北斗短報文在廣電應(yīng)急廣播中的應(yīng)用

+孫功憲

（泰斗微電子科技有限公司 ）

一、廣電應(yīng)急廣播體系及其面臨的挑戰(zhàn)

廣電應(yīng)急廣播體系是國家應(yīng)急體系、公共服務(wù)體系的重要組成部分。廣播電視遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、分級建設(shè)、安全可靠、快速高效、平戰(zhàn)結(jié)合的基本原則，統(tǒng)籌利用現(xiàn)有廣播電視資源，建設(shè)形成中央、省、市、縣四級統(tǒng)一協(xié)調(diào)、上下貫通、可管可控、綜合覆蓋的全國應(yīng)急廣播體系，向城鄉(xiāng)居民提供災(zāi)害預(yù)警應(yīng)急廣播和政務(wù)信息發(fā)布、政策宣講服務(wù)。應(yīng)急廣播技術(shù)系統(tǒng)由國家、省、市、縣四級組成。

廣電大喇叭經(jīng)過七八年時間的發(fā)展，目前已經(jīng)覆蓋全國主要省份的大多數(shù)縣市的自然村，發(fā)揮著重要作用，實現(xiàn)了自然村的語音通播、分區(qū)組播和點對點廣播，針對各類突發(fā)公共事件，實現(xiàn)文字、圖片、視頻等多媒體信息的發(fā)布，支持全網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測及參數(shù)遠(yuǎn)程配置，也是老百姓讀書看報、科學(xué)技術(shù)、新聞等重要生活學(xué)習(xí)平臺。

以廣東省為例，2015年農(nóng)村大喇叭建設(shè)就已經(jīng)覆蓋全省40個縣5263個行政村。2020年初1-3月份疫情期間，各級疫情防控指揮部利用農(nóng)村大喇叭發(fā)布信息1300多萬次，覆蓋12032個行政村，覆蓋3000多萬人。“覆蓋廣、靶向準(zhǔn)”是大喇叭播報的優(yōu)勢。在農(nóng)村尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)，大喇叭能讓廣大群眾第一時間獲取突發(fā)應(yīng)急信息，而且支持客家話、潮州話等方言播報。

國外有利用直播衛(wèi)星DTH開展應(yīng)急廣播，國內(nèi)戶戶通也開展了相關(guān)的試驗和試點工作，其主要原理是利用區(qū)域編碼或位于衛(wèi)星接收機中的智能卡卡號觸發(fā)，在待機或者開機情況下切換到應(yīng)急廣播的電視頻道收看，是廣電體系應(yīng)急廣播大喇叭的有益補充。但是功能相對單一，主要是音視頻播放，面對的用戶是單個家庭用戶，只能在用戶未關(guān)閉機頂盒情況下實現(xiàn)，用戶如果不在家中也無法收看。

縣級應(yīng)急廣播體系包括應(yīng)急廣播平臺、應(yīng)急廣播傳輸覆蓋網(wǎng)、終端應(yīng)急廣播大喇叭，覆蓋每個自然村，然而在實際應(yīng)用中面臨著一些問題和挑戰(zhàn)：

●廣電總局頒布了《GD/J 089—2018應(yīng)急廣播大喇叭系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范要求》，在該規(guī)范中要求傳輸大喇叭前端和終端的運行狀態(tài)、終端播發(fā)情況，可以采用3G、4G、GPRS、短信、IP等傳輸方式，因地制宜采用安全保護(hù)措施后實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳，實際上定義了回傳通道但是未規(guī)定具體的上行、下行的傳輸方式。（參見圖1）

圖1 廣電應(yīng)急廣播終端回傳體系

圖2 北斗RDSS短報文通信

2008年5月，“北斗”在汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用

●我國幅員遼闊，很多自然村位于偏遠(yuǎn)、地形復(fù)雜的地區(qū)，往往無公網(wǎng)信號、布置有線網(wǎng)絡(luò)成本也較高。這些地區(qū)又恰恰是容易發(fā)生突發(fā)事件的重點地區(qū)。

●在發(fā)生突發(fā)事件如地震、臺風(fēng)、泥石流等時，更需要緊急廣播。但此時，往往公用網(wǎng)絡(luò)發(fā)生癱瘓，無法使用，嚴(yán)重影響到應(yīng)急廣播的效果。

●沒有位置和時間信息，不利于資產(chǎn)的管理，設(shè)備工作狀態(tài)是否正常也無法實時了解。

二、北斗短報文及其在應(yīng)急廣播中的應(yīng)用

我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段組成，由35顆衛(wèi)星組網(wǎng)構(gòu)成。其中北斗一代于2000年開始使用，又稱為RDSS，服務(wù)中國，屬于軍民兩用技術(shù)。北斗二代于2012年開始使用，又稱為RNSS，覆蓋亞太地區(qū)。2020年，北斗三代開始使用，覆蓋全球。RDSS更多屬于衛(wèi)星通訊的范疇，可以提供有源定位與短報文服務(wù)，最先為我國大眾所知是2008年的汶川地震，大顯神威，為應(yīng)急指揮、救援起到了重要的作用。

