在航標遙測遙控系統中北斗衛星通信技術的應用

葉君平

交通運輸部東海航海保障中心廈門航標處 福建廈門 361013

我國經濟和技術發展速度不斷加快，為航運行業發展創新提供了良好機遇，同時也對航海保障工作提出嚴格要求，不僅要體現出航運安全性，也要保證行業穩定性。在實際創新航標管理維護這項工作模式過程中，主要將航標遙測遙控系統應用其中；在高效管理航標過程中，主要將多種先進技術作為技術保障，在精準獲取航標定位同時，做好信息傳輸工作。為了突出開展的航海保障工作具有現代化特征，需要積極構建具有較強綜合性和服務性的航海保障體系，不僅要滿足船舶航行安全和經濟社會發展方面的戰略要求，也要提高航標管理維護工作有效性，為了保證后續建立的立體助航網絡符合要求，需要不斷擴大衛星導航使用范圍，這樣不僅可以滿足基本要求，也能促進我國航海事業發展。為了有效解決航標遙測遙控系統GPRS信號覆蓋范圍小的問題，充分應用北斗衛星通信技術，在做好遠距離航標遙測和遙控工作之后，保證航標遙測遙控系統始終處于高效運行狀態。本文從航標遙測遙控系統概述入手，結合我國北斗衛星通信系統研發狀況及優勢進行全面分析，并以此為依據提出高效應用北斗衛星通信技術的方法，為后續保證航標遙測遙控系統穩定運行提供參考依據。

1 航標遙測遙控系統概述

航標遙測遙控技術具有一定的創新性。在實際開展數字航標建設工作時，航標遙測遙控技術發揮了重要作用，不僅能夠改變建設方向，也能打破傳統形勢下航標管理方法的束縛，對于提高航標管理水平，提供了更加優質的服務[1]。通過細致分析“航標遙測遙控系統”，了解到具有適用范圍廣大的特征，如一般會應用在航標燈器的監控、供電設備的自動控制、航標工作狀態報警等多項工作中，并且實際應用的監測和控制設備種類較多，如遙控終端、可編程控制器等設備，在充分發揮應用價值之后能夠達到數據通信的目的，如進行數傳電臺、蜂窩電話、衛星通信、無信通信等。

結合世界整體的航運發展狀況進行研究，不難發現歐美的一些航運大國，在20世紀90年代初就已經利用電子和通信技術，開展航標遙測遙控系統構建工作，并為整體航運業創新發展提供有力服務[2]。將我國航標遙測遙控系統構建工作與其他國家進行對比，具有起步時間晚和研究時間短等特征，存在一些技術問題需要處理，特別是在推廣遙測遙控系統過程中，一些離岸比較遠的航標遙測遙控數據通信問題非常顯著，存在遙測遙控終端無法依靠傳統移動通信技術進行數據傳輸的問題。這就要結合航標遙測遙控系統運行要求進行分析，充分利用多種類型的先進技術，在打破傳統移動通信技術的限制之后，高效傳輸信息。

2 我國北斗衛星通信系統研發狀況

我國近年來在科學技術提升方面投入了更多時間和精力，充分應用多種先進技術，為研發北斗衛星通信系統提供技術保障。現階段我國自主研發的這一系統，不僅具有較強的定位功能和服務導航功能，也能實現雙向通信。在系統運行期間，主要將短報文作為主要的通行模式，同時信號具有覆蓋范圍廣的特征，有利于處理“GPRS信號無覆蓋領域通信”問題。

現階段航海保障體系不斷完善，具有功能多、技術先進、協調運轉、及時響應等多項功能，既能保證航海安全，也能提供全時域的綜合保障服務，這是現階段提高航標管理和維護效果的一項重要舉措。為了實現發展目標，一定要結合具體狀況正確應用衛星導航、通信系統，否則難以保證完成“層次遞進立體式助航網絡”構建工作。我國完成建設的衛星通信系統，以分階段演進衛星系統為主，不僅可以精準定位，也能保證授時服務具有科學合理性，在不斷擴大通信覆蓋范圍的基礎上，滿足在航標遙測遙控方面提出的合理要求，為后續進一步提高我國航標遙測遙控系統技術水平創造條件。

