北斗衛星系統在海事監管中的應用研究

韓勇豪　張喜

摘 要：為更好探索北斗衛星導航系統在海事監管領域中的應用，本文簡要介紹了北斗衛星導航系統的基本情況以及主要特點，并對北斗系統目前在海事監管領域的應用情況作了簡要論述，分析了北斗系統在海事安全監管應用中的不足，并提出了相關的建議。

關鍵詞：北斗導航系統;海事監管;船舶

中圖分類號：U692.2? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0051-02

近年來，隨著我國航運業飛速發展，船舶數量不斷增多，水域通航密度不斷加大，水上交通事故頻發，給海事監管工作提出了更高的要求。本文結合北斗系統的主要特點，分析了北斗系統在海事監管領域的應用情況及存在的問題，為北斗衛星系統在海事監管領域中更好的應用提出了相關建議，著力解決水上交通動態管控能力不足、水域覆蓋不全等薄弱環節，提高水上交通動態管控、應急搜救和綜合服務保障能力。

1北斗系統簡介

北斗系統（BDS）是中國自主建設運行，具有完全知識產權的全球衛星導航系統，是關系到我國國家安全的重要基礎設施。北斗系統主要空間段系統、地面段系統和用戶段組成，可為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航及授時服務^[1]。北斗系統主要由北斗一號、二號、三號系統組成，具備抗遮擋能力強、多頻點信號組合等特點，具有實時高精度定位、導航、授時、短報文通信等多種服務能力。2020年，我國建成北斗三號系統，標志著北斗全球服務能力的提升，可面向全球用戶提供服務。

2 北斗衛星系統在海事監管及應急搜救中的應用

目前海事安全監管主要依靠船舶交通管理系統（VTS）進行，船舶交通管理主要利用雷達信號系統、AIS系統、電子海圖系統、CCTV系統及甚高頻通信系統（VHF）進行交通組織及安全監管，但在一些具體工作中仍存在著不足^[2]。

一是監控范圍受限制，通過 AIS、CCTV、雷達、VHF技術對船舶進行監控的有效作用范圍受到基站信號發射范圍的約束。二是目前我國船舶使用的AIS設備中的定位系統基本都使用GPS系統進行船舶定位，由于GPS系統由美國掌控，存在信號被切斷的風險，將會給船舶的航行安全帶來不可控的因素。三是當事故發生時，受到氣象環境和基站作用范圍的影響，存在無法準確定位船舶位置及無法正常通信的現象，大大降低了搜救成功的概率。

2.1船舶交通監管領域應用

（1）北斗系統與AIS系統的一體化應用。通過將北斗系統與AIS信號相結合，北斗終端設備可以將船舶的AIS動態信息實時通過北斗系統發送至接收基站，有效解決了AIS岸基接收基站覆蓋范圍不足的問題，提高了船舶水上安全監管和航行的效率。

（2）北斗系統與GIS系統等融合，實現船舶的統一指揮及調度。船舶交通管理中心通過融合GIS系統與船載北斗終端，利用北斗系統的通播功能，將船舶位置、行駛速度等狀態信息在GIS系統中實時顯示，可實時高效的監控船舶位置及狀態^[3]。 海事執法船舶、港內作業船舶、客汽渡船舶、危險品船舶等重點船舶在安裝北斗終端設備后可以有效解決轄區船舶位置實時監控及船岸通信等相關問題，大大提高了海事監管效率。

2.2水上搜救領域應用

基于北斗短報文通信的船舶應急搜救系統可快速實現北斗應急無線電示位標 （BD-EPIRB） 的位置信息獲取，進一步縮短搜救反應間歇，提高搜救成功率。當船舶發生險情時，北斗應急無線電示位標（BD-EPIRB） 落水后立刻自動被激活，也可手動激活。激活后，將通過北斗短報文向國家應急搜救中心發送船舶遇險求救信息，信息的主要內容包括船舶識別號、位置、船員等相關信息，遇險信號經北斗衛星傳輸至北斗主控站^[4]。當主控站接收后到遇險求救信號后，既可以通過出站信號經過衛星鏈路傳輸至國家應急搜救中心，也可通過北斗地面專網傳輸至國家應急搜救中心，搜救中心接收并解析遇險求救信息，并轉發到距離遇險位置最近的應急搜救中心實施救援。

