北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信随着我国海洋经济的不断发展和海上活动的增加，水上安全问题日益凸显。
海事安全通信是保障海上航行安全的重要手段之一，而北斗卫星导航系统短报文服务，在提供精准定位和导航服务的也为水上安全通信提供了新的可能。
本文将围绕基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信展开讨论，分析其在水上安全领域的应用前景和意义。
一、北斗卫星导航系统短报文服务概述北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有全球覆盖、高精度、高可靠性等特点。
北斗系统提供了多种服务，其中包括短报文服务。
短报文服务是指用户可以通过北斗系统向指定的接收方发送简短的文字信息，实现点对点的通信功能。
这一功能为水上安全通信提供了新的工具和技术支持。
1. 通信方式多样化基于北斗短报文服务的水上安全通信可以实现多样化的通信方式。
不仅可以通过文字信息进行通信，还可以传输图片、语音等多媒体信息。
这样的多样化通信方式可以更全面地传递信息，提高信息传输效率，有利于及时准确地传递紧急情况或指令。
2. 紧急求救功能北斗短报文服务可以实现紧急求救功能，当水上突发情况发生时，船舶或水手可以通过北斗系统发送求救信息，接收方可以及时获知相关信息并采取救援行动。
这一功能对于提高水上安全的应急响应能力具有重要意义。
3. 航行监控管理基于北斗短报文服务的水上安全通信还可以实现航行监控和管理功能。
船舶可以通过北斗系统发送航行计划、位置信息、航行轨迹等数据，相关管理部门可以实时监控船舶的航行情况，提高海上交通管理的精度和效率，预防事故的发生。
4. 信息交流协作水上安全通信不仅仅是信息的传递，更重要的是信息之间的交流与协作。
基于北斗短报文服务的水上安全通信可以实现信息之间的交互，促进不同船舶、海事管理部门、救援机构之间的合作协调，共同应对水上安全事故和突发事件。
1. 提高水上安全水平基于北斗短报文服务的水上安全通信可以提高水上交通的管理水平，降低事故的发生风险，提高海上安全水平。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案北斗是中国自主研发的卫星导航系统，广泛应用于各个领域。
在水文监测领域，北斗系统也发挥了关键作用。
下面将详细介绍北斗水文监测方案，并提供一些具体例子进行说明。
北斗水文监测方案旨在利用北斗导航系统的定位、导航和时间服务，实现对水文信息的准确采集、传输和处理。
该方案主要涵盖以下几个方面：1. 北斗水位监测：北斗系统可以通过接收北斗卫星发射的信号来获取接收站的位置信息，从而实现对水位的准确测量。
水位监测站通过接收北斗信号，将测得的水位数据上传到指定的服务器，监测人员可以通过互联网或专用软件实时获取水位变化信息，并进行分析和预警。
2. 北斗降雨量监测：北斗系统可以利用其定位服务，对特定区域内的降雨情况进行实时监测。
监测站通过接收北斗信号，记录下各个时刻的降雨量，并实时传输到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，及时了解降雨量的变化情况，为水资源管理、防洪抗旱等提供重要依据。
3. 北斗水质监测：利用北斗系统的定位和导航服务，可以实现对水质监测站的准确定位，并传输水质监测数据。
水质监测站通过测量水中的各项参数，如溶解氧、水温、酸碱度等，将监测数据上传到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，实时监测水质状况，及时发现并处理水质异常事件。
4. 北斗中小河流巡查：北斗系统通过提供定位和导航服务，为河流巡查人员和船只提供导航和定位支持。
巡查人员可以通过北斗系统的指引，准确找到巡查目标，并记录所遇到的问题和异常情况。
这些数据可以及时传输到巡查中心，实现河流巡查的全程监控。
例子1：洪水监测和预警北斗水文监测方案可以实时监测各个水文站点的水位变化，当水位超过预设的危险水位时，北斗系统可以通过短信、邮件等方式及时通知相关部门和居民，提前做好洪水防护工作，减少损失。
例子2：水库管理北斗水文监测方案可以对水库的水位和水质进行实时监测，及时传输到监测中心。
监测人员可以根据北斗系统提供的数据，分析水库蓄水量、水质状况等信息，并制定相应的水资源管理措施，保障水库的安全和合理利用。
试述北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的应用
试述北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的应用摘要：本文介绍了北斗卫星通信系统特点，组成，并对北斗卫星软件设计、通信机制设计进行了分析。
关键词：水情自动测报系统;北斗卫星;通信技术;监控中心1 北斗卫星通信系统特点及建设目标北斗卫星通信系统凭借自身特点，解决了卫星测报系统存在的缺陷，能满足水情自动测报的需求。
北斗卫星通信系统具有速度快、支持多用户等特点，与水情自动测报系统所要求的特性正好可以吻合。
它的短通信功能完全符合短数据、大容量信息传输的要求，受雨衰引起的损耗及噪声的影响都非常小。
工程项目水情、墒情测报系统是一个水情、墒情数据自动采集、传输、接收处理及时的实时测报系统，其系统功能应符合水利部《水文自动测报系统规范》(以下简称规范)的要求，功能如下：系统在暴雨、洪水等恶劣条件下也能够进行工作，设备可靠性要达到设计要求。
系统中各设备应符合结构简单、可靠、低耗的原则，并要有防雷措施，遥测站要在无人的条件下工作。
遥测站能在环境温度–10~45℃及相对湿度90%。
