航海保障事業(yè)中對(duì)使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的探索

王翔+葉引+彭國均

摘 要 主要研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及在航海保障事業(yè)中應(yīng)用的研究，針對(duì)航標(biāo)、測繪、通信、導(dǎo)航定位系管理中的應(yīng)用。就現(xiàn)在航海保障事業(yè)中的主要職責(zé)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的情況進(jìn)行介紹和分析，有優(yōu)勢和不足，通過詳細(xì)對(duì)比，進(jìn)行比較，提出針對(duì)AIS監(jiān)管、搜救、避碰、通信方面的應(yīng)用前景進(jìn)行了研究性的分析與展望。

關(guān)鍵詞 航海保障；北斗衛(wèi)星

中圖分類號(hào)：TN967.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）07-0004-02

從目前對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)及東海航海保障中心基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用來看，我國正在積極投身建設(shè)的空間站的目標(biāo)，例如北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是完全可以解決以上問題的。對(duì)如今我國航海的保障基礎(chǔ)平臺(tái)有著積極的作用。這對(duì)促進(jìn)我國的航保事業(yè)發(fā)展是極其有意義的，這為維護(hù)我國國家海洋權(quán)益等方面更為廣闊。

1 建設(shè)與運(yùn)營簡介

1）系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)營。

我國自主設(shè)計(jì)、開發(fā)的、我國自主運(yùn)營的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以與其他的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行匹配，達(dá)到全球互用的目標(biāo)。系統(tǒng)既能提供極高精度、極高可靠性的定位、實(shí)時(shí)的導(dǎo)航和授時(shí)的服務(wù)，還具備收發(fā)短報(bào)文通信、差分位置信息的服務(wù)和完好性的服務(wù)特色，更是我國國家安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可或缺的最為重大的空間信息化基礎(chǔ)設(shè)施。

2）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成框架。

北斗系統(tǒng)現(xiàn)由過去的一代和二代進(jìn)行升級(jí)，現(xiàn)在是五顆衛(wèi)星的區(qū)域性北斗衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，由用戶段，地面段，空間段三部分組成。

3）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三大最主要的功能。

第一是：短報(bào)文的通信功能，一次可傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息。

第二是：精密的授時(shí)，精度更高。

第三是：快速的定位與實(shí)時(shí)的導(dǎo)航，可以為用戶提供全天候、實(shí)時(shí)定位的服務(wù)，定位精度與GPS相當(dāng)，或者更高。

4）航海保障系統(tǒng)中應(yīng)用我國自主產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，未來會(huì)具有更為廣泛的應(yīng)用潛力。比如：航海保障數(shù)據(jù)收集、各種災(zāi)害的預(yù)報(bào)與監(jiān)測、船舶定位、船舶軌跡路演、遇險(xiǎn)搶救、海岸通信、航標(biāo)船應(yīng)急搜救、航海海圖測繪、航標(biāo)定位、船舶航行和安全的通信遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)等。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS的比較優(yōu)勢還是很明顯的。諸如：①在較高定位方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)GPS定位，傳統(tǒng)GPS定位精度為17米，而現(xiàn)在的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位為10米；②具備完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，多方面兼容其它GNSS系統(tǒng)等；③除具備定位、導(dǎo)航、授時(shí)、短信四大功能外，另外系統(tǒng)中AIS和羅蘭及VTS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的定位及傳輸；④在中國海域船舶流量較大，密度較大區(qū)域，定位和數(shù)據(jù)傳輸方面優(yōu)勢更為明顯。例如：上海的吳淞口、寧波舟山、珠江口等區(qū)域，在船舶的定位、導(dǎo)航、和短消息的就是鮮明案例。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在我國航海保障系統(tǒng)中管理的應(yīng)用

隨著我國港口泊位數(shù)量的增加，其中萬噸級(jí)泊位的增加數(shù)量更為迅速。其中，沿海港口新增吞吐能力將逐漸提高，面對(duì)現(xiàn)狀，作為航海保障單位，我們在未來需要提供哪些更為有效的服務(wù)呢？減少事故的發(fā)生，需要建立行之有效的通航環(huán)境，依靠什么提高航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展效能呢？答案是：依靠現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是電子和通信、空間信息化等高新技術(shù)，必須建立一套新的，并且行之有效的航海保障體系，對(duì)全球船舶、全天候、進(jìn)一步實(shí)時(shí)的、提供更可靠的通信、定位、導(dǎo)航和服務(wù)、進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)控，目的是更好的為航海保障事業(yè)的更加安全和高效提供了更為可靠的技術(shù)保證。現(xiàn)在，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的日益完善，其應(yīng)用突出的優(yōu)勢也會(huì)越發(fā)的明顯。

