北斗衛(wèi)星通信在水文測報數(shù)據(jù)傳輸中的應用

【摘要】 自2002年我國就開始在水文測報數(shù)據(jù)傳輸中使用北斗衛(wèi)星，并根據(jù)研究結果建立了諸多北斗衛(wèi)星的水文遙測系統(tǒng)。2006年經統(tǒng)計顯示，使用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的水文測站已經超過800個。本文主要介紹了北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構成和通信工作方式，探討了其在水文遙測系統(tǒng)中的具體應用。

【關鍵詞】 北斗衛(wèi)星通信 水文遙測系統(tǒng) 應用

一、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的構成

（1）空間衛(wèi)星。空間衛(wèi)星主要組成部分是2-3顆地球同步衛(wèi)星，其主要職責是在運行的過程中，將用戶終端和地面發(fā)射站之間緊密結合，傳播兩者間的無線電信號，規(guī)范兩者間的正常聯(lián)系。所有衛(wèi)星都安裝了變頻轉發(fā)儀、波束天線，其中波束天線的作用是十分強大的。（2）用戶終端。用戶終端可劃分為兩類：指揮型和普通型。民用客戶終端主要包括四個軟硬件：用戶操作控制單元、北斗衛(wèi)星收發(fā)主機、民用通信協(xié)議以及北斗衛(wèi)星全向收發(fā)天線。其主要功能是處理空間衛(wèi)星與用戶終端上下行數(shù)據(jù)；具備通用的RS232C數(shù)據(jù)接口；處理用戶業(yè)務，發(fā)送其請求，接受用戶的數(shù)據(jù)。（3）地面站。地面站是一個中轉站，用于終端間的互相通信。其址位于北京，其民用定位與數(shù)據(jù)通信業(yè)務主要由神州天鴻中心站辦理，主要包括處理衛(wèi)星間的數(shù)據(jù)傳輸、響應用戶業(yè)務請求、完成用戶定位數(shù)據(jù)處理工作和通信數(shù)據(jù)的交換工作，并將所有交換而來的通信內容分發(fā)給相關用戶。此外，還包括用戶的注冊、管理等。

二、北斗衛(wèi)星通信的工作方式

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的基本功能是點對點雙向數(shù)據(jù)傳輸，主要方式是數(shù)據(jù)報告，傳輸形式是數(shù)據(jù)包，一次最大發(fā)送量為100butes信息、210個字節(jié)。主要工作方式是測站終端發(fā)送采用碼分多址直接擴頻序列調制，擴頻偽碼采用周期偽隨機序列，L波段為其發(fā)送頻率，經衛(wèi)星轉換后L波段變?yōu)镃波段，再由地面站接收，神州天鴻民用中心站對其進行處理后，送至衛(wèi)星，衛(wèi)星接收后將其轉換為S波段，而后發(fā)送到指揮終端或者測站終端，點對點通信即順利完成。反向發(fā)送過程亦是如此。

除此之外，還有一種方式，即在某個用戶群中，將主站的終端設備號碼，寫入其他終端設備的映像地址中，當此主站發(fā)送數(shù)據(jù)時，則群中所有采取同一波束的測站都能收到此信息。將此功能作為系統(tǒng)的廣播回執(zhí)，能有效減少中心站的發(fā)送次數(shù)和提高系統(tǒng)運行的通暢度。

三、具體應用

圖1即為北斗衛(wèi)星通信水情自動測報系統(tǒng)組成結構。主要包括水位、雨量遙測站、水情數(shù)據(jù)接收中心站、神州天鴻網管中心以及地面中心站。

其中，遙測站由電源、傳感器、北斗衛(wèi)星終端以及遙測終端組成。遙測站的核心是遙測終端，主要功能是采集水情信息，對北斗衛(wèi)星終端的指令接收和信息發(fā)送任務進行存儲與控制。目前，我國的芙蓉江江口、廣西西江、大渡河瀑布溝電站、烏江彭水、金沙江金安橋水電站等都已經采用了北斗衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸水情信息的水情自動測報系統(tǒng)。系統(tǒng)具有98%的暢通率，使用方便，處理信息快捷靈活，因此在我國被廣泛使用，其運行測站接近800個。

在此水文自動測報站中，北斗衛(wèi)星通信是其主信道，共具備1個中心站、3個分中心站、9個維護分中心以及145個遙測站。系統(tǒng)工作體制為定時召測、定時自報以及增量加報。接收方式為一發(fā)多收，具體而言，就是各維護分中心通過主信道對所轄遙測站信息進行接收。與此同時，各中心站和分中心站則同時接收所有遙測站的信息。定時自報則由中心站發(fā)送信息后進行確認，各遙測站接收通播信息并且確認后，則對其進行核對，看是否需要重發(fā)，并采取適當措施進行處理。定時召測則采用測站對信息進行發(fā)送后，看中心站是否發(fā)出召測指令，若有則及時響應，若無則遵循固有流程運行。

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的，技術更先進，信息安全性更好。目前北斗衛(wèi)星系統(tǒng)正逐步取代海事衛(wèi)星在我國水情自動測報領域廣泛應用。

參 考 文 獻

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