遥测站能自动采集实时水情数据并自动定时将水情、流量、墒情数据发送至中心站，数据精度应满足《规范》要求。
中心站后台微机实时接收水情、流量、墒情数据，并对这些数据进行检索、修改、显示、打印。
当电网断电时，数据处理设备仍能连续工作 4 h 以上2 基于北斗卫星通信技术的水情自动测报系统基于北斗卫星通信技术的水情自动测报系统由北斗卫星水情自动测报站、北斗卫星通信链路和监控中心组成。
2.1 北斗卫星水情自动测报站北斗卫星水情自动测报站由北斗通信模块、遥测终端机、前端传感器、电源等组成。
北斗卫星水情自动测报站与监控中心采取点对点方式传输，定时向监控中心发送位置信息，在紧急情况下及时的向监控中心发送水情数据。
2.1.1 北斗通信模块北斗通信模块选用北斗卫星用户终端。
用户终端天线设备和主机设备体积都很小，操作方便，安装维护也简便易行。
用户终端整机功耗小，其发射机理为瞬间突发，使终端的功率消耗得到有效地控制，对工作环境恶劣的野外测站而言具有很好的实用性。
北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用
北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用作者：田勇来源：《科协论坛·下半月》2013年第12期摘要：自从2002年开始，我国已经着手进行着关于利用北斗卫星传输水文测报数据的研究与实验，之后北斗卫星水文遥测系统的建设如雨后春笋般拔起，直至2006年成功兴建了多达800个的北斗卫星卫星通信水文测报系统，是我国水文测报方向的巨大成功以及动力。
从我国实际出发，介绍相关北斗卫星系统、北斗卫星系统的通信方式、目前面临的尚待解决的问题和我国北斗卫星水文遥测的应用情况。
关键词：北斗卫星水文遥测通信应用中图分类号：P332 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-162-02北斗卫星系统是由中国国内自主研发的用于地面定位的可为全国提供范围内的民用定位和数据通信的系统，本系统主要由空间卫星，用户终端，地面站三个部分组成，与居民生活息息相关，是我国水文遥测建设中一个不容小觑的环节和重要方面。
1 北斗卫星系统介绍1.1 空间卫星空间卫星中的每颗卫星的主要载荷都是变频转发器和覆盖在定位通信区域点的波束天线，这些波束天线通过卫星覆盖在全球方位内。
此外，值得提到的是，空间卫星的组成只需要2颗或者3颗这样的卫星，因为这些卫星也是地球同步卫星，覆盖面是十分广的，每颗卫星的波束都定位在太平洋和印度洋的上空中，它们负责着地面的中心站和用户终端之间的中继联系，即为双向无线电信号的中继任务。
所有的卫星都安装了变频转发仪和作用强大的波束天线。
空间卫星中两颗卫星就可以覆盖中国全境。
1.2 用户终端北斗卫星通信系统的用户终端还有另外两个名称：一个是定位终端；一个是移动终端，之所以取这两个名字跟该终端的特性是密不可分的。
除此之外，该用户终端一共分为普通型和指挥型，它们能够实现用户终端与空间卫星之间数据的处理，用于发送用户的业务请求，接受用户数据。
目前，按照北斗卫星测报系统，有很多厂家制定了技术标准的移动终端，具备通用的RS232C数据接口，经过设备入网后便可把产品向客户和用户推销及出售，根据市场实际情况勘测，多数客户都已购置了卫星终端设备并办理了入网手续，这给人们生活带来了一定的改善，让这项技术的投入与使用走向了居民生活。
水情自动测报系统通信方式简介
水情自动测报系统通信方式简介浦哑(云南金沙江中游水电开发有限公司，云南昆明650051)H痛要]水情自动测报系统是应用传感、遥测、通讯、计算机、网络等技术进行水情数据采集、传输、处理和信息交换，为水利水电工程防洪、发电及其他黥合利用目标优化调度髓务的系统，是水利水电工程综合自动化的重要组成部分。
p獭】水情自动测报系统；通信方式；Jr-,隋自动测报系统工作体制水情自动测报系统是应用传感、遥测、通讯、计算机、网络等技术进行水情数据采集、传输、处理和信息交换，为水利水电工程防洪、发电及其他综合利用目标优化调度服务的系统，是水利水电工程综合自动化的重要组成部分。
水情自动测报系统数据传输的通信方式可采用超短波、短波、卫星、PSTN、G SM、G P R S等多种通信方式，各种通信方式在通信原理、设备价格、数据传输保靠性、运行维护费用等方面有各自的特点，因此在建设水情测报系统时应因根流域情况和工程具体需求，选择适合的通信方式。
1水情自动测报系统常用通信方式介绍1．1短波：通信短波通信是无线电通信的一种。
波长在10米～50米之间，频率范围3兆赫一30兆赫。
短波通信主要是以电离层的反射进行通信，对于地形复杂、测站距离较远的测报系统，可直接跨越，不需设中继站。
短波通信的优点是传输距离远，受地形限制少，建设较快，抗破坏能力强，价格便宜。
其缺点是：由于短波信号由电离层反射传播，受电离层的影响，通信质量难以保赢在遥测站数目较多时，系统的响应速度难以满足该通信方式要求。
目前短波通信方式在国内的水情自动测报系统很少使用。
12超短波通信超短波是指波长在1～10m，频率在30～300M H z的无线电波。
超短波通信的特点是信号传播稳定、通信质量较高，具有技术较成熟、设备较简单、投资较少等优点。
缺点是传输距离短，对中继站依赖性强，当某中继站发生故障时，将造成其下属所有测站均无法通信。
该方式适宜在遥测站距离较近、地势平缓、中继站建设及维护条件较好地区的水情自动测报系统中使用。
大兴安岭水情自动测报系统卫星通信使用探讨
水 利 水 电 出 版社 ，９９ １９ ．
［ 收稿 日期 ］０ ０— ３— １ ２ １ ０ ３ ［ 作者简 介］ 黄琦（ ９ ８一） 男 ， １７ ， 黑龙 江绥化人 ， 助理工程师 ； 胡艳娇 （９ ０一） 女 ， １８ ， 黑龙江绥化人 ， 助理 工程 师。
