北斗在辽宁渔业船舶监控中的应用

阴惠义郑懿

阴惠义郑懿/中华人民共和国辽宁渔港监督局；辽宁省海洋渔业安全教育中心

【摘要】海洋渔业生产是高风险、高危事故高发的行业。过去因为缺乏有效且价格低廉的通信手段和救援手段,船只在出现险情时无法得到及时救助,以及由于渔船质量和管理水平相对落后而导致一系列渔业生产安全问题。辽宁是渔业大省,海洋渔业水域面积300多万平方公里,渔业船舶28.14万多艘,从事渔业生产的渔民有1000多万人。为有效地保护渔业资源,保障渔民生命财产安全和渔民的利益,建立辽宁省50海里以外远海的海洋渔业渔船船位监测系统是十分必要的。北斗卫星导航系统是我国自行建立、具有自主知识产权的卫星导航定位系统。该系统由空间卫星、地面系统和各类北斗用户终端组成,集定位、双向短报文通信和授时服务这三种功能为一身,并具有覆盖中国及周边国家和地区,24小时全天候服务,无通讯盲区,高强度加密设计,安全、可靠、稳定,适合船舶监控应用。因此,北斗卫星导航系统特别适用于需要定位导航与移动数据通信相互结合的远海海洋渔业安全生产保障服务领域。

【关键词】北斗导航系统；船舶监控

海洋渔业以卫星定位系统为基础，整合移动通信系统、互联网及其他通信网络资源，将多种海洋渔业信息与位置信息融合关联，向渔政管理部门提供船位监测、船舶资料管理、紧急救援等服务，实现海洋渔业安全生产管理，构建平安渔业的目标。

我国是海洋渔业大国，海岸线18000公里，海洋渔业水域面积300多万平方公里，渔业船舶28万多艘，其中船长24米以上具备中远海作业能力的渔船约5万艘。从渔业生的渔有1000多万人。全国沿海有三个海区局、11个省级渔业主管部门，200多个市、县级渔业管理部门。

海洋渔业特点决定了海洋渔业生是高风险、高危事故高发的行业。近几年我国海洋渔业安全事故形势严峻，据统计，“十一五”期间，发生渔业船舶水上安全故3101起、沉船1341艘、死亡(失踪)2628人，发生涉外件1219起、抓扣渔船2045艘，直接经济损失近10亿元。到目前为止，我国尚没有性能价格适合于渔船使用的有效的监控救援和通信手段。目前已有的通信手段无法满足海洋渔业生，而且各有不足之处。例如，海卫星通信系统运营昂贵，性价比差;短波无线电设备陆上投资较大，船上设备投资也大，而且只适合于语音通信;甚高频(VHF)通信距离有限(70-80公里以内);CDMA1x的通信距离不超过80-100公里，只能适合近海的遇险和紧急安全通信。

一、北斗系统简介

北斗卫星导航定位系统是我国自主研发的导航卫星系统，其发展战略分三步，第一步为北斗一号系统，目前已建设完毕，进入了第二步，区域型北斗二代系统，2012年已覆盖亚太地区，到2020年第三步完成时，覆盖全球范围，实现类似于GPS的全球定位功能。目前北斗卫星导航定位系统利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种新型、全天候、区域性的卫星定位系统。

北斗卫星导航定位系统优于GPS、GLONASS等系统的是，它在同一卫星信道中为用户提供了简短数字报文通信的功能，从而可以使用户机与中心控制系统、用户终端之间进行数据通信，不仅能够回答“我在哪”的问题，而且可以协同回答“他在哪”以及“他们在哪”的问题，这将极大地丰富系统的应用功能。

北斗卫星导航定位系统的三大功能：

1.快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度优于20m；

2.短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送30个汉字的短报文信息；

3.精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供高达20ns时间同步精度。

北斗卫星导航定位系统的五大优势：

1.同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持；

2.覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区；

3.特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用；

4.独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪”、“你在哪”、“他在哪”以及“他们在哪”；

5.自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。

当前，我国已将卫星导航定位应用产业及通信系统产业化项目列入国家重点新产品项目和国家高新技术产业示范工程，明确列入国家“十二五”规划，作为卫星导航定位应用产业的关键核心技术之一。具备双向报文通信和定位功能的北斗卫星导航定位系统可以充分支持基于北斗多模卫星导航的船位救援与LBS增值服务平台系统的性能需求，符合国家推广北斗系统民用的政策。

