北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海警艦艇的應(yīng)用研究

單艷偉

摘 要：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼?zhèn)淞藗鹘y(tǒng)天文定位和地面無線電導(dǎo)航定位的優(yōu)點(diǎn)，在世界舞臺上迅速崛起。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的獨(dú)立運(yùn)行的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防軍事安全等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文分析了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，研究了其在海警艦艇執(zhí)勤執(zhí)法方面的應(yīng)用。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷完善和服務(wù)提升，必將海警艦艇實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用發(fā)揮不可替代作用。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng);海警艦艇;應(yīng)用研究;GPS

中圖分類號：U666.134? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0050-02

1引言

中國一直高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制和建設(shè)，努力探索和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)且獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。[1]隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和軍事現(xiàn)代化的不斷深入，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)扮演著越開越重要的角色。上世紀(jì)末期，我國就開始著手北斗試驗(yàn)系統(tǒng)的建立。目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼顧有源與無源相結(jié)合體制，正穩(wěn)步從區(qū)域?qū)Ш较蛉蚍?wù)拓展。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段，地面段，用戶段三部分組成。空間段包括若干顆同步軌道衛(wèi)星、中地球軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星;地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站;用戶段包括使用北斗芯片的終端、手持機(jī)等，也就是車輛或艦船上安裝的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)接收機(jī)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開放服務(wù)指在服務(wù)區(qū)提供免費(fèi)定位、測速和授時(shí)服務(wù)。授權(quán)服務(wù)則是向授權(quán)用戶提供更加安全與精度更高的定位、測速和授時(shí)服務(wù)，在重點(diǎn)服務(wù)區(qū)域還提供短報(bào)文增強(qiáng)功能服務(wù)。[2]

2 北斗系統(tǒng)主要功能

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要功能包括快速定位、精密授時(shí)和短報(bào)文通信功能。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速定位主要是指用戶通過北斗終端設(shè)備接收衛(wèi)星信號，經(jīng)過位置解算，從而及時(shí)獲得用戶的位置信息。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速定位功能應(yīng)用包括航天飛行器的定位與控制、交通導(dǎo)航與監(jiān)控等，有力推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。[3]尤其是在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步加速了我國軍事現(xiàn)代化建設(shè)的步伐，對提升我國的綜合軍事實(shí)力具有重要意義。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用星載氫原子鐘技術(shù)，衛(wèi)星上攜帶有一個(gè)或多個(gè)精準(zhǔn)的原子鐘，且衛(wèi)星導(dǎo)航的授時(shí)不受地球自轉(zhuǎn)、地磁等自然環(huán)境因素影響，提供精密授時(shí)服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時(shí)技術(shù)已經(jīng)逐步成熟并開始應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。

有些北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶端具有短報(bào)文通信功能，一次可傳送120個(gè)字符或420個(gè)代碼的訊息量。短報(bào)文通信功能是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)區(qū)別于美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)。除北斗系統(tǒng)外的其他三個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只具備導(dǎo)航定位功能，不具備通信功能。而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)則很好地解決了這一問題，不僅使用戶準(zhǔn)確知道自己的位置信息，還能通過短報(bào)文通信功能和外界取得聯(lián)系，使對方及時(shí)了解自身情況，這使得北斗系統(tǒng)在救援工作中優(yōu)勢更加突出。比如在2008年的汶川大地震的救援中，由于許多基礎(chǔ)通信設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，使通往地震重災(zāi)區(qū)的移動手機(jī)信號完全中斷，而首批抵達(dá)地震重災(zāi)區(qū)的武警官兵，通過攜帶的北斗系統(tǒng)手持終端機(jī)發(fā)出了地震重災(zāi)區(qū)的每一束生命急救電波，使外界及時(shí)了解災(zāi)區(qū)情況，為下一步救援工作的展開爭取了寶貴時(shí)間。另外，短報(bào)文通信功能在海上救援工作也起到了關(guān)鍵作用，使遇難船舶與救援組織及時(shí)取得聯(lián)系，有利于救援部門及時(shí)了解情況并制定最優(yōu)援救方案。