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２１ ０ ０年 第 ３期 （ ３ 第 ８卷 ） 黑 Nhomakorabea龙
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Ｈｅ ｏ ｇ ａ ｇＳ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ｆ ｔ ｏ ｓｒａ ｃ ｉ ｎ ｊ ｎ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙｏ ｅ Ｃ ｎ ｅ ｎ ｙ ｌ ｉ ｅ ｏ Ｗａ ｒ ｖ
由于 卫 星 信 号 几 乎 没 有 绕 射 能 力 ， 以 在 安 装 的 时 候 一 所 定要让卫星在其对星的仰角上一定不能有任何遮挡物 。
５ 结
语
３ 卫星 通信 利弊 分析
卫 星 通 信 是 指 利 用 人 造 地 球 卫 星 作 为 中继 站 、 发 无 线 转 电波实现地球站之 间相互通信 的一种方式 ， 用频率 一般 为 使 ３０ Ｚ～ ０ Ｇ Ｚ ０ ＭＨ ３０ Ｈ 。卫 星通 信 具 有 很 多优 点 ， 中 主要 的有 ： 其 １信 号传输质量高 ， 信可靠 。 ） 通
４ 卫星 通信 弊端 的应 对方 法
４ １ 克服卫星信号雨衰 ． 雨 衰 对 水 文 自动 测 报 系 统 影 响 很 大 ， 至 是 致 命 的 。要 甚 想 将 雨 衰 的影 响降 至 最 小 ， 们 必 须 明 白卫 星 通 信 的频 率 是 我 影 响 雨 衰 的最 主要 因 素 ， 率 越 高 雨 衰 也 就 越 严 重 ， 以 在 频 所 水文 自动测报 系统 中要选择通信 频率低 的卫星 ，Ｂ ａ Ｌ Ｉ￣ Ｊ 斗卫 ： 星系统工作在 Ｌ Ｓ波段 （ ． Ｇ ２６ ， ／ １６ ／ ． Ｇ） 暴雨对其 电波传 输的 影响很小 。 ４ ２ 降 低 通 讯 费 用 ． 由于 大 部 分 卫 星 都 是 按 照 通 信 流 量 进 行 计 费 ， 以 如 何 所 减 少 卫 星 通 信 流 量 是 降 低 费 用 的 关 键 ， 使 用 卫 星 的通 信 测 在 站 可 采 用 定 时 自报 或 采 用 阈值 控 制 的增 量 自报 次 数 。 ４ ３ 功 耗 大 ． 卫 星 小 站 在 待 机 状 态 功 耗 都 在 十 几 甚 至 几 百 毫 安 ， 发 在 射的时候更是能达到安培级别 ， 对于使 用太 阳能 供 电的 自动 监 测 站 而 言 ， 星 小 站 是 个 相 当 耗 电 的 设 备 ， 以监 测 站 要 卫 所 对 卫 星 进 行 上 下 电进 行 控 制 。
北斗卫星在水利工程中的应用案例
文章标题：北斗卫星在水利工程中的应用案例一、引言在当今数字化时代，卫星导航技术已经成为许多行业的重要工具，其中包括水利工程。
北斗卫星系统作为我国自主研发的卫星导航系统，正在逐渐成为水利工程领域的重要支撑。
本文将从深度和广度两个方面对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行全面评估，并探讨其对水利工程的影响和意义。
二、北斗卫星在水利工程中的定位和测量应用1. 河流水位监测北斗卫星系统通过高精度的定位服务，可以为河流水位监测提供精准的数据支持。
通过在水文测报站点安装北斗卫星定位设备，可以实现对河流水位的实时监测，并及时预警可能出现的洪涝灾害，为水利工程的安全运行提供重要依据。
2. 水库水文监测对于水库来说，准确的水文监测数据对于水库调度和管理至关重要。
北斗卫星系统可以实现水库水位、流量等水文要素的高精度监测和实时传输，为水库调度决策提供可靠的数据支持，提高了水利工程的效益和安全性。
3. 灌溉系统精准施肥在农田灌溉方面，北斗卫星定位系统可以帮助实现精准施肥，通过精准的定位服务，可以实现对农田灌溉水利用效率的提升，减少农药、化肥的使用，促进农业可持续发展，为水利工程的生态环境保护作出贡献。
三、北斗卫星在水利工程中的应用案例总结通过对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行深入探讨，可以看出其在水利工程中发挥着越来越重要的作用。
北斗卫星系统的定位精度高、信号覆盖广等特点，使其成为水利工程中不可或缺的技术支撑，为水利工程的智能化、精细化和现代化发展提供了有力保障。
四、个人观点和理解作为水利工程领域的从业者，我对北斗卫星在水利工程中的应用非常看好。
北斗卫星系统的应用不仅可以提升水利工程的效率和安全性，还可以促进水资源的合理利用和保护，对于实现水利工程的可持续发展具有重要意义。
我相信随着北斗卫星系统技术的不断创新和完善，其在水利工程中的应用将会更加广泛和深入，为水利工程领域的发展带来新的机遇和挑战。
结语通过对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行全面评估，我们不仅对其在水利工程中的具体应用有了更深入的了解，也对其未来的发展前景有了更清晰的认识。
水情遥测系统数据传输方式及选择
Ｉ Ｏ Ｍ Ｔ ＮＴＣＮ ＬＧ 信息 建 Ｎ Ｒ ＡＩ ＥＨ ＯＯ Ｙ Ｆ Ｏ 化 设
水情遥测 系统 数据传输 方式 及选择
◆ 杨振 宏 朱 元 彩
实时性较好 、便于组织防汛通信需要使用的网络 ，而且
一
、
概 述
通信质量好 ，同时可以利用部 、委 已经建好的Ｖｓｔ ａ系统
系统 ，达到资源共享 的 目的 。因此 ，此卫星系统在我 国 的水利 、气象 、农业、电力等部门应用非常广泛。缺 点 是有很严重的雨衰现象 、子站 的一次性投资 比较大 。 Ｉｍａ ｓｔ 海 事卫 星系统 的总 部设在 英 国伦敦 的 ｎ ｒａ． Ｃ Ｉｍａｓｔ ｎ ｒａ国际移 动卫 星组织 ，原名 为 国际海事 卫星 组
