基于北斗的海事长报文传输解决方案.pdf

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1、第４０卷第４期全球定位系统Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．４２０１５年８月ＧＮＳＳＷｏｒｌｄｏｆＣｈｉｎａＡｕｇｕｓｔ，２０１５ｄｏｉ：１０．１３４４２／ｊ．ｇｎｓｓ．１００８－９２６８．２０１５．０４．００８基于北斗的海事长报文传输解决方案吴海乐，冯涛，沈兵，李晶，吴晓东，李浩（中国交通通信信息中心，北京１０００１１）摘要：由于北斗短报文的容量已经无法满足日益增长的海事用户需求，针对海事领域长报文数据传输的不同应用场景，提出了三种可靠传输海事长报文数据的方法，有效突破北斗短报文的容量限制，对于扩大北斗在海事领域的

2、应用范围具有重要意义。关键词：北斗；海事；长报文传输；解决方案中图分类号：Ｐ２２８．４文献标志码：Ａ文章编号：１００８－９２６８（２０１５）０４－００３７－０４［２］观测数据。在海事领域，北斗的应用也在日益增０引言多：１）由于北斗短报文通信成本较低，目前利用北北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫斗发送短报文通信只需要向运营机构缴纳一定的星导航系统。是继美国全球定位系统（ＧＰＳ）、俄罗年使用费即可不限次数通信，而使用海事卫星等设斯格洛纳斯卫星导航系统（ＧＬＯＮＡＳＳ）之后第三备则是按次计费，通信成本相对

3、较高；２）安全性能个成熟的卫星导航系统。建成后可在全球范围内较高，北斗系统为我国自主研发的卫星导航定位系全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定统，能够做到自主可控，同时北斗系统本身就采用位、导航、授时服务，并具备短报文通信能力，目前高强度加密设计，具有较高的保密性。已经具备区域导航、定位和授时能力。随着北斗短报文通讯功能在海事领域的应用我国是个航运大国，随着航运飞速发展，船舶越来越广泛，但由于北斗短报文通信容量有限，一数量和水域交通密度及危险货物装载量不断增加，次只能传输较少的通信数据，无法满足日

4、益增长的遇险事故经常发生，对航行安全造成了严重威胁。海事报文传输需求，甚至在一定程度上成为了其在海事部门一直在寻求一种有序、合理、高效的船舶海事领域发展的瓶颈。本文针对此有效解决北斗管理手段，利用先进的地理信息、空间技术实现船短报文的容量限制问题。舶定位、通讯、查询、监控、报警等功能，实现水路交１问题分析通的智能化管理。目前，海事船舶管理主要依赖于ＶＴＳ监控站，结合ＡＩＳ系统，实现船舶的实时监北斗卫星导航系统允许发送的报文长度有一控。但是，这种系统存在着自身无法克服的缺陷，定的限制，单次通信容量最多为１

5、２０个汉字，普通１）ＶＴＳ监控距离有限，只能对沿海船舶进行监控，民用用户卡则通信容量更低，通信数据如果超过用而中远洋船舶则无能为力；２）ＶＨＦ通讯比较容易户卡规定的最大报文长度，则会导致数据丢失，这受到环境的限制，难以保证实时通讯；３）ＧＰＳ系统就要求用户在发送信息时充分考虑。在海事应用［１］由美国开发和控制，定位技术受制于人。中，包括位置报告、紧急报警、终端控制等都可以通当前，移动通信和无线电台通信的覆盖范围有过单次通信实现数据传输，但随着海上信息服务的一定的局限性，北斗卫星导航系统则成功解决了偏发展

6、，用户的要求日益提高，海事主管部门也对信远地区和中远洋地区数据通信的难题。因此，北斗息化建设提出了更高的要求，数据传输不再局限于卫星导航系统一经运营，便广泛应用在海洋、气象、简单的报警和位置汇报，而开始向数据回传、航行水利、农业和森林等领域，利用卫星手段传输各类安全播报、船舶日常通信、综合信息服务等方向拓收稿日期：２０１５－０２－１０联系人：吴海乐Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｈａｉｌｅ＠ｃｔｔｉｃ．ｃｎ３８全球定位系统第４０卷［３］展，在这种背景下，北斗短报文通信容量已不能满足海事主管部门和海上公众的需求，严重限

7、制了北斗在海事领域的应用。以航海保障中心播发的航行安全告警信息为例，一条航行安全告警信息的长度可达７００个字节，而普通用户卡的单条北斗通信长度大约为４０个汉字，显然两者相差巨大，单次通信远不能传输完整的航警信息，实际操作工程中也不能够简单的将多余的内容丢弃或者任意截取。因此，如何突破北斗短报文容量的限制，有效扩展其应用范围越来越受到关注。北斗单次短报文通信无法满足海事长报文数据传输的要求，但如果简单的按照北斗用户卡的单次通信容量将长报文拆成若干分包然后再传输，其可靠性又如何保证呢？北斗终端的通信是通过北

8、斗卫星的中继实现的，但北斗卫星导航系统本身并没有数据传输可靠性保证机制，某种意义上来说，图１协议可靠传输发送流程图北斗卫星导航系统相当于物理层，数据丢失的几率相当于链路差错率，通信频度相当于传输时延，且［４］数据通信存在着信道的不对称性。因此，为确保通过有丢包率和误码率的北斗通信链路来较为可靠的传输长数据，本文将充分考虑海上应用环境，结合北斗系统自身特点，提出以下三种方法。２解决方案２．１协议可靠传输为了保证数据的可靠传输，可以借鉴ＴＣＰ／