北斗短報文系統(tǒng)中，地面中心站是RDSS業(yè)務(wù)的控制中心，GEO衛(wèi)星構(gòu)成地面中心站與用戶 之間的無線電鏈路，共同完成RDSS無線電測定業(yè)務(wù)。地面中心站和衛(wèi)星之間是通過C波段進(jìn)行通信，終端和衛(wèi)星之間通過L/S波段進(jìn)行通信。每一次定位或者交互通信需經(jīng)過M型鏈路無線連接。北斗RDSS主要功能包括定位、單雙向授時、短報文通信，定位精度優(yōu)于 50-100米，授時精度單向 100納秒/雙向 20納秒，短報文通信一般為民用三級60s/300s通信卡。北斗一代在地震、臺風(fēng)、泥石流等自然災(zāi)害發(fā)生時，起到了非常重要的作用。

北斗短報文在廣電應(yīng)急廣播應(yīng)用的系統(tǒng)框圖如圖4。

圖3 北斗在汶川地震、臺風(fēng)時發(fā)揮重要作用

圖4 北斗RDSS在廣電應(yīng)急廣播的應(yīng)用

北斗短報文主要提供如下功能：

●補盲應(yīng)用：很多自然村存在很多無公網(wǎng)信號區(qū)域，無短信、GPRS、3G、4G、5G、IP等網(wǎng)絡(luò)信號，利用RDSS系統(tǒng)可以將該區(qū)域數(shù)據(jù)回傳到縣應(yīng)急廣播平臺。

●當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時，公共網(wǎng)絡(luò)癱瘓，縣級應(yīng)急廣播平臺可以利用RDSS系統(tǒng)對鄉(xiāng)級應(yīng)急廣播平臺、村級應(yīng)急廣播平臺及應(yīng)急終端進(jìn)行指令下發(fā)（或短信息下發(fā)）和數(shù)據(jù)回傳，并通過大喇叭轉(zhuǎn)換成語音、顯示屏轉(zhuǎn)化為文字。

●備份應(yīng)用：可以用RDSS系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)指令下發(fā)和數(shù)據(jù)回傳的備份通道。

利用北斗短報文的定位功能，還可以對大喇叭終端實現(xiàn)GIS可視化管理，實現(xiàn)北斗RDSS定位的位于偏遠(yuǎn)地區(qū)的資產(chǎn)GIS管理，而且可以實時回傳設(shè)備的位置，并且?guī)в袝r間信息，如圖5所示。

北斗短報文與應(yīng)急廣播的結(jié)合，國內(nèi)已經(jīng)有成熟的行業(yè)應(yīng)用案例可以借鑒。中國氣象局于2018年頒布了氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《QX/T 417-2018北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)氣象信息傳輸規(guī)范》，利用短報文優(yōu)勢，擺脫了無電源、無地面網(wǎng)絡(luò)信號條件下的限制，實現(xiàn)衛(wèi)星播發(fā)預(yù)警、太陽能終端大喇叭、顯示屏接收信息等功能。國家氣象信息中心以及多個省市氣象局組織了基于北斗短報文的氣象應(yīng)急系統(tǒng)招標(biāo)，取得了良好的效益。

三、北斗短報文應(yīng)急廣播的優(yōu)勢

和傳統(tǒng)的應(yīng)急廣播相比，采用北斗短報文的應(yīng)急廣播具有如下優(yōu)勢：

●不受地形環(huán)境和氣候限制，無通信盲區(qū)，傳送距離遠(yuǎn)，全天候在線；

●在重大自然災(zāi)害時，可以繼續(xù)保持通信；

圖5 基于北斗RDSS的可視化資產(chǎn)管理

●可采用短報文方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，實時傳輸大喇叭終端狀態(tài)；

●良好的加密功能，用戶終端采用一戶一密，安全加密性好，用戶數(shù)據(jù)不受干擾，可保證用戶數(shù)據(jù)通信安全；

●一次性投入，終身免費試用；

●可以提供本地位置和時間，可以擴展基于位置和時間的應(yīng)用，可實現(xiàn)資產(chǎn)定位管理。

四、展望

應(yīng)急廣播作為突發(fā)事件時的指揮及公共服務(wù)體系，北斗短報文具有全天候無盲點不受突發(fā)事件以及地形影響的特點，都是應(yīng)急之利器，兩者強強聯(lián)合，將大大提高我國應(yīng)急廣播服務(wù)的水平，是一項重大的民生工程。SATNET