中国北斗系统应用方案

北

斗

系

统

运

用

方

案

概述

1.1.系统概述

1.2.北斗概述

“北斗一号”卫星导航定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种新型、全天候、区域性的卫星定位系统。

“北斗一号”卫星导航定位系统由两颗地球同步卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成，各部分通过出站链路（中心控制系统→卫星→用户）和入站链路（用户→卫星→中心控制系统）相连接，其定位使用“三球交汇”原理，有别于GPS、GLONASS等系统，并且定位、通信和授时三大功能可以在同一信道中完成。此外，通过用户终端（即卫星导航定位通信机），“北斗一

号”系统用户可以从运营商获得以三大功能为基础的各种附加服务。

“北斗一号”系统与GPS、GLONASS等系统不同，属于有源定位系统，用户终端需要在捕获卫星信号后发送定位申请才能够获得由中心控制系统计算得到的定位结果，因此用户机不需根据卫星信号计算定位数据，但必须向卫星发射信号。

“北斗一号”卫星导航定位系统优于GPS、GLONASS等系统的是，它在同一卫星信道中为用户提供了简短数字报文通信的功能，从而可以使用户机与中心控制系统、用户终端之间进行数据通信，不仅能够回答“我在哪”的问题，而且可以协同回答“他在哪”以及“他们在哪”的问题，这将极大地丰富系统的应用功能。

所以，“北斗一号”系统的三大功能：

快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度20—100m；

短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送30个汉字的短报文信息；

精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供高达20ns时间同步精度。

“北斗一号”系统的五大优势：

同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持；

覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区；

特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用；

独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪”、“你在哪”、“他在哪”以及“他们在哪”；

自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。

当前，我国已将卫星导航定位应用产业及通信系统产业化项目列入国家重点新产品项目和国家高新技术产业示范工程，明确列入国家“十一五”规划，作为卫星导航定位应用产业的关键核心技术之一。

2 系统设计

2.1.系统组成

图2-1系统示意图

由系统示意图中，可以清晰的看到系统由船用北斗一体机、潮位站用北斗一体机和北斗指挥型用户机系统组成。

船用北斗一体机

船用北斗一体机可以实时连续的向北斗指挥型用户系统报告自身的工作状态，包括自身的经纬度位置信息、航速、航向、用电类型、电池电量，方便总控制中心及时掌握各条船舶的工作情况，出现问题时也可以及时发现。

同时船用北斗一体机可以接收由斗指挥型用户系统发送的潮位信息、通信信息和命令指令等。当出现紧急情况时，船用北斗一体机可以向控制中心发送紧急求助信息。

潮位站用北斗一体机

潮位站用北斗一体机可以实时连续的向北斗指挥型用户系统报告报告当前潮位高度信息。

北斗指挥型用户系统

一方面北斗指挥型用户系统可以接收到船用北斗一体机发送的工作状态信

息、短消息信息，以及潮位站用北斗一体机发送的潮位信息。

一方面北斗指挥型用户系统可以向船用北斗一体机发送最新的潮位信息，中心向下辖船舶的通信信息和命令信息等。

2.2.系统架构

系统架构图如下图所示：

图2-2 系统架构图

2.3.各模块功能

1.北斗信号接收模块

北斗信号接收模块通过连接北斗指挥型用户机，获得北斗用户终端发射的数据通信信息，将获得的数据信息交由处理通信、应用服务及管理模块处理。

2.北斗信号发射模块

北斗信号发射模块通过北斗指挥型用户机将控制中心的控制指令信息、短信通信信息和潮位信息发射到北斗卫星，从而送达目标控制中心下属船用北斗一体机。

3.通信、应用服务及管理模块

通信、应用服务及管理模块负责联接系统内各个模块，包括管理北斗接收和发射模块，连接数据服务模块进行数据处理和存储，以及向外部系统提供北斗信息数据和接口等。

4.数据服务模块

数据服务模块负责数据处理、数据的存储、数据备份以及数据的查询等。

5.数据库

数据库是数据存储的介质。

2.4.技术指标