北斗卫星导航系统在海洋浮标中的应用-论文.pdf

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1、2014年第2期声学与电子工程总第114期北斗卫星导航系统在海洋浮标中的应用洪常委(第七一五研究所，杭州，310023)摘要针对海洋浮标的特殊需求，结合北斗卫星导航系统的特点，对北斗卫星导航系统在海洋浮标中的应用进行了研究，并给出了一些实际使用结果。关键词北斗卫星；海洋浮标；定位；通信北斗卫星导航系统是我国自行研制、自行建d)与国际海事卫星相比具有体积小、设备价设、自行管理，具有完全自主知识产权的区域性卫格低、使用成本低等特点。星导航系统。该系统主要由空间卫星、地面中心站e)可以与GPS等其他常用导航系统配合使用。和用户终端三部分组成，具有双向通信

2、、快速定位目前使用的北斗一代具有以下技术参数：a)(北斗二代)和精密授时三大功能。该系统于2000覆盖区域，东经70。～140。、北纬5。～55。；b)通年底完成卫星发射和地面系统建设，2003年4月讯类型，报文通信；c)通信频度取决于SIM卡类对民用市场开放，现在已经在国民经济各个领域得型，目前民用卡的通信频度为60S；d)报文长度，到了快速的应用。目前民用为100byte。海洋浮标监测过程中很多项目需要远海、长时间数据监测，需要耗费大量的人力、物力。北斗卫2海洋浮标简介星导航系统所具备的数据通信功能可以很好的解随着海洋监测技术的发展，各种适用的

3、测试设决海洋监测数据通信的问题，通过地面站不仅可以备应运而生。海洋浮标技术含量高且经济适用，是轻松获得监测数据，而且可以利用双向通信功能对海洋环境监测的重要技术装备。如海面浮标能够长远在万里之外的设备进行遥控。北斗卫星通信在海期、隐蔽地在水中工作，搜集各种海况下的环境噪洋监测中具有良好的应用前景。声信息，可以完成远距离海洋环境监测、水文勘察等，是调查船在空间和时间上的延伸扩展；固定式1北斗卫星通信特点监测浮标因其体积较大，可以搭载大量传感器，适根据北斗卫星导航系统建设总体规划，2012合布防在近海、港口，能够对海水温度、盐度、酸年左右，系统将首先具

4、备覆盖亚太地区的定位、导碱度、溶解氧、风力等各类参数进行监测，是海洋航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，环境离岸监测的重要手段；走行式潜标可以根据需建成覆盖全球的北斗卫星导航系统⋯。现阶段大量要完成地貌探测、水文测量等功能。使用的为北斗卫星导航试验系统即北斗一代，具有以上各类浮标对远距离无线通信均有迫切的以下特点：需求，海面浮标、固定式监测浮标需要通过无线通a)使用安全：北斗卫星导航系统是我国自主信完成试验数据传输；走行式潜标需要通过无线通知识产权的卫星导航系统，使用不受国外技术所影信掌握本体状态，并根据需要进行控制。本文以某响。型浮标

5、为例，探索北斗卫星通信在海洋浮标中的应b)适用于保密产品：系统通讯、控制均在国用。内通过地面站完成，完全满足军用数据卫星通信保密要求。3北斗卫星导航系统的应用C)数据通信实时性强：数据传输快捷，一次随着北斗卫星导航系统产品的逐步发展，电路发送时间大约为1S，接收终端在几秒钟之内就可体积变小，利用低压电池供电，可用于小体积的浮以接收到发送端传输的数据，实时性较强。如果采标之中。卫星终端电路中需装配有北斗卫星专用用国际海事卫星进行数据传输，从发送到接收一般SIM卡。SIM卡分民用、军用两类。根据不同需要需要几分钟甚至更长时间，ARGOS卫星需要在一可以

6、定制不同类型的适用天线。图1为北斗卫星终定的时次才能经过，通信的实时性就更难保证。端安装于浮标的实物图，其中金属圆盖内为北斗卫41洪常委：北斗卫星导航系统在海洋浮标中的应用星终端电路，白色圆柱体为水密卫星天线。卫星天(4)通信申请线直径80mlrl，高度220mln。卫星终端电路及天在完成浮标定位及浮标测量数据的压缩处理线的待机功耗2．5w，发射功率45w。后，将测量数据与定位信息、浮标状态信息按照北斗卫星接口协议编写通信申请指令。目前常用的民用SIM的报文通信长度为100byte，但为了可靠的发送报文信息，建议适当缩短报文长度。民用SIM卡的报文

7、发送频度为1min，即1min内仅可以进行一次通信申请，如超频使用将会收到报警信息。(5)反馈信息在浮标发送通信申请后，卫星系统将会提供一条反馈信息，在反馈信息内告知发送是否成功，如发送不成功或未收到反馈信息，需要进行再次发送。如发送成功则需待机一段时间，等待地面站是图l北斗卫星通信天线及浮标实物否有控制命令下达。将北斗卫星定位、通信功能应用到浮标中，能(6)接收控制够有效的实现浮标定位、探测数据实时传送的功北斗卫星导航系统具备双向通信功能，不仅可能，图2为系统工作示意图。以由浮标发起数据传输通信，也可以由地面站发起控制命令传输通信。地面站发送控制

8、命令必须在浮标北斗卫星终端开机状态才有效，一般考虑在接收到浮标发送的数据信息后即刻进行控制命令发送。(7)命令回送为保证控