組網(wǎng)信號(hào)傳輸外部組的條件， 這樣進(jìn)行航標(biāo)定位時(shí)，就可以隨時(shí)進(jìn)行航標(biāo)遙測(cè)遙控的傳輸速率控制了。

②案例分析

例如：以湛江港轄區(qū)航標(biāo)覆蓋區(qū)域?yàn)楸O(jiān)控范圍，航標(biāo)坐標(biāo)及效能狀態(tài)數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為了保障信號(hào)的可用性和可靠性并安全實(shí)施，該區(qū)域監(jiān)控中心，運(yùn)用北斗衛(wèi)星進(jìn)行定位，初步確定的航標(biāo)遙測(cè)遙控監(jiān)測(cè)方案為，每天初步確定150次信號(hào)定位信號(hào)傳輸，同時(shí)，按照北斗衛(wèi)星系統(tǒng)航標(biāo)遙測(cè)遙控運(yùn)作的信號(hào)基本標(biāo)準(zhǔn)，出站信道33.27kbps，入站信道14.267kbps，精準(zhǔn)定位度50米，在三維坐標(biāo)上，將航標(biāo)坐標(biāo)予以規(guī)劃，然后具體按照傳播終端信息接收情況，檢測(cè)情況進(jìn)行全面性勘測(cè)。

案例中提到的航標(biāo)遙測(cè)遙控檢測(cè)分布過(guò)程，就是基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)中，組網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)在航標(biāo)定位分析系統(tǒng)中應(yīng)用的具體體系。

（5）終端接收與識(shí)別程序

終端接收與識(shí)別程序，主要是借助北斗導(dǎo)航弧線跟蹤定位的特征，對(duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控信號(hào)進(jìn)行終端識(shí)別。例如：航標(biāo)遙測(cè)遙控過(guò)程中，終端定位系統(tǒng)不僅能夠?qū)⒑綐?biāo)坐標(biāo)、信號(hào)持久度、以及信號(hào)的傳輸強(qiáng)度等進(jìn)行反饋，也可以依據(jù)航標(biāo)遙測(cè)遙控的總體穩(wěn)定性，實(shí)行相應(yīng)的情況進(jìn)行反饋。而航標(biāo)遙測(cè)遙控程序，還能夠自動(dòng)形成航標(biāo)位置監(jiān)測(cè)程序，監(jiān)測(cè)航標(biāo)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，掌握航標(biāo)狀態(tài)，就是北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)中，終端接收與識(shí)別程序?qū)嶋H運(yùn)用的具體體現(xiàn)。

同時(shí)，航標(biāo)遙測(cè)遙控過(guò)程中，蜂窩數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)用等方面，也是北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控程序運(yùn)用的體現(xiàn)，這些技術(shù)都為航標(biāo)智能化管理的發(fā)展提供了技術(shù)支持。

4.結(jié)論

綜上所述，基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)問(wèn)題探討，是數(shù)字化技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中合理運(yùn)用的理論歸納，對(duì)當(dāng)代新技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用具有指導(dǎo)性作用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論，從簡(jiǎn)潔而全面的總體結(jié)構(gòu)、中央控制系統(tǒng)、組網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)、終端接收與識(shí)別程序?qū)用?，?duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究。因此，淺析基于北斗的航標(biāo)遙測(cè)遙控單元設(shè)計(jì)問(wèn)題，將為當(dāng)代航標(biāo)遙測(cè)遙控技術(shù)的升級(jí)提供借鑒。

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