極端場景下應急通信保障手段二:北鬥短報文與定位系統

2020-11-30 騰訊網

中國的北鬥衛星導航定位系統，除了傳統的衛星定位功能，還有一項世界獨一無二的功能---北鬥短報文的功能。在國防、民生和應急救援等領域，都具有很強的應用價值。特別是災區移動通訊中斷，電力中斷或移動通信無法覆蓋北鬥終端的情況下，可以使用短消息進行通信、定位等。該技術也可以被用於緊急救援、野外作業、海上作業，以及遠程數據採集等系統。

北鬥系統最大的特色在於有源定位和短報文特色服務，不止解決了中國有無衛星導航系統的問題，還能將簡訊和導航結合，是中國北鬥衛星導航系統的獨特發明，也是一大優勢。也就是說，其他衛星導航系統只是告訴你什麼時間、在什麼地方，而北鬥衛星導航系統除了讓你知道在什麼時間、什麼地方之外，還可以將你的位置信息發送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況，解決了何人、何事、何地的問題。具有非常重要的軍用和民用價值，應用前景非常廣闊。北鬥短報文在應急救援通信場景具有巨大的作用和意義。

有源定位和無源定位

當衛星導航系統使用有源時間測距來定位時，用戶終端通過導航衛星向地面控制中心發出一個申請定位的信號，之後地面控制中心發出測距信號，根據信號傳輸的時間得到用戶與兩顆衛星的距離。除了這些信息外，地面控制中心還有一個資料庫，為地球表面各點至地球球心的距離，當認定用戶也在此不均勻球面的表面時，三球交匯定位的條件已經全部滿足，控制中心可以計算出用戶的位置，並將信息發送到用戶的終端。北鬥的試驗系統完全基於此技術，而之後的北鬥衛星導航系統除了使用新的技術外，也保留了這項技術。

當衛星導航系統使用無源時間測距技術時，用戶接收至少4顆導航衛星發出的信號，根據時間信息可獲得距離信息，根據三球交匯的原理，用戶終端自行可以自行計算其空間位置。此即為GPS、GALILEO、GLONASS所使用的技術，北鬥衛星導航系統也使用了此技術來實現全球的衛星定位。

北鬥系統一代衛星數量較少，採用有源定位方案，升級到二代後，轉為無源定位方案。

短報文通訊

短報文通訊是「北鬥衛星導航系統」的一大特色，即可為用戶機與用戶機、用戶機與地面中心站之間提供每次最多120個漢字或1680比特的短報文通訊服務。每個用戶機都有唯一的一個ID號，並採用1戶1密的加密方式，通訊均需經過地面中心站轉發。其流程是：

（1）短報文發送方首先將包含接收方ID號和通訊內容的通訊申請信號加密後通過衛星轉發入站；

（2）地面中心站接收到通訊申請信號後，經脫密和再加密後加入持續廣播的出站廣播電文中，經衛星廣播給用戶；

（3）接收方用戶機接收出站信號，解調解密出站電文，完成一次通訊。

與定位功能相似，短報文通訊的傳輸時延約0.5秒，通訊的最高頻度也是1秒1次。

短報文功能使得配置北鬥終端的一線救援隊員在其他通信手段無效的情況下，通過北鬥終端雙向短報文功能保持與外界的聯繫。

北鬥三號

相較與北鬥二代的區域組網，北鬥三代真正實現了全球組網。隨著北鬥三代全球組網成功，將為全球定位、授時、導航服務，特別是支持RNSS+RDSS。

RNSS+RDSS的簡介

RNSS是一種衛星無線電導航業務，由用戶接收衛星無線電導航信號，是一種衛星無線電導航業務，自主完成至少到4顆衛星的距離測量，進行用戶位置，速度及航行參數計算；

RDSS是一種衛星無線電測定業務，用戶至衛星的距離測量和位置計算無法由用戶自身獨立完成，必須由外部系統通過用戶的應答來完成。通過用戶應答，在完成定位的同時，完成了向外部系統的用戶位置報告，還可實現定位與通信的集成，實現在同一系統中的NAVCOMM集成。