二、系统功能实现

该船舶监控系统的功能如下：

1.渔船之间通信

通过北斗卫星通讯功能和普适公司提供的通信协议可以实现海上作业渔船之间的文字和短消息通信。

2.渔船和系统平台之间的通信

中心平台可以向北斗卫星船载信息终端发送作业信息，渔政通告，管理法规等等文字信息，同时北斗卫星船载信息终端也可以将文字信息发送给中心平台，实现作业渔船和中心平台之间的信息交互。

3.渔船和岸上移动通讯之间的通信

通过北斗导航卫星和岸上移动通讯的信息集成和通讯协议，实现作业渔船和岸上移动手机之间的短消息通讯，使渔民在船上非常方便地与家人进行文字上的信息交流。

4.增值服务信息

为渔船的提供好友查询、天气预报、潮汐情况、台风警报、渔情、渔市行情、渔业交易信息等各种增值信息内容。

5.位置信息报告

显控位置报告：船载信息终端可以接收北斗与GPS卫星信号，根据卫星定位原理完成对船舶的自动定位，同时计算航速，航向等船位状态信息，并将这些信息报告给监控中心，同时在船载信息终端的显控设备上显示出来；

点名定位：北斗卫星船载信息终端在接收到中心的点名定位命令后，可以自动向中心报告作业渔船当前的位置、航速、航向、电量等信息；

多维位置数据包：北斗卫星船载信息终端可以依据预设参数，每间隔一定时间，向中心报告作业渔船在间隔时间段内多个位置、航速、航向、电量等信息。

6.报警

终端具备报警求助功能及相应按钮，当渔船发生紧急情况请求援助时，可按下终端上的“紧急”按钮，北斗卫星船载信息终端会自动和连续的向监控中心发出紧急报警信息报告直至监控中心确认或船上人工解除为止，这些报警信息报告中包含出事渔船当前船位及报警补充信息，可以方便中心组织应急救援。

7.北斗卫星船载信息终端状态报告

北斗卫星船载信息终端可以实时连续地向监控中心报告自身的工作状态，用电类型，电池电量，方便监控中心可以掌握终端的工作情况，出现问题时也可以及时发现。同时监控中心可以通过终端的状态报告统计每个终端的开机情况和工作时间，方便了中心的管理工作。

8.断电告警功能

当北斗卫星船载信息终端被人为或非人为切断外接电源时，定位通信模块能自动将电源切换到内置的电池，该电池可继续正常工作8小时以上；同时在掉电瞬间向运营中心发出断电告警；当外接电源被重新接通时，终端能自动向运营中心发送通电报告。终端电源系统除了安装内置电池以外，可以支持外电（交流或直流）接入的电源。

9.分组管理功能

北斗卫星船载信息终端将能接收通过卫星下行的分组控制指令，完成下载、修改或删除船队分组码，使该终端除了具有唯一的识别码，来完成一对一通信外，还可以同时具有一个或多个分组识别码来实现群呼、通播功能，组建临时或固定船队。北斗卫星船载信息终端能够接收通过卫星下行的远程分组控制指令，下载、删除或修改船队。

10.响应控制中心的控制指令

北斗卫星船载信息终端可以根据监控中心的控制指令，改变自身的各项工作参数，包括位置报告采集间隔，定位报告频度，分组编队等，从而能更好的根据监控中心的要求完成工作。

三、北斗显控设备

北斗显控设备是通过数据线连接在北斗卫星船载信息终端上的设备，主要功能是为作业渔船上的渔民提供一个可视化的设备，可以方便的实现获得北斗终端中包括位置、工作状态等各种信息，显示由监控中心，其他北斗终端以及岸上手机发送来的各种文字信息和消息，同时支持通过可视化的北斗显控设备实现向连接的北斗卫星船载信息终端发送各种指令和各种的操作等。北斗显控设备主要由短信、定位、报警、状态检测等组成。

