_北斗_短报文通信系统在防洪减灾中的应用_李春华_蓝天_杨健_李斌

（4）同 级 采 用 网 页 式 的 发 布 平 台 操 作 方 式 ，大 大 减
卫 星 单 播 方 式 实 现 定 点 信 息 双 向 传 输 ，再 由 区 、县 发 布 少 建 设 费 用 ，做 到 资 源 共 享 。如 水 利 局 、气 象 局 和 国 土
中 心 向 下 属 的 乡 、村 发 送 灾 情 信 息 。市 防 洪 减 灾 中 心 也 局等可互操作。
2 方案设计
本方案的目的是解决目前常规的防洪减灾手段中 存 在 的 时 效 性 不 够 强 、速 度 不 够 快 、覆 盖 范 围 不 够 广 、 地域针对性不够强等问题。
2.1 系统结构 如图 1 所示，基于“北斗”短报文的防洪减灾系统主
要 由 4 部 分 组 成 ：灾 情 信 息 管 理 中 心 及 发 布 平 台 、LED 显 示 屏 、大 喇 叭（ 接 收 终 端 ）、手 持 式 收 发 终 端 。
基 于“ 北 斗 ”短 报 文 和 地 面 移 动 通 信 网 络 的 防 洪 减 灾 系 统 ，信 号 覆 盖 我 国 陆 地 和 海 洋 ，没 有 盲 区 ，重 点 解 决 偏 远 农 村 、牧 区 、山 区 、渔 区 等 灾 情 信 息 覆 盖“ 盲 区 ” 以 及 信 息 快 速 发 布 传 播 机 制 不 完 善 等 问 题 。该 系 统 使 用 的“ 北 斗 ”卫 星 不 依 赖 其 他 国 家 的 卫 星 资 源 ，安 全 、可 靠 、稳 定 ，保 密 性 强 ，适 合 关 键 部 门 应 用 ，能 为 注 册 用 户 提供全天候 24 h 服务。
可 直 接 向 指 定 乡 、村 或 全 市 乡 、村 发 布 灾 情 信 息 。市 与
（5）充 分 冗 余 设 计 ，高 可 靠 。采 用 两 套 传 输 信 道 ：
区 、县“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 采 用“ 北 斗 ” “ 北 斗 ”卫 星 + 地 面 GPRS。发 布 控 制 平 台 优 先 选 用“ 北
卫星双向传输方式，区、县“ 北斗”卫星防洪减灾信息发 斗”卫星发送方式，以 GPRS 作为辅助手段。
布 中 心 接 收 到 市 灾 情 信 息 后 ，向 上 级 回 传 收 到 信 息 ，以
（6）一 体 化 的 接 收 终 端 可 以 在 -45℃ ～70℃ 的 环 境
确保信息可靠传输到县。
下 工 作 ，不 仅 结 构 简 单 、安 装 方 便 ，还 可 以 与 发 布 平 台
（3）区 、县“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 上 联 互通互联，及时有效地反馈终端的工作状态及所处的环
市“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 ，通 过“ 北 斗 ”卫 境信息。
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知识链接
联 合 台 风 警 报 中 心 （joint typhoon warning center ，JTWC）是
（4）乡 、村 信 息 接 收 终 端 包 含 乡 级 灾 情 信 息 接 收 终 端（LED 显 示 屏 ）和 村 级 灾 情 信 息 接 收 终 端（ 大 喇 叭 ）， 可 同 时 接 收 省 、市 、区 县 灾 情 信 息 中 心 发 布 的 信 息 ，接 收 终 端 在 收 到 灾 情 信 息 后 ，以 文 字 和 语 音 方 式 播 报 灾 情 信 息 ，通 过 GPRS 或“ 北 斗 ”卫 星 向 发 布 中 心 回 传 信 息 ， 保障传播到广大人民群众的信息可靠。
1 背景及意义
1.1 防洪减灾行业背景 我国是世界上受自然灾害危害最严重的国家之一。
每 年 受 洪 涝 、干 旱 、台 风 、地 震 、沙 尘 暴 、冰 雹 、龙 卷 风 、 低 温 冷 害 等 气 象 灾 害 和 由 其 引 起 的 山 体 滑 坡 、泥 石 流 、 森 林 和 草 原 火 灾 、有 害 生 物 等 次 生 灾 害 影 响 人 口 达 数 亿 人 次 ，直 接 经 济 损 失 高 达 数 千 亿 。