织 ，是个提供全球移动卫星通信业务 的国际组织 ，随着
全球经 济发展 ，Ｉｍａｓｔ ｎ ｒａ当前 已经成为全球唯一能够为
情遥测系统中采用 的数据传输方式及其特点作一简要介
绍 ，便于读者在进行类似项 目时取舍 。
陆海空用户提供 全球公众通信 、遇险安全通信和卫 星移
动通信 的业务提供者。其具备的优 点 ：可靠性非常高 、
衰减而丢失 ，因此这种方式的前期投资及施工难 度均较
此非常适合在无人监控的数据采集场合使 用。缺点是费
用较高 ，不适应于对运行成本有要求的场合。
北斗卫星导航系统是我国目前正在实施的自主发展 、
独立运行的全球卫星导航系统 ，其优点为 ：具备我国 自主
知识产权 、可靠性高 、实时Ｉ高、运行成本较低。因此 ， 生 尽管北斗卫星系统 目前还处于逐步建设阶段 ，前期建设费
航卫 星系统 。
水情数据遥测 ） 。 等
ＧＳ Ｇ Ｒ 具有网络性能稳定 、通信安全可靠 、数 Ｍ／ Ｐ Ｓ
浅析北斗卫星通信技术在水情自动测报系统的运用
浅析北斗卫星通信技术在水情自动测报系统的运用作者：李小曼来源：《科学与财富》2016年第34期（安徽省人民防空指挥信息保障中心安徽合肥 230000）摘要：随着科技信息技术逐渐发展，借助先进的信息技术进行不同信息监测，对重大事件进行预警，是保障社会稳定发展的基础。
水情自动测报系统是针对我国自然水灾害所研发的智能系统，近年来，该自动测报信系统能够与卫星通信技术相互结合，使得水情测报可预测性明显提升。
基于此，在本文中浅要分析北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的实际运用。
关键词：北斗卫星通信技术；水情自动测报系统；运用前言：我国在水情信息的采集方面，一般采用的是基于GSM网络为测试站点和监测中心沟通的主要方式。
该种方式虽然具备一定的优势，但是在我国幅员辽阔的前提下，该种网络监测还存在着很多盲点，导致监测结果缺乏一定的真实性。
由我国自主研发的北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的实际应用，使得监测的效果提升很多。
1.北斗卫星通信系统特点分析北斗卫星通信系统的特点突出，与其他类型的卫星通信技术相比，具有极强的安全性、可靠性、数据传输的迅速性。
由于北斗卫星通信系统是我国自主研发，因此在通信数据信息的安全性方面毋庸置疑，数据的安全决定着国家的稳定发展。
同时该种数据传输系统能够体现出较强的抗雨水能力，设备本身低功耗。
在不同制式下都能够实现水情测报系统的无缝衔接。
此外，该通信系统的工作频段比较特殊，范围比较宽泛，在信息传输方面具有较为突出的优势[1]。
2.北斗卫星通信技术下的水情自动测报站的基本构成基于北斗卫星通信技术下的水情自动测报站主要由四部分组成，分别为北斗通信模块、测试中心的终端机、前端的传感器、电源。
这些模块在测报站中的功能不同，并且这些模块相互协作，实现了自动测报站的整体功能。
在北斗卫星通信模块中，直接的面向用户端，在用户端中包含天线设备和主机设备，由于这两种设备在北斗卫星通信模块中集成，其体积都比较小，在设备安装维护上比较简单；而测试中心的终端机的功能特殊，与传感器直接联系，虽然测试中心远离检测中心，但是在数据传输环节中能够支持不同数据信息的传输，同时在数据信号上也能够实现自由切换；在前端传感器中，能够涉及到测报水情的相关数据，能够对实际测试中的雨量、水质、水位变化等信息进行捕捉与传输；电源，在电源模块的选择上更加注重如何借助自然能源，采用的密封的蓄电池，通过太阳能电池板进行充电，该种方式具有一定的环保性。
北斗卫星通信技术在水情自动测报系统的运用
北斗卫星通信技术在水情自动测报系统的运用北斗卫星通信技术具有通信速度块，同时能够支持并发处理，可靠性高等诸多优势，同时再加上其简单维护等诸多特点，非常合适水情方面的预报应用。
文章分析了北斗卫星通信技术的主要特点，以及北斗卫星通信技术在具体水情自动测报系统中的设计和运用。
标签：北斗卫星通信技术；监测中心；水情自动测报系统引言由于GSM网络的覆盖相对比较广泛，所以在水情信息的采集方面，大部分都是基于GSM网络作为测试站点和监测中心沟通的主要方式。
不过由于我国幅员辽阔，GSM网络或者GPRS定位系统本身还存在着很多盲点，特别是在水文监测点附近的网络覆盖则不够完善，这样测试站点和监测中心的通信就难以实现，水情自动测报系统就不能够实现信息的贡献和数据的传输。
对然而我国自主研发的北斗卫星通信技术正好填补了这个空白，能够对于GSM网络覆盖不到位的地方，可以使用基于北斗卫星通信技术为核心的水情自动测试系统来进行水情监测，有效的提升了监测效果和预报的准确性。
1 北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的运用分析1.1 北斗卫星通信系统的主要特点北斗卫星通信系统的主要特点体现在抗雨水能力强，具备高可靠性和低功耗且简单维护的特点，再加上是由我国自主独立研发，因此在信息的保密性和安全性方面都更有保障。
另外其多元化的不同制式能够实现和水情测报系统的无缝集成。
特别是水情自动测报系统更加注重短通信的数据传输，而这一点正是北斗卫星通信系统所特有的优势。
这个系统的工作频段主要有L/S/C，其频段范围较宽，所以在信息传输方面拥有其独特的优势。
1.2 北斗卫星技术下的水情自动测报站的主要构成北京市的北斗卫星技术下的水情测报站的主要构成包括了四个方面。
第一是北斗通信模块。
主要选择的是用户终端。
该北斗卫星的用户终端主要有天线设备和主机设备两种，而且这两种设备的终端体积也相对较小，且操作比较简单，安装维护工作也非常容易。
其主要信号的传送机制是通过瞬间突发的模式，这样也能够有效的降低用户终端的功耗。
水利卫星通信在水文遥测领域的应用