（一）触摸屏和手写输入

为了方便渔民对北斗显控设备的使用，北斗显控设备采用触摸屏和手写输入方式，配合以友好的用户交互界面，这样渔民可以在较短的时间熟悉北斗显控设备的使用，从而提高设备的使用效率。

1.定位功能

定位功能可以向用户提供定位时间、船载型卫星导航定位通信机发射模块电量情况、经纬度、航向和航速等信息。

用户点击定位按钮，北斗终端设备会向用户提供各种导航定位信息导航信息点位信息。

2.短信功能

发短信

北斗终端提供的短信功能是船载型卫星导航定位通信机区别于其他卫星导航产品的一项重要功能。船载型卫星导航定位通信机除提供导航定位外，同时还能为基于短消息的通信服务。通过短信功能，用户可以在远离移动网络覆盖的区域和中心、其他北斗终端以及手机之间进行短信通信。北斗终端的操作流程和普通手机短信操作流程非常类似，包含发件箱、收件箱和已发送短信。在机器接收到消息时，会以语音方式提醒用户查看。用户通过显示屏，可以在海上向普通手机发送短消息也可以向其他船载主机发短信还可以向管理部门的监控平台发送短信。

接收短信

与发短信相反，收短信可以接收来自手机、其他船载型主机和运营中心以及其他短信SP的短消息。

3.状态检测功能

状态检测可以让用户了解船载型卫星导航定位终端的工作情况，包括本机卡号、北斗功率以及GPS卫星颗数。用户通过状态检测可以了解设备是否在正常地工作。

4.中心报警功能

当用户遇到险情时需要向中心进行报警时，只要按下报警功能，北斗卫星船载信息终端就会持续向监控中心发送报警信息，只有当监控中心监控人员收到信息并确认后，终端才会停止持续报警，同时在接收到中心确认后，显控设备还会以语音和信息提示渔民，中心已经收到报警信息，请等待救援。

（二）设置

设置功能为显控提供丰富的设置功能，包括设备自检、触摸屏校屏、设备初始化以及在线帮助。

四、社会经济效益

（一）社会效益

该项目将为大连市辖区渔业船舶海上作业，特别是远洋海域作业的监管作出了积极贡献。一方面，通过北斗卫星导航系统实现了渔船和陆地上信息的畅通，实现了船和管理部门监控平台、船和手机网络、船和因特网之间的双向互通。基于畅通的北斗通信网络，可以实现远洋海域作业渔船的全面管理，降低渔业船舶海难事故的发生。提升大连市渔业部门的管理水平，有效提高了渔民与渔业企业的综合素质。为大连渔业部门安全监管系统提供了经验和技术支持。有效地规范海上资源和渔船的管理，减少了三无船舶，加强对渔业船舶的管理，减少违规违法作业，保护我市海洋环境资源。该项目的实施对推动了“数字渔业”“平安渔业”的建设具有重大意义，同时，有利于促进我国北斗卫星导航事业的应用进程。

（二）经济效益

大连市渔业船舶北斗监控管理系统采用北斗通信定位技术，突破了渔业安全监管系统建设的技术难点，将监管的空间尺度进一步扩大，有了该系统后，我市对渔船的监控实现了港口、近海、远洋一体化监控，减少了类似项目建设的盲目性，增加技术含量，提高建设质量。

大连市渔业船舶北斗监控管理系统的实时为渔船提供了海上紧急情况报警的可靠性，大大加大了搜救成功的可能性，对海上渔船安全救助，防台抗台等工作提供了有力的帮助。从而降低渔民，保障渔民生命财产的安全，就社会效益而言，意义非常重大。

（三）推广应用前景

大连市渔业船舶北斗监控管理系统将形成海洋渔业安全信息监管综合解决方案，该方案能有效地促进我市实现“数字渔业”、“智能渔业”“平安渔业”“科技兴渔”等建设目标。在大连市渔业管理上具有示范意义。为渤海湾经济发展发挥应有的作用。

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