基于北斗卫星导航定位系统的水利监控管理系统

基于北斗卫星导航定位系统水利监控管理方案

北京长缨神舟科技有限公司

目录

1引言 (6)

1.1 概述 (6)

1.2 项目必要性 (7)

1.3 设计依据 (9)

1.3.1 参考资料 (9)

1.3.2 可行性分析 (10)

2任务与功能 (12)

2.1 实现任务 (12)

2.2 功能需求 (14)

2.2.1 气象水文数据的实时采集 (14)

2.2.2 水利水情信息实时查询 (15)

2.2.3数据的实时传输 (15)

2.2.4电子地图 (15)

2.2.5 路线规划 (16)

2.2.6 修改远端测站参数 (16)

2.2.7终端设备安装、维护简易 (16)

2.2.8接收报警信息 (16)

2.2.9 通信回执 (16)

2.2.10 实时通信 (17)

2.2.11数据库查询 (17)

2.2.12历史数据回放 (17)

2.2.13数据分发和共享 (17)

2.2.14 短信通信 (17)

3性能指标要求 (18)

3.1中心基本技术要求 (18)

3.1.1 功能要求 (18)

3.1.2 其它技术要求 (19)

3.2 接口技术要求 (20)

4系统总体设计 (21)

4.1系统的设计目的、思路与原则 (21)

4.1.1 设计目的 (21)

4.1.2 研制思路与关键技术策略 (21)

4.1.3 设计原则 (22)

4.2系统组成结构 (23)

4.2.1 系统总体结构 (23)

4.2.2 子系统的组成及配置 (25)

4.2.2.1气象水文数据自动采集子系统 (25)

4.2.2.2 数据传输子系统 (30)

4.2.2.3 数据综合应用子系统 (32)

4.3系统工作原理 (35)

4.3.1 系统工作模式 (35)

4.3.2北斗信号上行工作原理 (36)

4.3.3北斗信号上行工作原理 (37)

4.3.4移动通讯和增值服务工作原理 (39)

4.3.5服务坐席管理子系统和各应用服务系统工作原理 (40)

4.3.6数据存储、处理及备份子系统工作原理 (41)

5实现方式 (42)

5.1 固定式自动气象站 (42)

5.2 机动式自动气象站 (43)

5.3 船用气象水文数据采集 (43)

5.4 雨量传感器的选择 (44)

5.5 水位传感器的选择 (44)

5.6 气象水文监测室数据压缩 (45)

5.7北斗卫星应急灾害遥感预警通信系统用户终端设备 (47)

5.7.1手持型用户终端 (47)

5.7.2 车载型用户终端 (47)

5.7.3灾情自动测报型用户终端 (47)

5.7.4指挥型用户终端 (47)

5.8 北斗卫星应急灾害遥感预警通信系统技术参数 (47)

5.9 电池 (49)

6应用软件 (49)

6.1 软件模块设计 (49)

6.2应用服务客户端软件 (51)

6.3基础档案模块 (52)

6.4北斗终端显控模块 (54)

7系统四性设计 (55)

7.1系统可靠性设计 (55)

7.2系统可维修性设计 (56)

7.3系统测试性设计 (57)

7.4环境适应性措施 (57)

8风险分析 (58)

8.1经济风险 (58)

8.2技术风险 (59)

1引言

1.1 概述

水是人类赖以生存的无可替代的宝贵资源,是社会经济发展的物质基础。经济发展和人类的生活离不开水的供给和保障。水利包含着水资源开发利用、除害、节约水资源、保护水资源等许多内容。水利是国民经济和社会发展第一位的基础设施和基础产业。水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统。水利具有很强的公益性、基础性、战略性,加快水利改革发展，不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。

随着科学技术的发展和进步，大量的新技术应用于水利监控管理。利用计算机将收集到的气象水文等资料贮存、处理和输出，供各水利部门使用；利用传感器技术进行气象和水文的监测，通过固定式自动监测站、移动式自动气象水文数据采集终端的水文、温度、湿度、气压、风向、风速、降雨量等的传感器实现水文、温度、湿度、气压、风向、风速、雨量等数据的采集；利用地理信息系统(GIS)的强大功能进行收集、分析、处理资料；利用现代通讯网络，配上传真机可以进行温度、湿度、降雨量等信息的传递。

在信息传递手段中，用得多的是移动互联网，但移动互联网存在盲区，信号的时间滞后性比较大。而北斗卫星导航系统是我国具有自

主知识产权的卫星导航系统。

将温度、湿度、水文、风向、风速、降雨量等各种传感器监测到的气象水文信息，通过北斗卫星导航定位系统的通信链路，传送到水利监控管理系统，通过中心GIS的基础数据库系统与专题数据库系统随时监测灾害发生的位置，并迅速做出救灾方案。利用北斗卫星导航定位系统和系列水利监测型北斗终端设备实现多山地与水文预报信

息的实时采集和传输，可大大提高了灾情预报的准确性和及时性。北斗卫星导航定位系统的引入必将对我国的水利监控管理系统的应用

起到一个巨大的推进作用，也是未来水利监控管理的一个热点领域。

1.2 项目必要性

我国是一个洪灾十分严重的国家，洪水连年不断。1954年长江中下游，1958年黄河下游，1963年海河、1975年滩上游、1981年嘉陵江、1983年汉江上游、1989年辽河、1991年华东地区等相继发生的特大洪水都造成了巨大的损失，特别是1998年长江流域、松花江流域和嫩江流域发生的大面积特大洪水造成了历史罕见的水灾，损失特别巨大。多年来，我国修建了许多防洪工程，取得了极大的成就，但是洪灾依然频繁出现，灾情严重。这除了因植被及天然蓄洪湖泊遭到严重的破坏，现有土建防洪工程尚不足以抗衡特大暴雨洪峰外，报汛不及时，水情不明也是导致灾情加重的重要原因。在1998年的特大洪水中，长江流域水文自动测报系统对洪水预报和防洪调度发挥了巨大作用。而嫩江流域由于缺少测报系统，对上游来水的判断缺乏科学实时的依