北斗卫星导航系统在海警舰艇的应用研究
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作者:单艳伟
摘 要：北斗卫星导航系统兼备了传统天文定位和地面无线电导航定位的优点，在世界舞台上迅速崛起。北斗卫星导航系统是我国拥有自主知识产权的独立运行的重要空间基础设施，已经在国民经济建设和国防军事安全等多个领域发挥着重要作用。本文分析了北斗卫星导航系统的功能特点，研究了其在海警舰艇执勤执法方面的应用。随着北斗卫星导航系统的不断完善和服务提升，必将海警舰艇实战应用发挥不可替代作用。
关键词：北斗卫星导航系统;海警舰艇;应用研究;GPS
中图分类号：U666.134 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）09-0050-02
1引言
中国一直高度重视卫星导航系统的研制和建设，努力探索和发展拥有自主知识产权且独立运行的北斗卫星导航系统。[1]随着我国经济发展和军事现代化的不断深入，北斗卫星导航技术扮演着越开越重要的角色。上世纪末期，我国就开始着手北斗试验系统的建立。目前，北斗卫星导航系统兼顧有源与无源相结合体制，正稳步从区域导航向全球服务拓展。
北斗卫星导航系统由空间段，地面段，用户段三部分组成。空间段包括若干颗同步轨道卫星、中地球轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星;地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站;用户段包括使用北斗芯片的终端、手持机等，也就是车辆或舰船上安装的北斗卫星系统接收机。
北斗卫星导航系统提供开放服务和授权服务。开放服务指在服务区提供免费定位、测速和授时服务。授权服务则是向授权用户提供更加安全与精度更高的定位、测速和授时服务，在重点服务区域还提供短报文增强功能服务。[2]
2 北斗系统主要功能
北斗卫星导航系统主要功能包括快速定位、精密授时和短报文通信功能。
北斗卫星导航系统的快速定位主要是指用户通过北斗终端设备接收卫星信号，经过位置解算，从而及时获得用户的位置信息。北斗卫星导航系统的快速定位功能应用包括航天飞行器的定位与控制、交通导航与监控等，有力推动了社会经济的发展。[3]尤其是在军事领域的应用，进一步加速了我国军事现代化建设的步伐，对提升我国的综合军事实力具有重要意义。
北斗卫星导航系统采用星载氢原子钟技术，卫星上携带有一个或多个精准的原子钟，且卫星导航的授时不受地球自转、地磁等自然环境因素影响，提供精密授时服务。北斗卫星导航系统的授时技术已经逐步成熟并开始应用于人们日常生活的各个领域。
有些北斗卫星导航系统用户端具有短报文通信功能，一次可传送120个字符或420个代码的讯息量。短报文通信功能是北斗卫星导航系统区别于美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧盟伽利略卫星导航系统的显著特点。除北斗系统外的其他三个全球卫星导航系统只具备导航定位功能，不具备通信功能。而北斗卫星导航系统则很好地解决了这一问题，不仅使用户准确知道自己的位置信息，还能通过短报文通信功能和外界取得联系，使对方及时了解自身情况，这使得北斗系统在救援工作中优势更加突出。比如在2008年的汶川大地震的救援中，由于许多基础通信设施遭到严重破坏，使通往地震重灾区的移动手机信号完全中断，而首批抵达地震重灾区的武警官兵，通过携带的北斗系统手持终端机发出了地震重灾区的每一束生命急救电波，使外界及时了解灾区情况，为下一步救援工作的展开争取了宝贵时间。另外，短报文通信功能在海上救援工作也起到了关键作用，使遇难船舶与救援组织及时取得联系，有利于救援部门及时了解情况并制定最优援救方案。
3在海警部队的应用
北斗卫星导航系统同时为军民双方提供服务。在作战指挥方面，对兵力和武器的时间和空间位置进行定位和控制是完成作战任务的基本条件，指挥员在一定空间和时间内通过合理署兵力达成一定军事目的。[4]北斗导航定位系统的建立从根本上解决了军事卫星应用受制于人的这一历史问题。海警部队作为一支现役武警部队，肩负着打击海洋经济犯罪、保护沿海人民生命财产安全的重任，是维护海上经济秩序的重要武装力量。
北斗卫星导航系统是海警执勤执法的重要帮手。海警舰艇巡航海域广，水道环境复杂，邻近多个国家边境。如何在最短的时间赶赴执勤地点并占领有利阵位开展有效的执勤行动，成为企需解决的关键问题。对一些较两国分界的敏感执勤区域，北斗系统精确的定位功能对于减少或避免不必要的执勤分界争端十分有效。通过北斗卫星导航系统，对于水面遇险船舶或群众的求救，海警舰员可获得遇险对象的准确位置，一定程度上加快了救援速度。用户使用北斗系统终端机发起通信请求，地面控制中心对通信报文进行处理转发。北斗系统提供的通信功能是双向的，用户机既可以发送短信也可以接收信息。北斗卫星导航系统的这一特点可以实现海警舰艇和遇险对象的实时通信，不仅知道“你在哪”而且知道“你在那边情况怎么样”，使海警指挥员可根据实际情况随时调整救援方案，更好更快地救助海上遇险对象，尽最大可能减少人员伤亡和经济损失。
