北斗衛星導航系統在海警艦艇的應用研究

2019-09-28 04:09:07 中國水運 2019年9期

單艷偉

摘 要:北斗衛星導航系統兼備了傳統天文定位和地面無線電導航定位的優點,在世界舞臺上迅速崛起。北斗衛星導航系統是我國擁有自主知識產權的獨立運行的重要空間基礎設施,已經在國民經濟建設和國防軍事安全等多個領域發揮著重要作用。本文分析了北斗衛星導航系統的功能特點,研究了其在海警艦艇執勤執法方面的應用。隨著北斗衛星導航系統的不斷完善和服務提升,必將海警艦艇實戰應用發揮不可替代作用。

關鍵詞:北斗衛星導航系統;海警艦艇;應用研究;GPS

中圖分類號:U666.134? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號:1006—7973(2019)09-0050-02

1引言

中國一直高度重視衛星導航系統的研制和建設,努力探索和發展擁有自主知識產權且獨立運行的北斗衛星導航系統。[1]隨著我國經濟發展和軍事現代化的不斷深入,北斗衛星導航技術扮演著越開越重要的角色。上世紀末期,我國就開始著手北斗試驗系統的建立。目前,北斗衛星導航系統兼顧有源與無源相結合體制,正穩步從區域導航向全球服務拓展。

北斗衛星導航系統由空間段,地面段,用戶段三部分組成。空間段包括若干顆同步軌道衛星、中地球軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星;地面段包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站;用戶段包括使用北斗芯片的終端、手持機等,也就是車輛或艦船上安裝的北斗衛星系統接收機。

北斗衛星導航系統提供開放服務和授權服務。開放服務指在服務區提供免費定位、測速和授時服務。授權服務則是向授權用戶提供更加安全與精度更高的定位、測速和授時服務,在重點服務區域還提供短報文增強功能服務。[2]

2 北斗系統主要功能

北斗衛星導航系統主要功能包括快速定位、精密授時和短報文通信功能。

北斗衛星導航系統的快速定位主要是指用戶通過北斗終端設備接收衛星信號,經過位置解算,從而及時獲得用戶的位置信息。北斗衛星導航系統的快速定位功能應用包括航天飛行器的定位與控制、交通導航與監控等,有力推動了社會經濟的發展。[3]尤其是在軍事領域的應用,進一步加速了我國軍事現代化建設的步伐,對提升我國的綜合軍事實力具有重要意義。

北斗衛星導航系統采用星載氫原子鐘技術,衛星上攜帶有一個或多個精準的原子鐘,且衛星導航的授時不受地球自轉、地磁等自然環境因素影響,提供精密授時服務。北斗衛星導航系統的授時技術已經逐步成熟并開始應用于人們日常生活的各個領域。

有些北斗衛星導航系統用戶端具有短報文通信功能,一次可傳送120個字符或420個代碼的訊息量。短報文通信功能是北斗衛星導航系統區別于美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐盟伽利略衛星導航系統的顯著特點。除北斗系統外的其他三個全球衛星導航系統只具備導航定位功能,不具備通信功能。而北斗衛星導航系統則很好地解決了這一問題,不僅使用戶準確知道自己的位置信息,還能通過短報文通信功能和外界取得聯系,使對方及時了解自身情況,這使得北斗系統在救援工作中優勢更加突出。比如在2008年的汶川大地震的救援中,由于許多基礎通信設施遭到嚴重破壞,使通往地震重災區的移動手機信號完全中斷,而首批抵達地震重災區的武警官兵,通過攜帶的北斗系統手持終端機發出了地震重災區的每一束生命急救電波,使外界及時了解災區情況,為下一步救援工作的展開爭取了寶貴時間。另外,短報文通信功能在海上救援工作也起到了關鍵作用,使遇難船舶與救援組織及時取得聯系,有利于救援部門及時了解情況并制定最優援救方案。

3在海警部隊的應用

北斗衛星導航系統同時為軍民雙方提供服務。在作戰指揮方面,對兵力和武器的時間和空間位置進行定位和控制是完成作戰任務的基本條件,指揮員在一定空間和時間內通過合理署兵力達成一定軍事目的。[4]北斗導航定位系統的建立從根本上解決了軍事衛星應用受制于人的這一歷史問題。海警部隊作為一支現役武警部隊,肩負著打擊海洋經濟犯罪、保護沿海人民生命財產安全的重任,是維護海上經濟秩序的重要武裝力量。

北斗衛星導航系統是海警執勤執法的重要幫手。海警艦艇巡航海域廣,水道環境復雜,鄰近多個國家邊境。如何在最短的時間趕赴執勤地點并占領有利陣位開展有效的執勤行動,成為企需解決的關鍵問題。對一些較兩國分界的敏感執勤區域,北斗系統精確的定位功能對于減少或避免不必要的執勤分界爭端十分有效。通過北斗衛星導航系統,對于水面遇險船舶或群眾的求救,海警艦員可獲得遇險對象的準確位置,一定程度上加快了救援速度。用戶使用北斗系統終端機發起通信請求,地面控制中心對通信報文進行處理轉發。北斗系統提供的通信功能是雙向的,用戶機既可以發送短信也可以接收信息。北斗衛星導航系統的這一特點可以實現海警艦艇和遇險對象的實時通信,不僅知道“你在哪”而且知道“你在那邊情況怎么樣”,使海警指揮員可根據實際情況隨時調整救援方案,更好更快地救助海上遇險對象,盡最大可能減少人員傷亡和經濟損失。