3 存在的問題及改進對策

3.1存在的問題

3.1.1船舶應用領域有待推廣

船載北斗系統尚未大規模安裝應用。GPS導航系統經過多年推廣應用，其產品的覆蓋度、民眾的了解度及其相關產品的研發及技術成熟度已經非常高，市場推廣度高，而北斗系統作為我國自主研發的導航系統，投入使用時間較短，民眾對北斗系統地了解程度較低，產品的覆蓋廣度及深度還不夠，產業培育仍處于初級階段。

3.1.2政策法規不夠完善

（1）由于我國北斗系統發展起步較晚，投入運行時間較短，仍缺乏國際化應用服務標準體系。現階段使用的船舶AIS 系統、水上交通管理系統（VTS）等涉及實時定位的系統都是基于GPS系統開發的，因此北斗系統在航運上的應用仍處于起步階段。

（2）相關標準建設滯后。現階段我國仍缺乏針對北斗系統的建設、運行、應用的法律法規，尤其是在民用服務領域推廣應用相關標準依然是空白。

3.1.3北斗衛星導航系統還需完善

與GPS系統相比，北斗系統的芯片價格相對較高、功耗及體積仍然較大，導致北斗應用產品在市場上不占優勢。具體表現在：一是國內相關產品研發及生產的公司對北斗系統的核心部件的制造水平和關鍵技術掌握程度不高。二是與國外企業相比，國內在基帶、射頻芯片等相關產品研發、生產方面還存在著較大的差距。

3.2改進對策

3.2.1加強政策傾斜

（1）政府應大力推廣北斗系統在民用領域的應用，出臺相應的優惠政策，對相關企業進行政策扶持，在航運領域應對安裝船載北斗終端的船舶進行財政補貼，降低安裝費用，以提高對北斗船載終端使用的積極性。

（2）海事管理部門應修訂《國內航行海船法定檢驗技術規則》、《中華人民共和國海船船員適任考試和發證規則》等相關法律法規，強制要求在國內注冊及建造的船舶都應配備船載北斗終端，對于前期已配備GPS終端船載設備的船舶，應在船舶年度檢驗時更換為北斗衛星終端設備，并要求船員都應具備熟練使用北斗衛星導航設備的能力。

（3）政府應加快北斗衛星系統標準建設，進一步規范北斗衛星系統相關應用設備的建設和管理，完善北斗衛星系統在民用領域應用的標準體系。

3.2.2 加快技術創新

應加快構建北斗系統產業體系建設，突破北斗基帶、射頻芯片等相關核心技術，提升研發水平及相關制造工藝，大力扶持北斗衛星應用系統制造企業，實施北斗產業發展過程中基礎設施和核心技術的國產化，為北斗衛星系統的產業化發展奠定良好的基礎，為海事監管、船舶安全航行、港口綜合調度等提供高精度、高效的定位、導航和助航服務。

4 結語

隨著北斗系統及其相關產業的高速發展，北斗系統所具有的高精度定位、導航、授時及短報文等方面的優勢正逐步凸顯，北斗系統應用推廣覆蓋面將會越來越廣，北斗系統與海事現有監管系統的融合度將會進一步加強，在海事監管中的作用將會越來越大。

參考文獻：

[1]田俊峰，崔銀秋.北斗導航系統在遠海島礁建設中的應用探討[J].中國港灣建設，2004（7）：002-004.

[2]陳慶華，張安民，張永兵.北斗衛星導航系統在海事系統中的應用及展望[J].軍民兩用技術與產品，2016（6）：199-200

[3]丁偉.基于GIS系統的海事監管系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[4]孫強，洪劍，顧海超.基于北斗的船舶應急搜救系統的設計[J].數字通信世界，2014（12）：12-15.