水 文遥 测 主 要 是对 水 位 、 雨量 、 流量 等 数据 的监 测 ， 这类数据具有数据传输速率低 ， 一般小于 ９ ． ６ ｋ ｂ ／ ｓ ； 业 务 具 有 突发 性 ， 传输数据包小 ， 时 间短 ， 次数多 ； 实 时 性
要 求 不高 ， 但 需要 重 发机 制 等 特点 。
中 图法 分 类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ５
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ９ ２ ６ ４（ ２ ０ １ ３） Ｏ ６ — １ ８ 一 Ｏ ２
根 据 水 文遥 测 业 务 特 点 ， 结合卫星通信技术 ， 采取
１引 言
多年 来 ， 我国 偏远 地 区 中小 河 流 、 中小水 库等 水 利设 施 由于 防 洪标 准低 、 病 险库 多 ， 导致 灾 害频 繁 ， 这 已成 为 防洪 减灾 的薄 弱环 节 。 这 些地 区分 布 面积广 、 地理 位置 偏 僻、 公网通 信无法 覆盖 或 者处 于公 网边 缘 ， 通 信保 障 能力
１ ８ 中 国 防汛 抗 旱 第 ２ ３ 卷 第６ 期水 利 卫 星 通 信 在 水 文 遥 测 领 域 的 解 决 方 案
卫 星 通信 不受 地形 影响 ， 不 需建 中继 站 ， 信道 稳定 、
通信质量 高、 便 于安装和运行维护 ， 功能扩展性 好 ， 可
可以通过地面Ｓ Ｄ Ｈ专网访问中心站的数据接收服务器。
水 利卫 星通 信 与其 他 常用 遥 测通 信 手段 （ 短波 、 超
广播 等通 信 手段 。 介 绍 了７ Ｋ￣ ， １ ２ － 星通 信 平 台的 构成 ， 提 出了 水利 卫 星通信 在 水文 遥 测领 域 的解 决方 案 ， 结合 典 型 的
北斗卫星通信的应用浅析
北斗卫星通信的应用浅析一、北斗卫星系统简介北斗卫星系统是我国自主研发的第一代地面定位卫星系统，也是可以提供全国范围内的卫星定位系统，现在已经发展为民用定位和数据通信等功能。
北斗卫星系统主要包括空间卫星、地面站和用户终端三个部分。
首先从空间卫星角度来分析，这一部分由2颗或者3颗地球同步卫星组成，主要任务为连接地面站和用户终端之间的无线电信号，每颗卫星的载荷包括变频转发器、全球波束、区域波束天线。
每颗卫星都有2个波束，定位于太平洋和印度洋上空，可以覆盖我国全境。
其次从地面站角度来分析，这一部分是终端之間进行通信的中转站，并且设定在北京，可以为民用定位和通信提供服务，地面站还可以和卫星进行上下行数据处理，对用户发送的业务请求进行处理，从而落实用户定位数据和通信数据交换。
地面站还可以把计算得到的用户位置和通信内容传送给用户，对用户发送的通信可以进行回执确认，对用户进行相应的业务开通、注册和管理等服务。
最后从用户终端角度来分析，民用客户终端由北斗卫星收发主机、天线、民用通信协议等软硬件部分组成，从而完成与空间卫星的数据处理。
二、北斗卫星通信的工作方式北斗卫星系统在工作方式上主要包括两种，第一种是点对点双向数据传输功能，这也是依靠数据包的形式来传输数据报告，一次大多发送210个字节，用户可以发送100bytes信息。
发送信息主要依靠测站终端和扩频伪码，前者依靠码分多址直接扩频序列调制，而后者使用周期伪随机序列，可以实现L波段的发送频率。
以上信息可以经过北斗卫星后转换为C波段，从而为地面站接收，然后经过地面中心站处理后再次发回到卫星钟，经过卫星再次转换形成S波段，醉舟发送到测站终端和指挥终端来完成点对点通信。
因此属于双向发送，所以反向发送过程也是如此。
测站型终端和指挥型终端之间存在一定的差异，因为测站型终端只能锁定在一个波束上，而指挥型终端却可以锁定在所有波束上，在发送信息方面也是如此，测站型终端只能在一个波束上发送，而指挥型终端则可以在所有波束上发送。
北斗卫星通信技术在水情自动测报系统中的应用
（ ３ ）全信道锁定。可同时锁定 北斗系统全 部 ６ 个 信道 ， 普通终端只锁定 ２个。全信道锁定可大大增强 通信成功率 ， 保证在任何一个信 道上 的数据都可接收至指挥机。
・
２ ７ ・
陈浙梁 ，等 ：北 斗卫 星通信技术在水情 自动测报系统中的应用
３ ． １ 北 斗卫星水 情 自动测报 站
北斗卫星水情 自动测报 站 由北 斗通信 模块 、遥测 终端
机 、前端传感器 、电源等组 成 （ 见图 ２ ） 。北 斗卫 星水 情 自
动测报站与监控 中心 采取点 对点方式 传输 ，定 时 向监 控 中
３ 基于北斗卫星通信技术的水 隋自动测报系统
基于北斗卫星通信 技术 的水情 自动测 报系 统 由北 斗卫
２ 北斗卫星通信 系统特点
北 斗卫星通信系统凭借 自身固有的制式特点和优势 ，
星水情 自动 测 报 站 、北 斗卫 星 通 信链 路 和 监控 中心 组 成
（ 见图 １ ） 。
ｉ
同
一
性相吻合 。其简 的短通 信功 能完全符 合短 数据 、大容 量信 息传输的要 求 ；系统工作 频段 为 Ｌ ／ Ｓ ／ Ｃ ，受雨 衰 引起 的损
耗 和 产 生 的噪 声 影 响 小 … １。
２ ０ １ ０年 ，受浙 江省 援建 四川 Ｉ 灾 后 重建 指 挥 部 的委 托 ， 由浙江 省水 文局 承建 的 “ 青 川县水 雨情 预警 系统”采 用 了 北 斗卫 星通信技术的组网方案 ，取得了很好的成效。
定地运行。灵 活配置 的模块化结构能适应各 种不 同的需求 ， 为各级部门的防汛决策提供 了及 时 、有效 的水情信息 。
３ ． １ ． ３ 前 端传 感 器
北斗短报文通信在水位监测中的应用