北斗衛星導航系統具有保密性好、抗干擾性強等特點,這對加快海警艦艇出警速度,提升海警艦員的執勤執法能力,具有重大意義。尤其在戰時,一旦美國對我區域用戶關閉GPS服務或者故意提供錯誤位置信息,將會使海警部隊處于被動境地。如今大多海警艦艇已經裝備北斗衛星導航系統,一定程度上降低了GPS依賴風險。隨著終端設備的普及,北斗衛星導航系統將在海警部隊發揮越來越重要的作用。

3.1在海警艦艇定位方面的應用

快速準確的定位是保障艦艇航行安全的關鍵。作為一支特殊的武裝力量,海警艦艇部隊肩負著維護國家海洋權益,打擊海上違法犯罪的神圣使命。如何采取有效措施保證航行安全,使海警部隊迅速完成上級授予的各項任務成了解決問題的關鍵所在。通過北斗衛星導航系統提供的實時高精度艦艇位置,結合接收機的電子海圖功能,正確引導艦艇按計劃航線航行。一旦偏離計劃航線,及時修正航向,保證艦艇航行安全。為了確保海警艦艇在復雜氣象海況下航行安全,也可以充分利用北斗地面控制中心掌握艦艇位置,實現海警支隊或指揮中心等上級指揮機關對海警艦艇的動態監控。

3.2在搜救海上遇險遇難船只方面的應用

海警部隊有責任保護人們海上生命財產安全,當遇到海上突發情況或有漁民求助時,海警艦艇都會立即出動,解救人民群眾和遇險遇難船只。使用電臺通過公共頻道和遇險遇難船舶取得聯系并獲知對方具體經緯度,從而及時趕到遇難海域實施救援。但是,遇到復雜海況時,電臺信號不清晰,加大了搜尋工作難度,對搜尋工作造成不利影響。而通過北斗衛星導航系統則能很快確定船舶即時位置,通過其特有的短報文通信功能實現與遇險對象的直接文字通信,大大提高了搜尋事故目標的效率,使人民的生命財產得到最大程度的保護。

3.3在聯合執勤方面的應用

聯合執勤是海警艦艇常態化的執勤情況,不僅考驗海警艦員的執勤業務水平,而且還考驗聯合部隊的協同作戰能力。聯合執勤行動中,如何及時有效地實現指揮機關和各聯合執勤分隊之間的海上通信一直是海警部隊面臨的難題。由于北斗衛星導航系統的短報文通信功能可實現多發功能,如集團用戶中心發出的各種指令經北斗衛星指揮型用戶上傳至北斗衛星,然后經由地面控制中心傳至目標用戶,使得集團用戶中心可對其多個下屬用戶實時指揮調度。部分海警艦艇已經裝備北斗衛星導航系統,指揮中心可間接通過北斗終端對所有參與執勤艦艇進行實時監控,以便在面對不同情況時盡早調整作戰部署,更好地完成上級機關交給的各項任務。

3.4在武器裝備自動化方面的應用

當前,海警部隊正處在軍隊正規化、現代化建設的歷史機遇期,完成這一偉大轉變的關鍵是武器裝備的信息化、科技化建設,也對武器裝備的研制研發提出了更高的要求。武器裝備應當注重實效是未來武器發展的必然趨勢。衛星導航已成為軍隊信息化建設、打贏信息化戰爭的重要保證。北斗衛星導航系統已成為軍事戰斗力的有機組成部分和作戰效能倍增器。基于北斗衛星導航系統應用,海警部隊的武器裝備可以大幅度提高其精度打擊和自動化程度,這將是決定未來軍事戰爭勝負的關鍵所在。當前,北斗衛星導航系統和艦載武器裝備的有機結合已經成為海警部隊的研究重點之一。

4結束語

北斗衛星導航系統作為與GPS、GLONASS和伽利略衛星導航系統在軌運行的四大全球衛星定位系統主要成員,也是我國國家重要的信息基礎設施,為實現我國信息現代化發揮著重要作用。通過聚集國內優勢企業、科研單位和高等院校科研創新能力,融合衛星導航理論和其他技術,開發具有核心競爭力的導航產品,推動北斗衛星導航系統的協同發展。在全球導航衛星系統產業迅猛發展的今天,北斗系統在世界舞臺上迅速崛起,已經在我國的國民經濟建設和國防軍事安全等領域發揮著重要作用。隨著北斗衛星導航系統技術進步和服務完善,必定為海警艦艇執勤執法發揮更加重要的作用。

參考文獻:

[1]劉冬利,龐海濱,戴耀.北斗衛星導航系統在艦艇上的擴展應用[J].艦船科學技術,2014,36(04):93-96.

[2]李陽,董濤.“北斗”衛星導航系統的概述與應用[J].國防科技,2018,39(03):74-80.

[3]楊元喜.中國衛星導航應用產業發展思考.衛星與網絡2011(Z1):18-20.

[4]徐宏乾,賈延龍,史兵山.北斗定位通信技術在軍事行動中的應用研究[J].無線通信技術,2016,25(02),59-61.

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