3 北斗衛星系統的應用優勢

無線通信技術形式多種多樣，衛星通信技術發揮關鍵作用，并且也是目前應用率非常高的一種新型技術，在實際應用過程中比較依賴地面微波中繼通信技術、空間電子技術等，在擴大信號覆蓋范圍、遠距離通信、提高通信穩定性等方面發揮重要作用，同時也具有通信容量大等多種優勢。現階段航空和導航等多個領域非常注重衛星通信技術的應用，如即便是偏遠地區或是山區探險地區，在完善通信基礎設施時也能應用該項技術。衛星通信廣播特征備受關注，并且可以非常方便地組網和接入[3]。在充分利用這些應用優勢之后，地面網管中心在實際處理數據期間，只要將用戶應用的服務需求作為核心依據即可。在實際開展定位工作時應用衛星通信技術，能夠更加精準地分析用戶機的高度信息、中央控制系統中實際存儲的高度圖等，這就要依據“幾何定位原理”，精準地計算出用戶所在點的三維坐標。在全面分析這些內容之后，可以將北斗衛星系統的應用功能和應用優勢總結為以下幾個方面。

一是短消息通信。北斗導航系統用戶終端的功能比較強大，具體表現為雙向短文通信能力非常強，一次性具體傳輸的漢字可以達到44個。

二是覆蓋范圍非常廣泛，不存在通信盲區，并且北斗能夠覆蓋中國和周邊的國家。除此之外，在服務區的任務地方都可以確定用戶的地理緯度、經度、海拔高度等，甚至也能進行雙向短消息通信。

三是能夠高效監控集團用戶管理和數據采集工作。

四是自治系統，具體表現為安全性高、穩定性強、保密度高，可以應用在重點部門中，但是一般監測的區域具有環境惡劣的特征。如果在電力和通信環境不達標的區域通信，無法保證GSM和CDMA無線公網發揮作用。在開展地下電纜設置和進行通信鏈路，極易受到災害和野外各項因素的干擾，就會對數據傳輸的安全可靠性造成直接影響，這就要保證滑坡區通信始終處于良好狀態，同時也要突出設備安裝這項工作的靈活性。

除此之外，北斗衛星通信技術還具備多項應用優勢，如維護步驟非常簡單，實際消耗的電量比較少；不使用高速通道；施工比較簡單，不會產生較多運行成本[4]。在這些優勢的綜合作用下，對北斗衛星通信技術進行充分利用，便于完成遠程通信數據鏈路建立工作，甚至還可以有效結合滑坡遠程監控系統，對于處理傳統形勢下系統傳輸問題具有重要意義。

4 北斗衛星通信技術在航標遙測遙控系統中的應用策略

4.1 細致分析北斗衛星通信技術應用原理

應用北斗衛星通信技術最終目的，是解決遙測遙控系統運行過程中具體存在的遠程通信問題。實際上，應用北斗衛星通信技術設計的航標遙測遙控系統原理，與普通形式下的系統設計原理具有一致性，如主要由信息監控平臺、遙測遙控終端設備等共同組建而成。通常狀況下，會將數據采集裝置應用在航標遙測遙控終端設備中，在保證自動獲取的與航標相關的信息之后，能夠對各項數據進行封裝處理。不僅如此，主要就是對北斗衛星通信模塊進行利用，及時精準地發送經過封裝的各項信息數據；在衛星傳輸網絡的輔助下，可以將這些信息直接發送到服務器中；對于服務器而言，在完成解碼工作之后，可以將信息發送到代理服務器中；在完成過濾工作的基礎上，能夠在系統數據中保存航標信息。服務器在日常運行期間，可以對具體接收到的航標遙測遙控終端設備返回信息進行定期檢測，同時還會著重開展數據處理工作，在將最終結果保存到數據庫之后，可以為后續用戶調用提供諸多便利。

在全面掌握北斗衛星通信技術應用原理之后，充分利用最新設計的航標遙測遙控系統，用戶可以登錄Web界面，這樣不僅可以結合需求查詢遙測遙控信息，也能發送正確的指令。代理服務器發揮應用價值，可以不受時間和地點等多項因素的限制，監測等待發送的各項指令，并且也能重新封裝信息，并在指定端口的作用下完成發送工作[5]。北斗衛星服務一旦接收到指令數據，就會充分利用通信網絡將指令數據直接發送到目標終端設備中，在完成解碼這項操作之后高效執行。