北⽃短报⽂通信在⽔位监测中的应⽤龙源期刊⽹ /doc/3bab2da580c758f5f61fb7360b4c2e3f5727259c.html北⽃短报⽂通信在⽔位监测中的应⽤作者：吕恒琪来源：《科技风》2017年第04期摘要：本⽂提出了⼀种以单⽚机STM32F103ZET6作为⽔位监测终端的核⼼控制芯⽚，采⽤投⼊式压⼒⽔位传感器，以北⽃短报⽂功能为通信⽅式的⽔位监测系统设计⽅案，分别给出了硬件设计和软件设计。
通过软件测试，系统顺利完成了数据的发送。
关键词：⽔位监测；北⽃短报⽂；STM32F103ZET6我国疆⼟辽阔，需要⽔⽂监测的地点多且地域跨度⼤，⽬前有很多在野外环境恶劣的⽔位监测点，不适合搭建有线通讯⽹络，⼀些地⽅甚⾄连电信⽆线信号也没有覆盖。
针对这些问题，设计了⼀款利⽤北⽃短报⽂通信的⽔位监测系统，该系统具有远距离传输并且不受环境限制的优点。
1 系统整体设计北⽃导航系统是中国⾃⾏研制的全球卫星导航。
北⽃导航系统主要包括定位、导航、授时服务，并具有短报⽂通信能⼒。
在⽔位监测系统中，分为智能⽔位监测终端、北⽃卫星和中⼼控制站3部分。
将⽔⽂数据转换成北⽃短报⽂数据，再通过北⽃短报⽂板卡FB3141发送到中⼼控制站，中⼼站将北⽃短报⽂数据转换成⽔⽂数据，并对数据进⾏整理。
图1为系统通信原理图。
智能⽔⽂数据采集终端如图2所⽰。
系统采⽤STM32F103ZET6单⽚机作为遥测终端控制单元，采⽤北⽃通信模块FB3141以北⽃短报⽂为通信⽅式。
液位传感器采⽤投⼊式压⼒⽔位传感器HH-T20J，温度传感器采⽤数字温度传感器DS18B20；另还有电源电路、存储单元、键盘、液晶显⽰器等外设。
2 智能⽔⽂采集终端硬件设计2.1 控制单元与传感器介绍STM32系列单⽚机是意式半导体集团开发的32位低功耗、低成本、⾼性能的单⽚机。
STM32F103ZET6配置强⼤，具有512K FLASH、64K SRAM、3个SPI、3个12位ADC、5个串⼝、112个通⽤IO⼝；静压式液位变送器HH-T20J产⽣与⽔位成正⽐的⾼度线性电压信号，再经过处理后即可输出与输⼊电压成线性对应的标准信号；温度传感器DS18B20的温度测量范围为-55℃～+ 125℃，最⾼分辨率为12位，测量精度为±0.5℃，采⽤单总线技术，抗⼲扰能⼒强，供电⽅式灵活。
北斗导航卫星系统在水利行业的应用与展望
北斗导航卫星系统在水利行业的应用与展望庞治国;吕娟;路京选;张朋杰【期刊名称】《中国防汛抗旱》【年(卷),期】2024(34)4【摘要】北斗导航卫星系统是我国重要的时空基础设施,建设以来已经广泛应用于社会经济多个领域。
智慧水利是新阶段水利高质量发展的最显著标志和6条实施路径之一,北斗导航卫星系统为智慧水利提供了强大的技术支撑,为数字孪生水利建设提供了重要的时空基准和高精度的位置及通信服务。
从北斗导航卫星系统的功能视角,选择水利工程变形监测、水利巡检、水文监测数据传输等典型应用场景,分析了北斗导航卫星系统的应用现状;同时,还讨论了北斗遥感技术在水位监测、土壤水分反演和大气水汽反演等方面的应用情况;最后,展望了北斗系统在水利领域的发展趋势,指出其应用场景和领域将持续拓展、应用规模将不断增长,以及与新技术融合应用将不断增强,随着北斗导航卫星系统技术的持续创新和应用范围的进一步扩大,北斗导航卫星系统在未来水利行业中将发挥越来越重要的作用,它将成为加快水利新质生产力、推动水利高质量发展的重要推力。
【总页数】7页(P1-7)【作者】庞治国;吕娟;路京选;张朋杰【作者单位】中国水利水电科学研究院;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心(水旱灾害防御中心)【正文语种】中文【中图分类】TP79;TV11【相关文献】1.夯实深圳北斗应用产业化基础,推动行业应用和产业发展——《深圳市北斗卫星导航系统应用产业化实施方案》出台2.新疆公众交通卫星导航监控系统——北斗卫星定位系统在交通行业的示范应用3.北斗卫星导航系统在交通运输行业的\r应用及展望4.浅谈北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用及展望5.北斗三号全球卫星导航系统的林草行业应用展望因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案一、背景介绍随着社会经济的不断发展，水资源的合理利用以及水环境的保护变得尤为重要。
为了确保水文监测数据的准确性和及时性，采用北斗卫星导航系统进行水文监测是一个可行的选择。
本文将详细介绍北斗水文监测方案的设计和应用。
二、方案设计1.北斗水文监测原理北斗卫星导航系统利用卫星信号传输水文监测数据，实现对水文参数的准确测量和分析。
通过北斗卫星定位技术，可以实现对监测站点位置的确定，并且将实时监测数据传送至数据处理中心。
2.监测站点布设方案根据具体需要，选择合适的监测站点进行布设。
监测站点的选择应考虑包括水体流速、水位、水质等多个水文参数，以确保覆盖面广、数据全面准确。
3.传感器选择和安装为了获取精确的水文参数数据，选择高质量的传感器是至关重要的。
传感器的选择应根据监测需求，涵盖水位、流速、水质等参数，并确保其与北斗卫星导航系统的兼容性。
安装传感器时需要严格按照操作手册进行，确保其稳固、准确地安装在监测站点。
4.数据传输和处理通过北斗卫星导航系统，监测站点上的传感器数据可以及时传输到数据处理中心，以进行实时数据分析和监测。
数据处理中心可以利用数据分析技术和算法对水文数据进行处理、存储和分析，在监测站点出现异常情况时进行预警。
三、方案应用1.水文预警北斗水文监测方案可以帮助实现水文预警功能。
通过对水位、流速等参数的实时监测和数据分析，可以提前预警水体的泛滥、水位的突变等情况，从而采取相应的措施来保护人民生命财产安全。
2.水资源管理北斗水文监测方案可以为水资源管理提供基础数据支持。
通过对水文参数的监测和数据分析，可以了解水体的供需情况、污染状况以及流域水资源变化趋势，为水资源管理和决策提供科学依据。