1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在我國航保事業(yè)中航標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用。

現(xiàn)代，航標(biāo)中絕大多數(shù)還是使用GPS的信號(hào)源作為AIS等的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕盘?hào)源，雖然開始逐步推進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位應(yīng)用，但是還有很多不足。例如：芯片等因素。然而，現(xiàn)在如果僅僅單一依靠GPS作為信號(hào)源，我國的航海保障事業(yè)總是脫離不開對(duì)國外的依賴，沒有獨(dú)立的自主性，在雙邊發(fā)生摩擦或者矛盾，會(huì)很被動(dòng)。在防止此種情況的發(fā)生下，必須找到一個(gè)有自主性的定位技術(shù)，因此，北斗系統(tǒng)的獨(dú)特價(jià)值就體現(xiàn)出來。在可以通過在航標(biāo)上安裝類似GPS信號(hào)模塊的終端，對(duì)航標(biāo)的定位進(jìn)行跟蹤和實(shí)施報(bào)送，并且可以通過北斗系統(tǒng)獨(dú)特的短報(bào)文模式，120字節(jié)，可以報(bào)送航標(biāo)的各種物理特性。而這種優(yōu)勢，是GPS不具備的。并且，現(xiàn)在北斗系統(tǒng)，在我國水域，尤其是船舶流量大，船舶密度高的區(qū)域，能使用這套系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的應(yīng)用開發(fā)，已經(jīng)被各相關(guān)單位提到重要的位置。未來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在航海保障事業(yè)中的發(fā)展將會(huì)有長足的進(jìn)步。

2）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通過系統(tǒng)的升級(jí)，可以協(xié)助海事的

調(diào)查。

船舶如果配備了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端，北斗衛(wèi)星的遙測過程中可以記錄航行和停泊船舶的位置和軌跡，還可以在海事事故的調(diào)查過程中，提供船舶航行的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的歷史回放，雙方的船舶運(yùn)營狀況和動(dòng)態(tài)一清二楚，責(zé)任雙方就非常容易辨別責(zé)任主體和責(zé)任比例。即使任何一方希望篡改歷史數(shù)據(jù)，也是不可能的。

3）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以對(duì)航海保障事業(yè)中船舶及航標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行回放。

航標(biāo)浮筒是航海保障事業(yè)的重要業(yè)務(wù)之一，但是船舶在航行過程中，無意間碰撞浮筒，導(dǎo)致浮筒漂失的案例屢見不鮮。如果在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持下，肇事船舶和浮筒的運(yùn)動(dòng)軌跡可以在數(shù)據(jù)庫中顯見，可以在不同時(shí)刻，船舶和浮筒的運(yùn)動(dòng)軌跡有交匯時(shí)刻即為碰撞。同樣，在船舶與船舶的碰撞中也是如此。

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用展望

隨著進(jìn)一步對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用研究，必將對(duì)航海保障事業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)有著重大的作用。如：搜救、海洋清污、航標(biāo)、船舶定位、船舶航速、航海數(shù)據(jù)路演、航運(yùn)數(shù)據(jù)收發(fā)、航運(yùn)經(jīng)濟(jì)信息的支持等多方面有著更為顯著的作用。

4 結(jié)束語

總體看來，我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)確實(shí)還有一些的不足，例如：雖然北斗衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)是我國擁有自主產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以在任何的地點(diǎn)、任何的時(shí)間為航海保障部門進(jìn)行航海保障服務(wù)的監(jiān)控和定位、船舶間及船岸間的通信。同時(shí)，綜合了地面無線電導(dǎo)航定位、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸、更加精準(zhǔn)授時(shí)等的優(yōu)點(diǎn)和過去的天文航海學(xué)中的定位與導(dǎo)航的原則，相當(dāng)于在外太空設(shè)置了一個(gè)無線電的導(dǎo)航臺(tái)，不只是打破了對(duì)GPS定位技術(shù)的依賴，未來也將在全國交通系統(tǒng)的航標(biāo)、測繪、通信等方面發(fā)揮越來越積極和關(guān)鍵的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建，等.北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的民用應(yīng)用狀況及發(fā)展前景[J].衛(wèi)星應(yīng)用，2005，13（2）：36-43.

[2]葛飛.“北斗”導(dǎo)航接收機(jī)基帶處理系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2011.

[3]張?jiān)Ｋ?我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位原理及應(yīng)用前景探討[J].電子技術(shù)參考，2002，2（1）：6-13.

[4]曾廣明.船舶自動(dòng)識(shí)別儀（AIS）的避碰應(yīng)用[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007（5）：125-125.

[5]黃鵬飛，周建文，黃艷玉.AIS在海事調(diào)查處理中的應(yīng)用[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（06）.endprint