3 系统特点
通播+信息地址
（1）采 用“ 北 斗 ”卫 星 并 行 发 送 方 式 ，将 长 信 息 内 容
乡 、村 预 警 接 收 终 端
分 包 ，多 渠 道 同 时 发 送 ，缩 短 发 送 时 间 ，提 高布方案
（ 2 ）采 用“ 通 播 + 点 播 ”的 播 发 机 制 ，将 信 息 传 达 到 需
美国海军于夏威夷珍珠港的海军太平洋气象及海洋中心 （NPMOC）的 分 部 。该 中 心 负 责 为 太 平 洋 、印 度 洋 及 其 他 海 域 的 热 带 气 旋 发 出 警 报 。JTWC 支 援 美 国 国 防 部 的 所 有 分 支 ，以 及 其 他 美 国 政 府 机 构 。该 中 心 制 作 数 据 的 主 要 用 途 为 保 障 军 用 船 舰 及 飞 机 的 安 全 ，并 会 传 送 到 与 世 界 各 国 共 同 运 作 的 军 方 基 地 。JTWC 遵 守 世 界 气 象 组 织 的 规 定 ，为 风 暴 命 名 和 划 分 台 风 与 热 带 风 暴 的 等 级 ；唯 一 的 例 外 是 该 中 心 采 用 美 国 官 方 以 1 分 钟 时 间 测 量 持 续 风 速 的 标 准 ，而 非 世 界 气 象 组 织 所 建 议 的 10 分 钟 。（参 看 萨 菲 尔 - 辛 普 森 飓 风 等 级）联 合 台 风 警 报 中 心 全 年 持 续 监 察 、分 析 及 预 测 热 带 气 旋
信息资讯
“北斗”短报文通信系统在防洪减灾中的应用
李春华 蓝 天 杨 健 李 斌 （成都天奥电子股份有限公司，成都 611731）
“ 北 斗 ”卫 星 导 航 定 位 系 统 应 用 在 防 洪 减 灾 领 域 ， 既 可 实 现 本 地 灾 情 信 息 向 上 级 部 门 的 快 速 直 达 ，也 可 将 上 级 部 门 指 令 、市 内 灾 情 信 息 经 过 规 范 处 理 和 分 类 ，通 过“北斗”卫星向全市“北斗”LED 显示屏和“北斗”大喇 叭 接 收 终 端 发 布 ，具 有 灾 情 信 息 采 集 、发 布 ，应 急 救 援 指 挥 等 功 能 ，为 实 现 突 发 公 共 事 件 应 急 处 置 、社 会 防 灾 减 灾 、保 护 人 民 生 命 和 财 产 安 全 提 供 科 技 支 撑 。
“ 北 斗 ”双 向 传 输 GPRS 双 向 传 输
“ 北 斗 ”单 向 传 输
“ 北 斗 ”卫 星
基站 GPRS
大喇叭
灾情信息 管理中心 灾情信息发布平台
手 持 终 端 LED 显 示 屏 大 喇 叭
图 1 基于“北斗”短报文的防洪减灾系统组成
灾 情 信 息 管 理 中 心 承 担 对“ 北 斗 ”卫 星 终 端 设 备 的 管 理 以 及 数 据 的 存 储 、转 发 任 务 。灾 情 信 息 发 布 平 台 与 灾 情 信 息 管 理 中 心 连 接 ，统 一 接 收 灾 情 信 息 。灾 情 信 息 发布以“北斗”卫星通信为主，GPRS 为辅，充分利用“北 斗 ”卫 星 短 报 文 通 信 优 势 ，达 到 信 息 发 布 及 时 、覆 盖 全 面 的 建 设 需 求 。LED 显 示 屏 和 大 喇 叭 采 用“ 北 斗 ”卫 星 单 收 模 块 和 GPRS 通 信 模 块 ，在 收 到 灾 情 信 息 后 ，以 文 字 和 语 音 等 方 式 播 报 灾 情 信 息, 并 通 过“ 北 斗 ”卫 星 或 GPRS 向 发 布 中 心 回 传 信 息 发 布 情 况 和 预 警 接 收 终 端 工 作 状 态 ，保 障 信 息 可 靠 地 传 输 到 最 基 层 的 终 端 用 户 。 手 持 终 端 主 要 用 于 应 急 救 援 现 场 ，具 有 收 发 功 能 ，实 时 定 位 和 采 集 灾 害 现 场 信 息 并 及 时 上 报 ，始 终 保 持 通 信 的 畅 通 和 工 作 的 稳 定 ，为 救 灾 工 作 赢 得 主 动 。 2.2 防洪减灾信息发布方案
