北斗卫星导航系统在航海保障行业的应用思考

计划00年前建成北斗全球系统向全球提供截至目前已成功发射3颗导航卫星已初步具备了区域能力提供包含开放和授权两种方式开放是向全球免费提供定位、测速和授定位精0测速精0授精0;授权是有高精、高可靠卫星导航用户提供定位、测速、授和通信以及系统完性信息。

我国北斗卫星导航系统是继美国全球定位系统(G)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GL)三成熟应用卫星导航系统作当今国民济和国防建设不可或缺重要空基础设施推广其涉及国计民生领域深应用实现与G兼容甚至逐渐取而代具有重要战略义。

北斗航海保障应用现状作北斗系统应用“先行者”和民用行业用户0年交通运输部与原总装备部合启动了“重运输程监控管理示系统工程”该示工程带动下全国已有超300万辆营运车辆安装应用北斗兼容终端并接入全国平台形成了全球营运车辆动态监管系统有效加强了道路营运车辆监控效率提高了道路运输安全水平。

如公路运输是北斗系统国民用突破口那么国际航海应用则是北斗系统走向国际重要途径。

0年底我国向国际海事组织()海上安全委员会()提交了《关北斗应用国际海事领域议题》审议通了该项提案将北斗海事领域应用标准制定工作列入V近两年工作计划(003)标志着北斗进入国际海事领域应用标准化工作进入正式工作程序。

03年9月审议通了我国提交首北斗国际海事标准——《船北斗卫星导航系统(B)接收机设备性能标准》;0年月审议通了对北斗卫星导航系统认可航行安全通函这标志着北斗卫星导航系统正式成全球无线电导航系统组成部分获得了面向海事应用国际合法地位。

积极响应国北斗发展战略涉及国计民生行业摆脱对G系统依赖提升海事航海保障领域安全北斗航海保障领域应用研究、开发和建设如火如荼。

航标助航方面北斗系统定位精0测速精0与G系統相当完全满足远洋航行船舶定位导航。

推广北斗全球航海应用03年9月国卫星导航系统管理办公室和国海事局相关单位合组团航行安全分委员会(V)59次会议上提交了《船北斗卫星导航系统(B)接收机设备性能标准》(草案)并顺利通了V工作组技术审议。

93次会议完成了该标准草案终审议获批准。

该标准(379(93))规定了船舶应用北斗接收机设备低性能标准是船北斗终端产品开发及船舶北斗应用基技术依据是实现北斗系统海事领域全面应用必要条件。

洋航行单定位0精基足够但对沿岸航行尤其船舶进港和靠泊单定位精就难以胜任。

国际航标协会L推荐现用系统G是通单伪距差分方式无线电指向标频上(835~35kz)播发伪距差分改正信息船舶通专用接收机接收该改正信息并对单定位结进行修正以获取5(95%置信)定位精这样系统称作RBG基满足了沿岸航行。

目前国际航标协会(L)公布数据显示全球已有50余国和地区运行沿海无线电指向标差分全球定位系统(RBG)台达00余座。

国沿海正运行RBG台有座如图所示。

推进北斗系统航海保障应用必须开发相应增强系统考虑到不能对现有船舶用户造成影响北斗增强必须兼容现有RBG。

前期科研攻关兼容B和GRBG系统研发成功交通运输部海事局从05年起开始了对现有RBG台技术改造实现无线电指向标上步播发差分北斗和差分G信息系统组成如图3所示系统由具有完全主知识产权RBG播发、远程监测系统、用户终端及数据心等组成。

播发产生并播发差分修正信息。

用户终端利用接收到差分修正信息和卫星星历实现高精定位

远程监测系统监测系统工作状态。

数据心接收播发地监测数据和远程监测系统远程监测数据对整系统进行监控。

目前船RBG终端以及便携式体终端等已研发成功整系统应用测试表明RBG可以提高系统信连续性、稳定性和可靠性定位精无线电指向标覆盖围300k平面优5(95%置信)北斗和G单独定位精相当BG合定位精、数据有效率都优单卫星导航系统定位精相对G提高5%相对北斗提高30%左右。

海事测绘及精密定位方面对有更高精要海事测绘和水工作业已渤海湾、长江口和珠江口等重水域和航路建设了北斗连续运行参考(BR)系统提供实厘米级定位“十三五”期交通运输部海事局将陆续完成项目补建设争取实现全国沿海重水域有效覆盖。

BR系统结构如图所示BR参数如表所示结合行业应用基BR系统开发了型船舶高精导航及靠泊仪该靠泊仪支持北斗、G两种定位模式可支持、北斗、雷达等不船舶数据接收与显示并提供厘米级高精导航定位从而夜航、雾航情况下船舶高精定位、导航和安全靠泊提供技术支持保障船舶始终航行安全可航水域。

3 海上安全通信和船舶避碰方面播发航行警告等海上基安全信息是海事部门代表国政府履行国际公约和沿岸国义要关系到海事管理以及国济发展局关系到国外船舶海上航行和作业安全

