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北斗卫星通信在水雨情监测系统中的应用
摘要:海南省目前所有的水雨情监测系统站点均采用公网通讯信道
(
GPRS)
进 行数据
传输,完全依赖站点附近网络运营商的基站,一旦基站在极端天气情况下 发生倒塌或其
他事故,导致不能基站正常工作或链路中断时,水雨情监测站点将 无法向中心站传输数
据。北斗卫星通信技术具有通信速度快,同时能够支持并发 处理,可靠性高等诸多优
势,再加上其维护简单等诸多特点,非常合适水雨情监 测方面的应用。本文分析了北斗
卫星通信技术的主要特点,以及北斗卫星通信技 术在具体水雨情监测系统中的设计和运
用。
关键词:水雨情监测;信息传输;通信方式;北斗卫星通信
引言
由于
GSM
网络的覆盖相对比较广泛,所以在水情信息的采集方面,大部分都 是基于
GSM
网络作为测试站点和监测中心沟通的主要方式。不过由于我国幅员 辽阔,
GSM
网络
或者
GPRS
定位系统本身还存在着很多盲点,特别是在极端天气 情况下如果基站发生倒塌
或其他事故时,这样测试站点和监测中心的通信就难以 实现,水雨情监测系统就不能够
实现信息的共享和数据的传输。然而我国自主研 发的北斗卫星通信技术正好填补了这个
空白,能够对于
GSM
网络覆盖不到位的 地方,可以使用基于北斗卫星通信技术为核心的
水雨情监测系统来进行水雨情监 测,有效地提升了监测效果和预报的准确性
[1]
。
1
北斗卫星系统简介
北斗卫星是一个提供全中国范围内的卫星定位系统。它是中国自主开发的用 于地面
定位的卫星系统,现在己发展成为可供民用定位和数据通信的系统。系统 包括"北斗一
代〃和"北斗二代",“北斗一代"空间部分由
2
颗静止轨道卫星和
1
颗 备份星组成;"北
斗二代〃空间部分由
5
颗静止轨道卫星、
27
颗中地球轨道卫星和
3
颗倾斜同步轨道卫星
组成。
北斗卫星系统由三个主要部分组成:空间卫星,地面站
(
LES)
及分理平台和 用户终
端。
(1)
空间卫星:空间卫星部分由
2 3
颗地球同步卫星组成,负责执行地面 中心
站与用户终端之间的双向无线电信号中继任务。每颗卫星的主要载荷是变频 转发器,以
及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。每颗卫星都有
2
个波束,定位在太平
洋、印度洋二个区域。两颗工作卫星的波束分别为
1
、
2
、
3
、
4
。一颗备用星的波束为
5
、
6o
两颗卫星都可以覆盖中国全境。覆盖范围:北纬
5 55
度,东经
70 145
度。系统组成如图
1
所示。
(
2)
地面站:终端与终端之间相互通信的中转站。其功能是完成与卫星之间 上、
下行数据的处理;对各类用户发送的业务请求进行响应处理,完成全部用户 定位数据的
处理工作和通信数据的交换工作,并把计算所得到的用户位置和经过 交换的通信内容,
分别送给有关用户;同时可对发送方用户进行通信回执确认。
(
3)
用户终端:卫星终端分为普通型和指挥型终端两种。民用终端由北斗卫 星收
发主机、北斗卫星全向收发天线、用户操作控制单元、民用通信协议等软硬 件组成,能
够完成用户终端与空间卫星之间上、下行数据的处理;发送用户业务 请求,接收用户数
据;具有通用的
RS232C
数据接口。
北斗卫星系统可以全天候时提供卫星导航信息,标志着我国成为继美国全球 卫星定
位系统
(GPS)
和前苏联的全球导航卫星系统
(GLONASS)
后,在世界上 第三个建立了
完善的卫星导航系统的国家,该系统的建立对我国国民国防和经济 建设将起到积极作用
[2]
。