基于北斗三号RSMC的船载监管终端设计.pdf
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1、计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛基于北斗三号RSMC的船载监管终端设计璠吕盛,苏博飞,郭 磊,朱少波,支春阳(深圳市远东华强导航定位有限公司石家庄分公司,河北 石家庄050200)摘要:北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设运行的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施,其特有的北斗短报文服务在海洋渔业中得到了广泛应用。随着海洋渔业的快速发展,渔船的航行安全以及监管问题备受关注,以往的渔船终端通常待机时间短且不具备北斗三号
2、区域短报文(RMSE)功能。针对该设备的缺点,设计了一种基于北斗三号RSMC的船载监管终端,可实现超长待机、一键救援、短报文通信和定位信息查询等功能,旨在促进海洋渔业的发展。关键词:北斗三号;船载终端;海洋渔业;区域短报文中图分类号:TN967.1文献标志码:A文章编号:1008-1739(2023)18-63-5LV ShengFan,SU BoFei,GUO Lei,ZHU ShaoBo,ZHI ChunYang(Shenzhen Far-east Huaqiang Navigation&Position Co.,Ltd.,Shijiazhuang Branch,Shijiazhuang
3、050200,China)Beidou satellite navigation system is a global satellite navigation system independently built and operated by China tomeet the needs of national security and economic and social development.It is an important national time-space infrastructure thatprovides global users with all-weather
4、,all-time,high-precision positioning,navigation and timing service.Its unique Beidou shortmessage service is widely used in marine fishery.With the rapid development of marine fishery,the navigation safety and supervision offishing vessels have attracted much attention.The previous fishing vessel te
5、rminals usually had short standby time and did not have theBeidou-3Regional Short Message(RSMC)function.Aiming at the shortcomings of this equipment,a ship borne supervision terminalbased on Beidou-3 RSMC is designed,which can realize ultra long standby,one click rescue,short message communication,l
6、ocationinformation query and so on to promote the development of marine fishery.Beidou-3;shipborne terminal;marine fishery;RSMC收稿日期:2023-05-110引言我国拥有世界上数量最多的渔船,包括千吨级的大型船舶以及简易的木质小船。我国海洋渔船作业的范围除东海、南海、渤海和黄海等传统海域,还有国际环境复杂、与韩国和日本存在争议的海域1-3。我国海洋渔业生产的这些特征加上海上渔业生产本身固有的不预定性和高风险性使我国渔船的碰撞事故、遇险事故及涉外事件等危险事件频发,严重
7、威胁了我国渔民的生命财产安全,渔业作为一个高危、弱势行业需要更多的重视和关注4-6。2020年实现全球覆盖的北斗三号由30颗卫星组成,包括3颗静止卫星和27颗非静止卫星,分别为24颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和3颗地球同步轨道卫星。卫星数量和排布质量拥有不输于全球定位系统(GPS)的基本配置7-8。特别地,地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星除参加定位观测外,还可用于发射北斗三号、GPS、伽利略(GALILEO)广域差分增强信息和完好性信息,差分伪距定位精度可达1 m以内9-11。北斗三号对外提供6项基本服务:基本导航服务、高精度授时服务、短报文通信服务、星基增强服务、国际搜
8、救服务和精密单点定位服务,这些服务对于船舶的航行安全以及海洋领域的监管都有非常重要的意义12-14。基于以上背景,本文开发了一种基于北斗三号RSMC的63计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛计 算 机 与 网 络技术论坛船载监管终端。本文介绍了基于北斗三号RSMC的船载监管终端,该终端设计时充分考虑对小型“三无”船舶监控需求,采用太阳能充电技术,内置大容量充电电池,无需船舶供电即可实时上报船舶位置,利用北斗系统无盲区的特点,“全天候、全时段”对船位进行动态实时监管。船舶监管终端利用北斗和GPS导航卫星信号,获取船舶自身的实时位置信息,然后通
9、过北斗卫星链路将船舶位置信息、航行方向、航速和电量等数据回传至岸基运营中心,实现了相关管理部门对渔船自动化、电子化和信息化的高效管理。该终端可与手持设备APP软件通过蓝牙相连接,操作手持设备可实现定位信息查询、一键救援和应急求救等。本终端的应用加强了对海洋渔业的监管,保障了渔船的航行安全。1船载监管终端设计1.1总体设计船载监管终端内部设计集成度高、功耗低,选用低仰角性能较好的多频一体化天线,可满足船舶在海洋各种极端条件下对北斗卫星通信和北斗定位的需求,实现通信信号的覆盖,船载监管终端如图1所示。终端可通过蓝牙与智能设备的APP相连接,以满足不同用户的需求。该终端包含以下功能:支持北斗定位和G
10、PS组合定位,通过北斗系统短报文功能上报渔船位置,发送位置报告的同时可以上报电池剩余电量;支持位置报告频度灵活配置;具有拆卸报警功能,当船载监管终端被非法拆卸或离线时能及时报警,同时具有紧急报警功能,终端配备有一键紧急报警模块,按下一键紧急报警按钮持续3 s以上立刻启动报警;产品稳定可靠,具备抗低温、防水、防湿热和防盐雾的能力,广泛适用于海洋及江河环境。图1船载监管终端1.2船载监管终端硬件设计船载监管终端硬件部分如图2所示,主要包括电源管理模块、RSMC模块、防拆模块、天线模块、蓝牙模块、RNSS模块和报警模块。图2船载监管终端硬件框图电源管理模块集成了太阳能充电电路,锂电池充放电电路、DC
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