3在海警部隊(duì)的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)為軍民雙方提供服務(wù)。在作戰(zhàn)指揮方面，對兵力和武器的時(shí)間和空間位置進(jìn)行定位和控制是完成作戰(zhàn)任務(wù)的基本條件，指揮員在一定空間和時(shí)間內(nèi)通過合理署兵力達(dá)成一定軍事目的。[4]北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建立從根本上解決了軍事衛(wèi)星應(yīng)用受制于人的這一歷史問題。海警部隊(duì)作為一支現(xiàn)役武警部隊(duì)，肩負(fù)著打擊海洋經(jīng)濟(jì)犯罪、保護(hù)沿海人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重任，是維護(hù)海上經(jīng)濟(jì)秩序的重要武裝力量。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是海警執(zhí)勤執(zhí)法的重要幫手。海警艦艇巡航海域廣，水道環(huán)境復(fù)雜，鄰近多個(gè)國家邊境。如何在最短的時(shí)間趕赴執(zhí)勤地點(diǎn)并占領(lǐng)有利陣位開展有效的執(zhí)勤行動，成為企需解決的關(guān)鍵問題。對一些較兩國分界的敏感執(zhí)勤區(qū)域，北斗系統(tǒng)精確的定位功能對于減少或避免不必要的執(zhí)勤分界爭端十分有效。通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，對于水面遇險(xiǎn)船舶或群眾的求救，海警艦員可獲得遇險(xiǎn)對象的準(zhǔn)確位置，一定程度上加快了救援速度。用戶使用北斗系統(tǒng)終端機(jī)發(fā)起通信請求，地面控制中心對通信報(bào)文進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā)。北斗系統(tǒng)提供的通信功能是雙向的，用戶機(jī)既可以發(fā)送短信也可以接收信息。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的這一特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)海警艦艇和遇險(xiǎn)對象的實(shí)時(shí)通信，不僅知道“你在哪”而且知道“你在那邊情況怎么樣”，使海警指揮員可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整救援方案，更好更快地救助海上遇險(xiǎn)對象，盡最大可能減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有保密性好、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，這對加快海警艦艇出警速度，提升海警艦員的執(zhí)勤執(zhí)法能力，具有重大意義。尤其在戰(zhàn)時(shí)，一旦美國對我區(qū)域用戶關(guān)閉GPS服務(wù)或者故意提供錯誤位置信息，將會使海警部隊(duì)處于被動境地。如今大多海警艦艇已經(jīng)裝備北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，一定程度上降低了GPS依賴風(fēng)險(xiǎn)。隨著終端設(shè)備的普及，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在海警部隊(duì)發(fā)揮越來越重要的作用。

3.1在海警艦艇定位方面的應(yīng)用

快速準(zhǔn)確的定位是保障艦艇航行安全的關(guān)鍵。作為一支特殊的武裝力量，海警艦艇部隊(duì)肩負(fù)著維護(hù)國家海洋權(quán)益，打擊海上違法犯罪的神圣使命。如何采取有效措施保證航行安全，使海警部隊(duì)迅速完成上級授予的各項(xiàng)任務(wù)成了解決問題的關(guān)鍵所在。通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)高精度艦艇位置，結(jié)合接收機(jī)的電子海圖功能，正確引導(dǎo)艦艇按計(jì)劃航線航行。一旦偏離計(jì)劃航線，及時(shí)修正航向，保證艦艇航行安全。為了確保海警艦艇在復(fù)雜氣象海況下航行安全，也可以充分利用北斗地面控制中心掌握艦艇位置，實(shí)現(xiàn)海警支隊(duì)或指揮中心等上級指揮機(jī)關(guān)對海警艦艇的動態(tài)監(jiān)控。