及向船舶提供有效海上安全信息对预防和减少海上交通事故发生具有重要作用。

利用北斗短报通信功能开展海上安全信息播发业将有效提高安全信息播发覆盖围提升播发效率。

06年0月日北海航海保障心主研制北斗安全信息播發系统面向公众用户免费开发该系统可及获取由天津海岸电台发布新海上重安全信息遇到险情可选择通北斗终端进行报警可实现海上北斗终端与陆上收集用户短信通信。

该业开通遇险救助、船舶安全航行等方面发挥积极作用将显著扩海岸电台围丰富现有水上遇险报警手段广航海用户与陆地见便捷通信提供了新选择。

外利用北斗系统定位和通信功能岸基(船舶动识别系统)覆盖围外可以实现类似功能起到船舶位置信息报告、动识别和避碰等作用。

从而提升船舶航行安全并有效扩展船舶远程监控有利船公司及海事监管部门对船舶监控和管理。

综合业管理方面将北斗定位导航授功能与航海保障具体业结合还开发了诸多综合业管理系统包括航标遥测遥控系统、离岸水信息采集系统以及无验潮水深测量等。

传统航标遥测遥控系统主要采用公移动络和数据链路进行通信对公和基无法覆盖水域直是难题。

部分重要航标和巡检距离较远航标由无法遥测遥控曾造成航标漂失无法连续定位漂到周边国和地区情况引起国际纷争也偶有发生。

北斗航标遥测遥控系统具有监控围数据可靠优势。

其通传感器收集航标灯器工作电压、工作电流等信息通 B 采集航标位置信息北斗遥测终端调制、编码处理通北斗卫星传送给心器。

航标管理人员通客户端可以调用心器上航标遥测数据并电子海图界面上显示从而实现对航标工作状况实、动态监测。

离岸水信息采集系统是远离海岸线和岛礁区域无法设置固定水潮沿海或近海通抛设海洋浮标定观测水等信息并实地测报并提供给海上测量作业现场种信息获取系统

应用设想从上可见北斗卫星导航系统已涉及航标助航、海事测绘和海上安全通信等航海保障全领域获得了广泛应用对增强我国海事安全提升航海保障效能航海者提供卓越高效等方面起到了积极推动和促进作用。

然而由北斗系统身尚完善相关应用研究起步较晚特别是用户对G惯性依赖所以北斗系统国际航海上推广普及以及深入可持续应用方面还存以下问题()与航海保障行业结合应用虽然遍地开花但是由缺乏统规划和引导导致海事航航保障系统部以及与其他行业是各政系统和行业通用不够顺畅。

()标准建设相对滞虽然北斗系统层面规件譬如北斗系统空信接口控制件公开信北斗系统公开性能规等已发布船设备标准也陆续出台但众多国际组织涉及应用标准五花八门这导致北斗标准国际化难较要开展工作繁多。

(3)尚全面开发北斗系统身优势与航海保障业结合深不够关键技术创新欠缺现有应用基围绕原有G应用领域开展其他领域应用虽有但是尚形成规模。

()北斗系统是国重要空基础设施其航海保障行业应用涉及众多位置信息和船舶信息安全管理方面有所考虑但还不够完善。

针对以上问题“十三五”期航海保障部门应更加积极响应国北斗和海洋发展战略对北斗系统航海保障应用进行高角、深层次谋划争取00年北斗全球覆盖形成北斗航海保障领域全面深入和特色化应用建议如下()建议海上航海保障主管部门做北斗系统应用顶层设计和总体布局谋划工作对整体技术架构和安全策略进行详细设计打通行业部通并预留接口其他行业应用提供数据共享。

()加强国际标准跟踪研究和国标准建设完善北斗系统应用标准体系积极参与国际会议通国际沟通协调机制适实现国标准国际化通、L、R等组织推进引领北斗系统国际化。

(3)继续开展北斗系统应用关键技术创新北斗高精实定位方面(地基、星基增强)开展模式创新力争实现广域米级、沿岸分米级、重水域厘米级、事处理毫米级定位船舶安全航行、海事管理、海洋测绘、港口工程、航道疏浚、海洋渔业、海洋调等行业提供高精公益性导助航并进步开拓与行业监管结合领域应用比如北斗体化研发及应用北斗全球海上应急救综合管理平台建设等。

()加强北斗系统应用推进航海者提供高效便捷稳步做航海保障安全信息安全管理工作系统建设初期做安全策略设计实施做物理隔离化降低信息安全漏洞。

3 展望北斗系统作国际海事组织认可全球无线电导航系统船舶安全航行、智慧海事航海建设等诸多方面还有诸多应用潜力前景广阔。

北海航海保障心将以航海用户导向通走出和引进战略积极争取国政策和金支持开拓创新通北斗航海保障应用研发和应用不断提升综合航海保障能力切实航海者提供高效卓越。

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