3.环境保护北斗水文监测方案的应用还可以促进水环境的保护。
通过对水质等参数的监测，可以及时发现和处理水体污染事件，减少对水生态环境的损害，为建立生态友好型社会做出贡献。
四、总结北斗水文监测方案是一种创新的水资源管理和环境保护手段。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案随着人类社会的发展和自然资源的日益紧缺，对水资源的合理管理和保护变得尤为重要。
水文监测是一种关键的手段，能够帮助我们准确了解水文情况，提供科学依据，以确保水资源的可持续利用。
而北斗导航系统的应用为水文监测提供了全新的可能性。
本文将介绍北斗导航系统在水文监测中的应用方案以及优势。
一、北斗导航系统简介北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，其具有高精度、高可用性的特点。
北斗系统由一组卫星、地面控制系统和用户终端组成，能够为用户提供三维定位、速度测量、时间服务等功能。
北斗导航系统的全球覆盖以及稳定可靠的性能，为水文监测提供了可靠的技术支持。
二、北斗导航系统在水文监测中的应用方案1. 水位监测北斗导航系统可以通过卫星定位技术，实时获取河流、湖泊等水体的水位信息。
监测站点安装北斗终端设备，通过与北斗卫星的通信，可以实时记录并传输水位数据。
这种方式相比传统的人工测量更为高效和准确，能够提供实时、连续的水位数据，有助于对水位变化进行精确监测，并为防洪、调度等工作提供数据支持。
2. 降雨监测北斗导航系统还可以应用于降雨监测。
通过在降雨监测站点安装北斗终端设备，可以实时获取降雨量数据。
北斗卫星与终端设备之间的通信，能够提供高精度的降雨数据，进而为水文预报、水资源管理等提供科学依据。
3. 土壤湿度监测土壤湿度是水文监测的重要指标之一。
北斗导航系统可以通过与土壤湿度监测设备的配合，实时获取土壤湿度数据。
终端设备将数据通过北斗卫星传输至地面，再进行数据分析和应用。
这种方式不仅能够提供准确的土壤湿度数据，还可以实现对土壤湿度的实时监测和远程调控。
三、北斗导航系统在水文监测中的优势1. 全球覆盖北斗导航系统具有全球覆盖的优势，可以为各地区的水文监测提供服务。
无论是在城市还是偏远乡村，都可以通过北斗导航系统实现水文数据的实时获取和传输。
2. 高精度定位北斗系统具有高精度定位和测量能力，能够提供准确的水文数据。
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北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用
刘尧成华小军韩友平
摘要：从2002年起，我国就已经开始进行利用北斗卫星传输水情信息的试验研究，并陆续建设了多个北斗卫星水文遥测系统，到2006年已有800多个水文测站使用北斗卫星系统。
介绍了北斗卫星系统、通信工作方式、通信技术指标、北斗卫星通信水情自动测报系统的组成，以及目前国内北斗卫星在水文遥测系统中的应用情况。
金沙江梯级水电站水文自动测报系统进行了简要介绍。
关键词：北斗卫星，CDMA，水文自动测报，回执
1、北斗卫星系统简介
北斗卫星是一个提供全中国范围内的卫星定位系统。
它是中国自主开发的用于地面定位的第一代卫星系统，现在已发展成为可供民用定位和数据通信的系统。
北斗卫星系统由三个主要部分组成：空间卫星，地面站(LES)及民用控制中心（神州天鸿控制中心）和用户终端。
（1）空间卫星：
空间卫星部分由2～3颗地球同步卫星组成，负责执行地面中心站与用户终端之间的双向无线电信号中继任务。
每颗卫星的主要载荷是变频转发器，以及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。
每颗卫星都有2个波束，定位在太平洋、印度洋二个区域。
两颗工作卫星的波束分别为1、2、3、4。
一颗备用星的波束为5、6。
两颗卫星都可以覆盖中国全境。
覆盖范围：北纬5～55度，东经70～145度。
系统组成如图1所示。
（2）地面站：终端与终端之间相互通信的中转站。
地面站设在北京，通过神州天鸿中心站系统为民用定位与通信提供服务。
其功能是完成与卫星之间上、下行数据的处理；对各类用户发送的业务请求进行响应处理，完成全部用户定位数据的处理工作和通信数据的交换工作，并把计算所得到的用户位置和经过交换的通信内容，分别送给有关用户；同时可对发送方用户进行通信回执确认；此外神州天鸿网管中心还负责用户的注册、管理和业务开通。
（3）定点（移动）终端：卫星终端分为普通型和指挥型终端两种。
民用客户终端由北斗卫星收发主机、北斗卫星全向收发天线、用户操作控制单元、民用通信协议等软硬件组成，能够完成用户终端与空间卫星之间上、下行数据的处理；发送用户业务请求，接收用户数据；具有通用的RS232C数据接口。
按照北斗卫星系统制订的技术标准生产移动终端的厂商已有多家，这些厂商生产的设备经过入网认可后，便可把产品销售给用户，目前一般用户都是在系统的服务商神州天鸿公司直接购置卫星终端设备，并在该系统管理中心办理用户入网手续，获得用户使用卡后投入使用。
2.北斗卫星通信的工作方式
北斗卫星系统具有点对点双向数据传输方式。
它是数据报告方式，以数据包的形式传输，一次发送共有210个字节，一般用户一次最多可发送110bytes信息。
测站终端发送采用码分多址直接扩频序列调制，扩频伪码采用周期伪随机序列，发送频率为L波段，通过卫星转换为C波段由地面站接收，由神州天鸿民用中心站
处理后发到卫星，再经卫星转换为S波段由测站终端或指挥型终端接收，完成一
次点对点的通信。
反向发送过程亦然。
测站型终端和指挥型终端的最大区别在于前者只能锁定在一个波束上，而后者可以同时锁定所有波束，发送信息时也是如此，前者每次只能在单波束上发送，后者则可以同时在所有波束上发送。