產品推薦

下面小編為大家介紹幾款北鬥手持終端：

合眾思壯：北鬥高精度手持機-G659

集思寶 G659 是合眾思壯推出的一款基於安卓作業系統的北鬥高精度手持機。採用高精度螺旋天線，專業定位模組，支持合眾思壯高精度差分算法，能夠達到亞米級定位精度。具有工業級防護能力，搭載 3.2 寸高亮觸控螢幕及實體按鍵。

北鬥天匯：北鬥 6S 手持型用戶機

北鬥 6S 手持型用戶機是一款集北鬥 RDSS、北鬥 RNSS、GIS 和 GPRS 與安卓操作平臺於一體的手持式智能移動終端，單兵綜合集成度高，具備北鬥衛星導航系統和全球衛星定位系統的單系統及雙系統的組合定位功能；具有北鬥短報文的收發功能並能夠實現災區內的應急通信保障；能夠依託北鬥衛星導航系統實現災情特情位置的上報；支持北鬥導航、北鬥授時、移動語音通訊和數據通信、電子羅盤定向等功能。此外，該終端設備還可以廣泛應用於國家安全、國防動員、邊海防管控、人防信息工程等領域。

翼·Phone G1

翼·Phone G1 手持型北鬥 RDSS/RNSS/GPS 三模智能移動通信終端主要面向民政，海事、軍警防恐救災等行業用戶，具有北鬥 RDSS 短報文通信、北鬥二代/GPS 導航定位等功能，滿足用戶野外導航定位、監控數據的傳輸以及重要信息的安全通信等需求。

華辰北鬥：彩途 C88

彩途 C88 為新一代 FY 系列升級款手持機，區別於 C86，觸屏操作與按鍵結合，滿足各種野外操作需求，增加通信功能，可以支持北鬥、GPS、GLONASS 單獨或組合定位；點、線、面的數據採集，開放的地圖架構，內置全國地圖，支持用戶自製矢量地圖、等高線地圖、衛星影像和各類柵格地圖；