4.2 明確系統架構設計內容

因為航標遙測遙控系統自身的功能結構非常復雜，所以在設計系統架構期間，一定要將北斗衛星通信模塊的嵌入方法處理工作放在重要位置，否則就會對系統架構設計科學合理性造成影響。科學合理地航標遙測遙控系統自身具有諸多功能，并且系統結構具有完整性，具體包括網絡平臺、高寬帶接入軟件平臺、多種類型的硬件系等，為了滿足使用要求，一定要保證具備網絡管理功能、服務功能、服務器系統功能、數據存儲管理等。因此，為了可以高效應用該項技術，利用SAN架構模式建立系統，既要保證每一個系統中的功能模塊處于“互聯互通”狀態，也要避免在實際應用期間產生問題。此外，對“傳輸向”進行研究，不難發現具體程序符合標準要求，如依次經過北斗衛星服務管理器、報文組織模塊、虛通道Buf等，最后一個步驟是到達通信網。在按照標準程序進行操作期間，可以保證北斗衛星通信網向RAID存儲模塊的信息發送，其被稱為“逆過程”，并且在實際操作過程中報文整合模塊會替代組織模塊。在保證此種類型的空間設計模式充分發揮作用之后，完善通信服務體系。

4.3 高效開展通信子系統設計工作

此項工作非常關鍵，不能忽視通信子系統設計工作的重要性，如主要利用北斗衛星通信網絡、航標終端的交互作用，上傳信息和下達指令[6]。通信網絡正常運行接收終端信息，離不開系統定義傳輸通道協議的輔助，在對信息有效性進行驗證同時，還要做好信息拆包和組包等多項工作，從而最大程度上保證具體應用的程序發揮作用，這樣能夠接收到更加完整的數據。

監控終端在發揮作用下達指令數據期間，既要提高驗證工作有效性，也要第一時間將指令數據傳輸到航標終端設備。在與應用系統處于通信狀態之后，系統能夠發揮作用將接收到的信息存儲在服務器的“收發緩存隊列”中，并且系統也能提供各項條件符合要求的程序通信接口。在此之后，通過接口可以保證數據信息上傳完整性，同時也能被后臺應用程序接收。按照這些程序做好各個環節的細節處理工作，既能科學合理地傳輸遙控數據，也能保障北斗衛星通信網絡最大限度上發揮作用，從而達到向航標終端發送信息的目的。對于用戶而言，在實際定位時系統能夠提供諸多幫助，如以提供Web交互界面接口為主，這樣可以保證終端信息數據下發和信息反饋等多項操作順利開展。

4.4 構建完善的系統運行機制

在航標遙測遙控系統中充分應用北斗衛星通信技術，充分發揮應用價值之后，航標遙測遙控系統中的北斗通信模塊，主要負責的內容是與北斗衛星通信系統交換數據信息，將北斗通信系統作為核心依據，開展航標終端信息數據提取工作，及時開展Web接口發送指令傳送工作，從而不斷完善系統等待列隊中的各項信息[7]。以整體的通信過程為依據進行分析，可知如果北斗通信模塊、衛星通信系統二者之間能夠進行有效交互，那么可以更加高效地傳遞航標信息、制定信息等多項操作，甚至也能彌補信號覆蓋不全面、信息孤島等方面的缺陷。因此，用戶在此種條件下正確操作，地面對Web操作界面、做好數據上傳和下載工作，就能夠保證航標遙測遙控系統穩定運行。

現階段在我國科學技術水平不斷提高的背景下，更加注重北斗二代衛星導航系統的應用，既要逐步完善通信功能體系，也要打破原有技術的束縛，提高信息數據精準可靠性。總之，在北斗衛星通信技術充分發揮作用的基礎上，可以實現智能化管理目標，甚至也能進一步提高航標管理的工作效率和質量。

結語

綜上所述，在實際開展航標遙測遙控系統設計工作期間，如果單純地使用傳統形式下的通信技術，無法滿足現階段系統設計要求，這就要將北斗衛星通信技術作為技術保障，處理傳統模式的各項不足，保證通信服務質量符合用戶要求。北斗衛星通信技術的應用優勢比較多，為了保證遙測遙控系統處于安全穩定運行狀態，需要精準掌握應用原理、系統架構設計要點、通信子系統的設計策略、系統運行機制等多個方面的內容。在精準獲取安全監控信息同時，高效開展遠離海岸航行標識的智能化和信息化管理工作。