在北斗卫星通信点对点方式中，还有一种通播的方式。
即在一个用户群（用户系统）中，将一个作为主站（中心站）的终端设备号码写入本群中其它测站的终端设备的映像地址中，当此中心站作通播方式发送时，则群中的所有使用同一波束的测站都能同时收到此信息。
此功能可以用作系统的广播回执，即在系统的一次定时报后一定时间内，将收到系统中的测站和未收到的测站的信息广播出去，未收到自报信息的测站则再次发送信息，从而提高了系统的畅通率，同时也减少了系统中心站的发送次数。
如果用户系统的主站采用指挥型终端则回执可一次在全部波束上发送，用户系统的所有测站可以同时收到主站的回执。
3.北斗卫星系统的信道容量
北斗卫星测站终端是在其后端设备的控制指令下发送数据报告的，它在收到后端设备的发送数据报告指令后，直接向卫星发送信息，其信道编码与调制方式为码分多址即CDMA方式，利用冗余编码方法使得入站数量达到200站/每秒，按照水利水文信息传输整点报的需求，以10分钟收集全部站点数据计算此类用户理论上可容纳12万测站用户，所以其信道容量极大。
目前此类用户数量仅为800个左右，可以不考虑信道拥挤问题。
4.北斗卫星系统的信息传输速度
北斗卫星的通信技术指标
•出站信道：信道速率为31.25kbps
•入站信道：信道速率为15.625kpbs
•系统误码率：1×10－7
•定位精度：10~100米
•通信能力：一次最大可发送200个字节
•授时精度：单向100ns，双向30ns
•响应时间：高<1秒；中<5秒；低<10秒
•接续方式：卫星终端至终端、DDN、PSTN、GSM、Internet
目前，通过北斗卫星的地面中心和神州天鸿民用服务中心站的服务系统，用
户从测站发送数据到用户中心站接收到数据一般只需3到5秒，最长时间为10秒，系统的时效很快。
神州天鸿系统所提供的精确授时功能，可以为测站及中心站提供精确的时间信息，以保证整个测报系统的时钟同步。
5．北斗卫星系统与海事卫星C系统用于水情自动测报系统传输的比较
（1）卫星：两个卫星系统都有两颗星覆盖中国，但是海事卫星在太平洋上的卫星只能覆盖中国的东部地区，目前国内主要使用的是印度洋上的那颗。
另外，使用海事卫星系统的用户系统的一个主站（中心站）的一台卫星终端设备只能接收通过同一颗卫星传输信息的测站，如系统内的测站需要使用两个卫星，用户中心站就需要两台卫星终端设备对应接收不同卫星转发的信息。
而北斗卫星系统的用户可以任意使用两颗卫星的四个波束传输信息，中心站只需一台卫星终端设备。
（2）通信信道：海事卫星C系统采用的是TDMA（时分多址），一帧8.64秒分28个时隙，按侦听随机抢发的方式发送，一般系统要求10分钟时间收齐全部测站信息，十分钟共有69个8.64秒，1944个时隙。
按S-ALOHA信道最大利用率（0.368）计算，约可传输715个数据包。
一般来说，一个TDMA信令信道，在10分钟内最多有效传输715个测站（每个测站一次发一包）的数据。
目前海事卫星北京地面站已经扩充了一个信令信道，也就是说系统容量可以扩大一倍，在十分中内最多有效传输1431个测站的信息。
但目前北京地面站约有800个测站运行。
另外，北斗卫星系统对用户没有一颗星或波束的限制，中心站和系统内的测站可以使用不同的卫星和不同的波束，也就是说，只要测站或中心站能看到任何一颗北斗卫星就可以在一个系统内工作而不需要增加另外的通信终端。
北斗卫星系统的通信容量也按系统总容量的30％（10分钟）考虑，可容纳4万个测站。
而海事卫星的测站和中心站必须在同一颗卫星上通信，就是说，如果一个系统内的测站不能在同一颗卫星上发送数据，则必须使用两套卫星终端接收信息。
（3）通信时效：海事卫星点对点通信，从发到接收传输一次信息约3到5分钟。
北斗卫星点对点通信，从发到接收传输一次信息约3到5秒。
（4）信息长度：海事卫星发送一次一包为8个字节，二包为20个字节，一般水
情信息每次需要二包，所以前面所说的通信容量还要减半。
北斗卫星发送一次一
般可有100个字节。
6.北斗卫星系统在水情自动测报系统中的应用
北斗卫星系统用于水情自动测报系统的组成由下图所示：
北斗卫星系统
地面中心站
系统的测站由传感器（包括雨量计、水位计等）、遥测终端、北斗卫星终端、
电源等，由遥测终端作为核心，完成水情信息的采集、存储并控制北斗卫星终端
完成信息的发送和指令的接收。
现在已经使用北斗卫星系统传输水情信息的水情自动测报系统已有：大渡河
瀑布沟电站水情自动测报系统、乌江彭水、银盘水情自动测报系统，广西西江水
文自动测报系统、金沙江金安桥水电站水情自动测报系统、国家防汛抗旱指挥系
统汉口分中心等等。
已有近800个测站运行，系统的畅通率都保持在98％以上。
可见北斗卫星系统在我国的水情自动测报系统运用存在广阔的前景。
7.在金沙江下段梯级水电站水文自动测报系统的应用
在金沙江下段梯级水电站水位自动测报系统中采用北斗卫星通信作为系统的主信道，系统共有145个遥测站，9个运行维护分中心站，三个分中心站，一个中心站。
系统采用定时自报，增量加报，定时招测的工作体制。
接收采用一发多收方式，即各运行维护分中心通过北斗卫星信道接收各自所辖遥测站的信息，同时各分中心和中心站同时接收系统全部遥测站的信息，对于定时自报由中心站发送通播信息确认，各遥测站收到通播确认信息后，核对本站是否需要重发，作出相应处理。
系统的招测采用测站发送信息后等待中心站的招测指令，有指令信息则作出响应，没有则按固有流程运行。
参考文献：
《卫星通信系统》吕海寰蔡剑铭甘仲民陈九治王明忠编著人民邮电出版社1988年5月
作者简介：
刘尧成，男，中国三峡开发总公司金沙江开发有限责任公司筹建处，高级工程师，四川省成都市610000华小军，男，中国三峡开发总公司金沙江开发有限责任公司筹建处，工程师，四川省成都市 610000。