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北斗在海洋环境保障体系中的应用

作者：刘彦哲

来源：《中国科技博览》2014年第32期

摘要：介绍了北斗导航终端在海洋环境保障体系中的应用，利用北斗导航终端的数据短报

文通信和北斗定位功能实现海洋环境监测数据向信息处理中心近实时的传输任务，进而详细介

绍了用北斗导航终端在无人值守类监测平台和有人值守监测平台以及北斗终端在ARGO浮标

上的工作原理和应用的方案，说明了北斗终端在海洋环境保障体系中的优点和重要意义。

关键词：北斗终端；海洋环境保障体系；浮标；应用

【分类号】P74

引言0

海洋不仅是生命支持系统的重要组成部分，而且是可持续发展的宝贵财富。我国为了合理

的开发和利用海洋资源，提高气候预报的精度和有效防御给人民造成危害的气候灾害，特别设

立602专项，旨在系统地对我国海洋环境进行监测。

本项目就是在该专题下，充分利用我国独立自主的北斗卫星导航系统短信息功能，完成海

洋环境监测数据的传输。

项目1用途

利用北斗卫星导航终端的数据短报文通信能力，用相当低廉的卫星通信价格，将常规监测

断面和海洋气象水文监测志愿船监测数据、浮标与海基监测设施监测数据传输到信息处理中

心，完成海洋立体监测网中小平台监测数据的近实时双向传输任务。

功能2

准确测定流动监测点的地理位置和大地坐标，在信息处理中心配合数字电子地图可获得更

加准确的监测和预报产品；

将监测平台传感器监测到的原始数据，按照一定的数据格式进行自动压缩、打包；

自动定时将压缩后的监测数据传送回监测信息中心，完成监测数据近实时传输任务；

按照信息中心的要求，向监测平台传感器传输指令，完成指定监测类型数据、指定监测频

度的数据监测，并实时将监测数据传输回信息处理中心；

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完成有人监测平台与信息处理中心之间的、监测平台与监测平台间的点对点广域短消息双

向通信，加强监测平台通信能力和应急通信保障能力；

提供信息处理中心对所有有人值守监测平台的一点对多点数据短消息广播功能，加强上级

机关对所属监测平台的控制和管理能力，提高应急通信保障能力；

利用太阳能电池等技术，提高监测平台的使用寿命。

浮标、海洋气象水文监测志愿船、海基监测设施、常规监测断面志愿船、岛礁监测站等作

为整个系统的终端数据采集平台，北斗卫星导航终端作为其数据传输通道与传感器控制器紧密

连接，采集到的数据通过北斗散布在平台上的北斗卫星终端发送到指定的区域中心。各业务中

心安装有指挥型北斗用户机，传输的数据通过指挥型用户机进行接收，处理完成后再通过卫星

通道或其他通信方式传送到国家业务中心。

监测平台上北斗数据传输的3软硬件组成及应用方案

无3.1人值守类监测平台连接结构

无人值守监测平台中数据的采集和传输都是自动完成的。各种类型的传感器将采集到的数

字式信号按照数据采集控制存储器的要求，定时上报给它。数据采集控制存储器首先将数据进

行规定格式的压缩和打包，然后通过标准的RS-232接口，将数据传送给基本型北斗用户终

端，北斗终端收到数据后，按照自身的服务频度将数据发送到指定地址。

如果用户需要对某几个或某几类传感器测试数据发生强烈兴趣，可以从指挥型用户机或北

斗卫星地面控制中心等途径，向测试平台上的北斗终端发送测试命令，北斗终端将命令传送给

数据采集控制存储器，控制存储器指挥相应的传感器完成监测测试，并将测试数据送给北斗终

端，北斗再将测试数据发送回信息中心，能够实现交互式近实时状态的监测。

3.2Argo浮标上北斗的应用

“Argo浮标”指用于建立全球海洋观测网的一种专用测量设备。当浮标被海洋科学工作者投

放在海洋中的某个区域后，根据上述工作原理，它会自动潜入2000米深处的等密度层上，随

深层海流保持中性漂浮，到达预定时间（约10天）后，它又会自动上浮，并在上升过程中利

用自身携带的各种传感器进行连续剖面测量。当浮标到达海面后，通过定位与数据传输卫星系

统自动将测量数据传送到卫星地面接收站，经信号转换处理后发送给浮标拥有者。浮标在海面

的停留时间约需6-12小时，当全部测量数据传输完毕后，