“ 北 斗 ”卫 星 导 航 定 位 系 统 是 我 国 独 立 自 主 研 制 的 新 一 代 卫 星 导 航 定 位 系 统 ，具 有 导 航 、定 位 、授 时 和 特 有 的 短 报 文 通 信 功 能 。该 系 统 已 成 功 应 用 于 测 绘 、电 信 、渔 业 、交 通 运 输 、减 灾 救 灾 和 公 共 安 全 等 领域。 1.3 “ 北 斗 ”短 报 文 通 信 系 统 在 防 洪 减 灾 中 应 用
要传递的地方，不让每个接收点广播大量无用的信息。
（2）市“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 上 联 省
（ 3 ）上 下 级 采 用 分 布 式 发 布 平 台 ，确 保 全 天 候 、全 时
“北斗”卫星防洪减灾信息发布中心，下接区、县“北斗” 段的播发。
卫星防洪减灾信息发布中心。从市到区、县采用“ 北斗”
（ 1 ）省“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 上 联 国 家 防 洪 减 灾 中 心 ，下 接 市“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 ，是 国 家 级 防 洪 减 灾 系 统 的 信 息 转 发 节 点 。从 省 到 市 、县 采 用“ 北 斗 ”单 播 方 式 实 现 定 点 信 息 传 输 ，采 用
第 24 卷 第 2 期 2014 年 4 月 中 国 防 汛 抗 旱 79
信息资讯/国外信息
“ 北斗”卫星通播方式实现所属市、县信息群发功能；省 “ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 也 可 直 接 向 全 省 的
市 、县 和 乡 、村 发 送 灾 情 信 息 。省 与 市 、县“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 采 用“ 北 斗 ”卫 星 双 向 传 输 方 式 ， 市 、县“ 北 斗 ”卫 星 防 洪 减 灾 信 息 发 布 中 心 接 收 到 省 灾 情 信 息 后 ，向 上 级 回 传 收 到 信 息 ，以 确 保 信 息 可 靠 传 输 到 市 、县 。
国家预警信息发布中心
省“ 北 斗 ”发 布 中 心 单播/通播
市“ 北 斗 ”发 布 中 心 单播/通播
区 、县“ 北 斗 ”发 布 中 心
星 直 接 向 下 属 的 乡 、村 发 送 灾 情 信 息 。区 、县 防 洪 减 灾 分 中 心 也 可 直 接 向 指 定 乡 、村 或 所 属 全 县 乡 、村 发 布 灾 情 信 息 。区 、县 与 乡 、村 信 息 接 收 终 端 采 用“ 北 斗 ”卫 星 单 向 发 布 ，乡 、村 信 息 接 收 终 端 接 收 到 区 、县 灾 情 信 息 后 ，通 过 GPRS 向 上 级 回 传 收 到 信 息 ，以 确 保 信 息 可 靠 传 输 乡 、村 信 息 接 收 终 端 。
“北斗”卫星防洪减灾信息发布方案如图 2 所示，该 方 案 分 为 省 、市 、县 防 洪 减 灾 中 心 和 乡 、村 预 警 接 收 终 端（LED 显 示 屏 和 大 喇 叭 ）4 级 。各 级 发 布 中 心 通 过“ 北 斗”卫星、GPRS 和网络等通信手段，实现省、市、县发布 中心信息互通互联。
经 过 多 年 的 发 展 和 建 设 ，中 国 气 象 灾 害 灾 情 信 息 和突发事件防洪减灾的总体水平和能力得到大幅提 升 。当 前 ，灾 情 信 息 可 通 过 手 机 短 信 、电 话 、电 视 、电 台 等 进 行 发 布 。但 这 些 常 规 的 手 段 往 往 存 在 发 布 的 时 效 性 不 强 、速 度 不 够 快 、地 域 针 对 性 不 够 强 等 问 题 。 1.2 “ 北 斗 ”卫 星 导 航 定 位 系 统
80 中 国 防 汛 抗 旱 第 24 卷 第 2 期 2014 年 4 月
的 行 程 、发 展 及 动 向 ，该 中 心 的 责 任 范 围 覆 盖 全 球 九 成 热 带 气 旋 的 活 动 范 围 。该 中 心 目 前 由 32 名 美 国 空 军 及 海 军 人 员 运 作 ，并 使 用 了 数 个 卫 星 系 统 、探 测 器 、雷 达 、地 表 及 高 空 全面数据和大气模型去完成任务。