作者簡介：

張立群：對講機世界籤約作者，北鬥晶片設計工程師。

本文僅代表作者觀點，與平臺立場無關。

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    作為獨立自主的大國，建立中國的衛星導航、定位和授時系統對保障國民經濟的正常運行和國防安全都至關重要。一個國家必須有自己獨立的坐標系統，要確定這個坐標系統，全球衛星導航是最重要的手段之一。如果沒有自己的導航系統，勢必要用國外的，這樣可靠性和安全性方面都沒有保證。
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    「吉星」是北鬥三號全球導航系統中功能最強、信號最多、承載最大、壽命最長的衛星，它將覆蓋我國及周邊地區，主要實現報文通信、導航服務、精密定位、星基增強等功能。　　北鬥三號全球系統空間段由30顆組網衛星組成，包括MEO衛星(中軌道衛星)、GEO衛星(地球同步軌道衛星)和IGSO衛星(傾斜地球同步軌道衛星)三種不同類型的衛星。
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    從區域應用來講，北鬥三號在中國及周邊地區，所提供的增強服務、精密單點定位服務將為北鬥高精度的泛在化應用奠定堅實基礎，可以更好地支撐如智能網聯汽車、無人系統等高精度應用，同時有可能催生出更多的大眾高精度應用需求。區域短報文通信服務容量的提升、通信能力的增強、使用功耗的降低，都將極大提升北鬥短報文這一特色服務功能的應用市場空間。
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    據新華社西昌3月9日電今天19時55分，我國在 西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭，成功發 射北鬥系統第 54 顆導航衛星。衛星順利進入預定軌 道，後續將進行變軌、在軌測試、試驗評估，適時 入網提供服務。這是北鬥三號第 29 顆全球組網衛星，同時也是 第 2 顆地球靜止軌道衛星。此類衛星在星基增強、 短報文通信、精密單點定位等特色服務上發揮關鍵 作用。
  • 中國的北鬥系統這麼強悍,iphone為什麼不支持北鬥定位
    中國北鬥衛星導航系統（BDS）是中國自行研製的全球衛星導航系統，也是繼GPS、GLONASS之後的第三個成熟的衛星導航系統。作為中國自主研發的導航系統，北鬥導航到底強不強？中國人自豪，國外鄙夷，這都不是事，且看真實事件：2008年北鬥系統剛組建不久，那年卻發生了可怕的汶川大地震，震區通信設備全部中斷，爭分奪秒救人是第一要務。可是面對複雜和無信號的震區情況，救援部隊沒有眼睛不行。GPS信號也無法準確定位，大家都很無助。
  • 北鬥衛星導航系統交通運輸行業應用專項規劃(公開版)
    規範北鬥短報文通信在交通安全應急領域的應用。　　研究行業北鬥應用相關標準。持續推動北鬥系統標準化「走出去」。在相關國際組織的工作框架下，繼續推進標準、指南等文件的制定和修訂工作。建立行業北鬥系統應用標準規範體系，納入交通運輸標準化體系。
  • 第54顆北鬥導航衛星發射 西安科技助北鬥三號全球組網迎賽點
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  • 通信信息中心發布北鬥三號高精度定位模組
    1月24日，中國交通通信信息中心在第十一屆中國衛星導航年會上召開了交通運輸行業北鬥系統應用工作成果及後續重點方向發布會。當日，通信信息中心發布了一款北鬥三號高精度定位模組。該模組由通信信息中心與合作夥伴共同研發，採用高度集成的一體化SOC晶片，支持慣導擴展功能，可確保在複雜環境下實現定位捕獲，具有穩定的定位跟蹤性能。
  • 北鬥應用，電網嘗先
    隨著北鬥三號全球衛星導航系統開通，與我們生活密切相關的電力系統如虎添翼，利用北鬥系統釐米級、毫米級精確定位服務、從毫秒級提升到納秒級的高精度授時，及其短報文覆蓋光纖網絡和無線公網信號盲區的獨有通信功能，使電力系統安全性和管理精益化水平躍上新臺階，成為最先得益的社會巨系統。「高精度授時在電網調度領域意義重大。」
  • 詳解北鬥衛星導航系統:獨立自主、穩定覆蓋全球
    北鬥衛星導航系統，促進衛星導航產業鏈形成，形成完善的國家衛星導航應用產業支撐、推廣和保障體系，推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。該系統可在全球範圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務併兼具短報文通信能力。[3]中國以後生產定位服務設備的產商，都將會提供對GPS和北鬥系統的支持，會提高定位的精確度。
  • 北鬥衛星與我們生活的聯繫
    交通北鬥衛星導航系統是助力實現交通運輸信息化和現代化的重要手段其中巡林員巡林、森林防火等使用了北鬥特有的短報文功能。主要包括漁船出海導航、漁政監管、漁船出入港管理、海洋災害預警、漁民短報文通信等等應用。特別是在沒有移動通信信號的海域，使用北鬥系統短報文功能，漁民能夠通過北鬥終端向家人報平安，有力保障了漁民生命安全、國家海洋經濟安全、海洋資源保護和海上主權維護。
  • 北海航海保障中心北極東北航道通信保障工作研究取得四方面成效
    2019年，作為落實《交通強國建設綱要》「構建互聯互通，面向全球的交通網絡，維護國際海運重要通道安全與暢通」重要任務的具體舉措，在交通運輸部海事局的領導下，9月10日至9月22日，北海航海保障中心組織中國交通通信信息中心、中國電波傳播研究所、中遠海運特種運輸股份有限公司、國家無線電監測中心烏魯木齊觀測站、國家廣電總局二〇一臺、天津市無線電管理委員會、天津海洋中心氣象臺等多家單位聯合開展北極東北航道隨船綜合通信測試工作
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  • 中國的北鬥!世界的北鬥!一流的北鬥!
    二、提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。 三、創新融合了導航與通信功能，具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力，系統功能高度集成，實現了集約高效。
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    國家電網有限公司(下稱「國網」)位於當地的電網線路被截斷，導致電力無法正常供應，所有電力通信設備都已癱瘓，抗震救災指揮部完全無法與震中取得聯繫。危急時刻，抗震救災指揮部緊急調動了剛開始建設不久的北鬥系統，將北鬥系統震中地區的數據連結到了指揮部。指揮部接收到了第一個來自北鬥系統的定位信號。信號顯示，對方正向汶川地區高速前進，經短報文確認，這是一支武警救援部隊。