北斗短報文在廣電應急廣播中的應用

+孫功憲

（泰斗微電子科技有限公司 ）

一、廣電應急廣播體系及其面臨的挑戰

廣電應急廣播體系是國家應急體系、公共服務體系的重要組成部分。廣播電視遵循統籌規劃、分級建設、安全可靠、快速高效、平戰結合的基本原則，統籌利用現有廣播電視資源，建設形成中央、省、市、縣四級統一協調、上下貫通、可管可控、綜合覆蓋的全國應急廣播體系，向城鄉居民提供災害預警應急廣播和政務信息發布、政策宣講服務。應急廣播技術系統由國家、省、市、縣四級組成。

廣電大喇叭經過七八年時間的發展，目前已經覆蓋全國主要省份的大多數縣市的自然村，發揮著重要作用，實現了自然村的語音通播、分區組播和點對點廣播，針對各類突發公共事件，實現文字、圖片、視頻等多媒體信息的發布，支持全網設備運行狀態監測及參數遠程配置，也是老百姓讀書看報、科學技術、新聞等重要生活學習平臺。

以廣東省為例，2015年農村大喇叭建設就已經覆蓋全省40個縣5263個行政村。2020年初1-3月份疫情期間，各級疫情防控指揮部利用農村大喇叭發布信息1300多萬次，覆蓋12032個行政村，覆蓋3000多萬人。“覆蓋廣、靶向準”是大喇叭播報的優勢。在農村尤其是偏遠山區，大喇叭能讓廣大群眾第一時間獲取突發應急信息，而且支持客家話、潮州話等方言播報。

國外有利用直播衛星DTH開展應急廣播，國內戶戶通也開展了相關的試驗和試點工作，其主要原理是利用區域編碼或位于衛星接收機中的智能卡卡號觸發，在待機或者開機情況下切換到應急廣播的電視頻道收看，是廣電體系應急廣播大喇叭的有益補充。但是功能相對單一，主要是音視頻播放，面對的用戶是單個家庭用戶，只能在用戶未關閉機頂盒情況下實現，用戶如果不在家中也無法收看。

縣級應急廣播體系包括應急廣播平臺、應急廣播傳輸覆蓋網、終端應急廣播大喇叭，覆蓋每個自然村，然而在實際應用中面臨著一些問題和挑戰：

●廣電總局頒布了《GD/J 089—2018應急廣播大喇叭系統技術規范要求》，在該規范中要求傳輸大喇叭前端和終端的運行狀態、終端播發情況，可以采用3G、4G、GPRS、短信、IP等傳輸方式，因地制宜采用安全保護措施后實現數據回傳，實際上定義了回傳通道但是未規定具體的上行、下行的傳輸方式。（參見圖1）

圖1 廣電應急廣播終端回傳體系

圖2 北斗RDSS短報文通信

2008年5月，“北斗”在汶川抗震救災中發揮了重要作用

●我國幅員遼闊，很多自然村位于偏遠、地形復雜的地區，往往無公網信號、布置有線網絡成本也較高。這些地區又恰恰是容易發生突發事件的重點地區。

●在發生突發事件如地震、臺風、泥石流等時，更需要緊急廣播。但此時，往往公用網絡發生癱瘓，無法使用，嚴重影響到應急廣播的效果。

●沒有位置和時間信息，不利于資產的管理，設備工作狀態是否正常也無法實時了解。

二、北斗短報文及其在應急廣播中的應用

我國北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段組成，由35顆衛星組網構成。其中北斗一代于2000年開始使用，又稱為RDSS，服務中國，屬于軍民兩用技術。北斗二代于2012年開始使用，又稱為RNSS，覆蓋亞太地區。2020年，北斗三代開始使用，覆蓋全球。RDSS更多屬于衛星通訊的范疇，可以提供有源定位與短報文服務，最先為我國大眾所知是2008年的汶川地震，大顯神威，為應急指揮、救援起到了重要的作用。

北斗短報文系統中，地面中心站是RDSS業務的控制中心，GEO衛星構成地面中心站與用戶 之間的無線電鏈路，共同完成RDSS無線電測定業務。地面中心站和衛星之間是通過C波段進行通信，終端和衛星之間通過L/S波段進行通信。每一次定位或者交互通信需經過M型鏈路無線連接。北斗RDSS主要功能包括定位、單雙向授時、短報文通信，定位精度優于 50-100米，授時精度單向 100納秒/雙向 20納秒，短報文通信一般為民用三級60s/300s通信卡。北斗一代在地震、臺風、泥石流等自然災害發生時，起到了非常重要的作用。

北斗短報文在廣電應急廣播應用的系統框圖如圖4。

圖3 北斗在汶川地震、臺風時發揮重要作用

圖4 北斗RDSS在廣電應急廣播的應用

北斗短報文主要提供如下功能：

●補盲應用：很多自然村存在很多無公網信號區域，無短信、GPRS、3G、4G、5G、IP等網絡信號，利用RDSS系統可以將該區域數據回傳到縣應急廣播平臺。

●當發生突發事件時，公共網絡癱瘓，縣級應急廣播平臺可以利用RDSS系統對鄉級應急廣播平臺、村級應急廣播平臺及應急終端進行指令下發（或短信息下發）和數據回傳，并通過大喇叭轉換成語音、顯示屏轉化為文字。

●備份應用：可以用RDSS系統作為整個系統指令下發和數據回傳的備份通道。

利用北斗短報文的定位功能，還可以對大喇叭終端實現GIS可視化管理，實現北斗RDSS定位的位于偏遠地區的資產GIS管理，而且可以實時回傳設備的位置，并且帶有時間信息，如圖5所示。

北斗短報文與應急廣播的結合，國內已經有成熟的行業應用案例可以借鑒。中國氣象局于2018年頒布了氣象行業標準《QX/T 417-2018北斗衛星導航系統氣象信息傳輸規范》，利用短報文優勢，擺脫了無電源、無地面網絡信號條件下的限制，實現衛星播發預警、太陽能終端大喇叭、顯示屏接收信息等功能。國家氣象信息中心以及多個省市氣象局組織了基于北斗短報文的氣象應急系統招標，取得了良好的效益。

三、北斗短報文應急廣播的優勢

和傳統的應急廣播相比，采用北斗短報文的應急廣播具有如下優勢：

●不受地形環境和氣候限制，無通信盲區，傳送距離遠，全天候在線；

●在重大自然災害時，可以繼續保持通信；

圖5 基于北斗RDSS的可視化資產管理

●可采用短報文方式實現數據通信，實時傳輸大喇叭終端狀態；

●良好的加密功能，用戶終端采用一戶一密，安全加密性好，用戶數據不受干擾，可保證用戶數據通信安全；

●一次性投入，終身免費試用；

●可以提供本地位置和時間，可以擴展基于位置和時間的應用，可實現資產定位管理。

四、展望

應急廣播作為突發事件時的指揮及公共服務體系，北斗短報文具有全天候無盲點不受突發事件以及地形影響的特點，都是應急之利器，兩者強強聯合，將大大提高我國應急廣播服務的水平，是一項重大的民生工程。SATNET