3.2在搜救海上遇險(xiǎn)遇難船只方面的應(yīng)用

海警部隊(duì)有責(zé)任保護(hù)人們海上生命財(cái)產(chǎn)安全，當(dāng)遇到海上突發(fā)情況或有漁民求助時(shí)，海警艦艇都會立即出動，解救人民群眾和遇險(xiǎn)遇難船只。使用電臺通過公共頻道和遇險(xiǎn)遇難船舶取得聯(lián)系并獲知對方具體經(jīng)緯度，從而及時(shí)趕到遇難海域?qū)嵤┚仍５牵龅綇?fù)雜海況時(shí)，電臺信號不清晰，加大了搜尋工作難度，對搜尋工作造成不利影響。而通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)則能很快確定船舶即時(shí)位置，通過其特有的短報(bào)文通信功能實(shí)現(xiàn)與遇險(xiǎn)對象的直接文字通信，大大提高了搜尋事故目標(biāo)的效率，使人民的生命財(cái)產(chǎn)得到最大程度的保護(hù)。

3.3在聯(lián)合執(zhí)勤方面的應(yīng)用

聯(lián)合執(zhí)勤是海警艦艇常態(tài)化的執(zhí)勤情況，不僅考驗(yàn)海警艦員的執(zhí)勤業(yè)務(wù)水平，而且還考驗(yàn)聯(lián)合部隊(duì)的協(xié)同作戰(zhàn)能力。聯(lián)合執(zhí)勤行動中，如何及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)指揮機(jī)關(guān)和各聯(lián)合執(zhí)勤分隊(duì)之間的海上通信一直是海警部隊(duì)面臨的難題。由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文通信功能可實(shí)現(xiàn)多發(fā)功能，如集團(tuán)用戶中心發(fā)出的各種指令經(jīng)北斗衛(wèi)星指揮型用戶上傳至北斗衛(wèi)星，然后經(jīng)由地面控制中心傳至目標(biāo)用戶，使得集團(tuán)用戶中心可對其多個(gè)下屬用戶實(shí)時(shí)指揮調(diào)度。部分海警艦艇已經(jīng)裝備北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，指揮中心可間接通過北斗終端對所有參與執(zhí)勤艦艇進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便在面對不同情況時(shí)盡早調(diào)整作戰(zhàn)部署，更好地完成上級機(jī)關(guān)交給的各項(xiàng)任務(wù)。

3.4在武器裝備自動化方面的應(yīng)用

當(dāng)前，海警部隊(duì)正處在軍隊(duì)正規(guī)化、現(xiàn)代化建設(shè)的歷史機(jī)遇期，完成這一偉大轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵是武器裝備的信息化、科技化建設(shè)，也對武器裝備的研制研發(fā)提出了更高的要求。武器裝備應(yīng)當(dāng)注重實(shí)效是未來武器發(fā)展的必然趨勢。衛(wèi)星導(dǎo)航已成為軍隊(duì)信息化建設(shè)、打贏信息化戰(zhàn)爭的重要保證。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為軍事戰(zhàn)斗力的有機(jī)組成部分和作戰(zhàn)效能倍增器。基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用，海警部隊(duì)的武器裝備可以大幅度提高其精度打擊和自動化程度，這將是決定未來軍事戰(zhàn)爭勝負(fù)的關(guān)鍵所在。當(dāng)前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和艦載武器裝備的有機(jī)結(jié)合已經(jīng)成為海警部隊(duì)的研究重點(diǎn)之一。

4結(jié)束語

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為與GPS、GLONASS和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌運(yùn)行的四大全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要成員，也是我國國家重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施，為實(shí)現(xiàn)我國信息現(xiàn)代化發(fā)揮著重要作用。通過聚集國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)、科研單位和高等院校科研創(chuàng)新能力，融合衛(wèi)星導(dǎo)航理論和其他技術(shù)，開發(fā)具有核心競爭力的導(dǎo)航產(chǎn)品，推動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展。在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的今天，北斗系統(tǒng)在世界舞臺上迅速崛起，已經(jīng)在我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防軍事安全等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步和服務(wù)完善，必定為海警艦艇執(zhí)勤執(zhí)法發(fā)揮更加重要的作用。

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