北斗衛星定位導航系統在人防系統中的應用

康海霞 肖攀

【摘要】 分析了北斗衛星定位導航系統的現狀，介紹了北斗衛星定位導航系統在各級人防單位中的應用，探討了整套系統的功能框架結構及系統組成，最后對整個系統的安全進行了設計。

【關鍵詞】 北斗導航 定位 功能框架結構 人防系統

一、前言

北斗衛星導航系統是中國自行研制開發的衛星定位與通信系統，是國際上除美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯的GLONASS之后第三個獨立、完整的衛星導航系統。

北斗衛星導航試驗系統不僅能夠提供定位服務，其獨特的RDSS定位方式還提供了GPS所不具備的服務功能——短報文通信，這一功能使北斗系統成為可以獨立構成覆蓋區域內的監測，監控、調度指揮系統。而GPS則必須借助另外的通信系統來完成這些功能。這在通信不暢的地區，尤其是邊遠地區、海洋地區，比GPS更具有優勢。基于北斗衛星導航定位的人防應急指揮系統能適應人防特殊性的需求，充分服務于人民防空作戰、人防演練和應急救援等實踐活動。

二、系統框架結構

2.1框架結構

人防衛星導航定位系統由國家、軍區、省、市人防指揮中心以及各種北斗導航定位終端組成。各中心基于北斗衛星實現相互之間的通信和調度，如下圖所示。

2.2系統組成

人防衛星導航定位系統由省人防辦北斗衛星指揮平臺、各市人防辦北斗衛星指揮平臺、區縣人防辦北斗衛星應用終端和各級車載型用戶機、手持型用戶機、時統系統設備、基礎地理信息平臺、定位導航數據庫、電子地圖、人防北斗應急指揮軟件等組成。

2.3應用模式

人防專業隊伍指揮管理是人防衛星導航定位的典型應用場景，人防專業隊伍指揮管理的業務流程主要包括判斷態勢、定下決心、制定方案和組織實施幾個環節。衛星導航定位系統的應用主要集中在組織實施環節，對于省/市人防指揮機構主要包括統一作戰時間、下達任務、監控行動和調整方案等過程，對于人防專業隊伍主要是統一作戰時間、接收任務、實施行動和反饋情況等過程。統一作戰時間基于北斗衛星導航系統提供的軍用標準時間進行，各級指揮機構用北斗用戶機提供的時頻信息統一各級指揮信息系統的時間，并且按照上級指揮機關下達的指令統一設置作戰時間。

三、關鍵技術及解決途徑

3.1位置報告更新率的提高

位置報告更新率是指在一個指揮監控系統中，指揮機關對下屬單位位置數據獲取的時間間隔，也可以說是單位時間內獲得的位置數據的個數。一般來說，位置報告更新率越高，指揮機關對下屬單位位置的了解實時性就越好，對實際位置了解的準確程度也越高。在基于北斗衛星導航系統RDSS服務的指揮監控系統中，有兩個因素制約著位置報告更新率的提高。

1）由于RDSS方式通信帶寬的限制，對每一個用戶的服務頻度也有限制，如工作于RDSS方式的普通級別北斗用戶機的服務頻度為60秒一次。這樣對采用RDSS監控方式的指揮機來說至少60秒才能獲得一次下屬單位的位置。如果出現當次定位不成功則上級獲得下屬單位位置的時間比60秒還要長。

2）對一個用戶來說，每一次請求RDSS服務只能選擇一種服務方式，要么是定位服務，要么是通信服務。當用戶機請求通信服務時，則不能夠定位。此時采用RDSS監控方式的上級指揮機也就無法獲取下屬單位的位置。只有當下級用戶機請求定位服務時才有可能獲得下級單位的位置。

3.2提高位置報告更新率的技術途徑

1）改變僅依靠RDSS方式的監控模式

采用RDSS方式的監控模式有其優點，就是實現方式簡單，又不額外占用北斗導航衛星RDSS信道的帶寬。北斗衛星導航區域系統建成以后，不僅可以提供RDSS服務。還可以提供RNSS服務，因此就為提高位置報告更新率創造了條件。對于一般單位，仍然可以采用RDSS監控方式。而對于重點監控對象單位，這個單位的用戶機可以改變工作模式，RNSS方式定位+RDSS方式報告位置的工作模式，利用RNSS定位方式，可以每秒定位一次，而每一次RDSS服務都是報文通信服務，進行位置報告。這樣基本上可以保證上級指揮機關每60秒獲得一次下屬單位的新位置。

2）利用其它通信手段

人防指揮系統中裝備有多種通信設備，如衛星通信，短波、超短波無線通信、網絡通信、移動通信等，這些通信手段的帶寬遠遠大于北斗衛星導航系統RDSS服務的帶寬。因此可以考慮利用這些通信手段來提高位置報告更新率。解決途徑有2點：①在人防信息化系統的通信系統設計中與考慮與人防北斗衛星導航定位的連接問題；②設計一套人防北斗衛星導航定位系統位置及其他數據（報告、命令等）利用人防通信系統進行傳輸的通信協議，實現快速、準確地數據傳輸。

參 考 文 獻

[1]趙琳，丁繼成，馬雪飛.衛星導航原理及應用[M].西北工業大學出版社，2011.

[2] 康向陽，中國的GPS-北斗導航系統[J].天津航海，2007年 01期：23-25