北斗卫星导航系统具有保密性好、抗干扰性强等特点，这对加快海警舰艇出警速度，提升海警舰员的执勤执法能力，具有重大意义。尤其在战时，一旦美国对我区域用户关闭GPS服务或者故意提供错误位置信息，将会使海警部队处于被动境地。如今大多海警舰艇已经装备北斗卫星导航系统，一定程度上降低了GPS依赖风险。随着终端设备的普及，北斗卫星导航系统将在海警部队发挥越来越重要的作用。
3.1在海警舰艇定位方面的应用
快速准确的定位是保障舰艇航行安全的关键。作为一支特殊的武装力量，海警舰艇部队肩负着维护国家海洋权益，打击海上违法犯罪的神圣使命。如何采取有效措施保证航行安全，使海警部队迅速完成上级授予的各项任务成了解决问题的关键所在。通过北斗卫星导航系统提供的实时高精度舰艇位置，结合接收机的电子海图功能，正确引导舰艇按计划航线航行。一旦偏离计划航线，及时修正航向，保证舰艇航行安全。为了确保海警舰艇在复杂气象海况下航行安全，也可以充分利用北斗地面控制中心掌握舰艇位置，实现海警支队或指挥中心等上级指挥机关对海警舰艇的动态监控。 3.2在搜救海上遇险遇难船只方面的应用
海警部队有责任保护人们海上生命财产安全，当遇到海上突发情况或有渔民求助时，海警舰艇都会立即出动，解救人民群众和遇险遇难船只。使用电台通过公共频道和遇险遇难船舶取得联系并获知对方具体经纬度，从而及时赶到遇难海域实施救援。但是，遇到复杂海况时，电台信号不清晰，加大了搜寻工作难度，对搜寻工作造成不利影响。而通过北斗卫星导航系统则能很快确定船舶即时位置，通过其特有的短报文通信功能实现与遇险对象的直接文字通信，大大提高了搜寻事故目标的效率，使人民的生命财产得到最大程度的保护。
3.3在聯合执勤方面的应用
联合执勤是海警舰艇常态化的执勤情况，不仅考验海警舰员的执勤业务水平，而且还考验联合部队的协同作战能力。联合执勤行动中，如何及时有效地实现指挥机关和各联合执勤分队之间的海上通信一直是海警部队面临的难题。由于北斗卫星导航系统的短报文通信功能可实现多发功能，如集团用户中心发出的各种指令经北斗卫星指挥型用户上传至北斗卫星，然后经由地面控制中心传至目标用户，使得集团用户中心可对其多个下属用户实时指挥调度。部分海警舰艇已经装备北斗卫星导航系统，指挥中心可间接通过北斗终端对所有参与执勤舰艇进行实时监控，以便在面对不同情况时尽早调整作战部署，更好地完成上级机关交给的各项任务。
3.4在武器装备自动化方面的应用
当前，海警部队正处在军队正规化、现代化建设的历史机遇期，完成这一伟大转变的关键是武器装备的信息化、科技化建设，也对武器装备的研制研发提出了更高的要求。武器装备应当注重实效是未来武器发展的必然趋势。卫星导航已成为军队信息化建设、打赢信息化战争的重要保证。北斗卫星导航系统已成为军事战斗力的有机组成部分和作战效能倍增器。基于北斗卫星导航系统应用，海警部队的武器装备可以大幅度提高其精度打击和自动化程度，这将是决定未来军事战争胜负的关键所在。当前，北斗卫星导航系统和舰载武器装备的有机结合已经成为海警部队的研究重点之一。
4结束语
北斗卫星导航系统作为与GPS、GLONASS和伽利略卫星导航系统在轨运行的四大全球卫星定位系统主要成员，也是我国国家重要的信息基础设施，为实现我国信息现代化发挥着重要作用。通过聚集国内优势企业、科研单位和高等院校科研创新能力，融合卫星导航理论和其他技术，开发具有核心竞争力的导航产品，推动北斗卫星导航系统的协同发展。在全球导航卫星系统产业迅猛发展的今天，北斗系统在世界舞台上迅速崛起，已经在我国的国民经济建设和国防军事安全等领域发挥着重要作用。随着北斗卫星导航系统技术进步和服务完善，必定为海警舰艇执勤执法发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]刘冬利，庞海滨，戴耀.北斗卫星导航系统在舰艇上的扩展应用[J].舰船科学技术，2014，36（04）：93-96.
[2]李阳，董涛.“北斗”卫星导航系统的概述与应用[J].国防科技，2018，39（03）：74-80.
[3]杨元喜.中国卫星导航应用产业发展思考.卫星与网络2011（Z1）：18-20.
[4]徐宏乾，贾延龙，史兵山.北斗定位通信技术在军事行动中的应用研究[J].无线通信技术，2016，25（02），59-61.
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