基于北斗及嵌入式的船舶机舱温度监测系统设计

随着人工智能、自动控制和网络通讯等技术在船舶领域的广泛应用,船舶机舱监测系统正在向着智能化、数字化、模块化的方向发展. 我国自主研发的北斗卫星导航系统具有定位、导航、授时和双向短报文通信等功能,在船舶监测领域特别适用. 温度监测是机舱监测的重要组成部分,为了解决机舱温度监测与控制不便等问题,提出一种基于北斗及嵌入式的船舶机舱温度监测系统. 采用温度采集系统、ARM处理器及其外围设备、设备控制装置、WiFi通信模块等对船舶机舱温度进行实时监测与控制,以北斗通信系统为媒介,实现实时将机舱温度采集数据及船舶位置传输至远程监控部分,简化了系统的软硬件,增强了实时性与可操作性,提高了保密性与稳定性,具有良好的发展前景.      

基于核估计的北斗RDSS传输延时随机数生成法

北斗卫星导航系统（BDS）采用卫星无线电导航业务(RNSS)和卫星无线电测定业务(RDSS)双模结构体制,不但具有全球定位系统(GPS)等系统的导航、定位和授时功能,同时还提供双向短报文信息服务,在多个民用领域有着非常广阔的潜在应用前景. 传输成功率和传输延时是北斗短报文的两个重要性能参数,北斗短报文技术在各行业的推广应用以及相关系统的建设都急需这两个性能参数作为参考. 本文测试了北斗短报文的通信性能,提出基于核密度估计建立北斗短报文传输时延概率模型并生成时延伪随机数的方法. 通过MATLAB对北斗RDSS实测时延数据进行核密度估计并绘制概率密度估计值曲线;利用权重系数组合多个高斯函数对概率密度估计值曲线进行拟合,获得时延的概率密度分布函数,并采用舍选法实现北斗RDSS传输延时伪随机数的生成.      

北斗卫星导航系统在波浪能自供电海洋浮标中的应用

北斗卫星导航系统具有精确定位、精密授时和短报文通信的功能,能够很好地切合目前海洋监测设备的所需。设计了一款波浪能自供电的海洋浮标,通过北斗卫星导航系统能够对其进行准确的定位和授时,同时对浮标的监测数据进行可靠的传输。文中简要介绍了波浪能自供电浮标结构及运行原理,重点分析了北斗卫星导航系统在本浮标定位、授时和监测数据传输中的应用,为我国海洋监测装备发展提供了新的思路。      

基于北斗卫星的船舶动态监控系统的设计与实现

我国是海洋渔业大国,为了有效保护渔业资源和渔民生命财产安全,需建立渔船动态监管信息系统。我国自主研发的北斗卫星导航系统集定位、导航和双向短报文通信为一体,特别适用于我国海洋渔业安全监管领域。本文描述了基于北斗卫星的船舶动态监控系统的设计,并详细介绍了该系统的主要功能。目前,该系统已在全国各地投入使用,大大提高了渔业生产和渔船安全救助能力。     

基于北斗的大地测量一体化生产系统研究

北斗卫星导航系统集快速定位、精密授时和双向通信三大功能于一身,能够为大地测量一体化生产提供可靠的保障.首先分析当前大地测量一体化生产中存在的问题,简要介绍北斗系统的功能特点,提出建立基于北斗卫星导航系统的一体化生产新体系.然后针对数据通信这一关键技术进行讨论,给出通信质量控制手段.基于北斗系统的一体化生产,能够提高作业生产的效率,有效地保证数据质量和数据安全.     

北斗短报文的无人机飞行监管技术与装备研究

针对我国现有以地面雷达为主要空管手段的监管体系中,轻小型无人机飞行目标存在的"看不到""管不了"等难题。该文提出了基于北斗短报文通信技术的无人机系统飞行监管技术与方法,研究制定了无人机资源注册、任务注册机制,以及无人机飞行诸元传输协议;研究突破了无人机机载设备终端电磁兼容、北斗通信传输频次加密、多系统导航定位、FPGA优化集成等关键技术,研制了小型化、轻量级、高频次北斗短报文无人机飞行监管机载终端,开发了网络化无人机飞行监管综合运行管理平台。全套系统在国土测绘、海洋监测、灾害应急等领域开展5个节点应用示范,有效实现了无人机多架、协同、异地、同步在线超视距通信与监管。研究成果填补了我国无人机飞行安全管理的空白,进一步推动了无人机产业化发展,有力保障了我国低空空域开放政策的有序推进。     

北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救

本文给出了北斗三号全球导航卫星系统定位导航授时、星基增强、精密单点定位、区域短报文通信、全球短报文通信和国际搜救共6类服务的测试评估方法,并利用实测数据对各类服务的核心指标进行了评估。结果表明,定位导航授时服务方面,空间信号测距误差0.23 m(RMS),空间信号可用性99.44%,空间信号连续性99.99%,PDOP可用性100%,B1C信号全球定位精度水平方向1.31 m、垂直方向2.13 m(95%),B1C信号全球定位可用性99.93%,B1C信号授时精度14.7 ns(95%);星基增强服务方面,定位精度水平方向1.03 m、垂直方向2.60 m(95%)、具有垂直引导能力的一类进近(APV-I)可用性100%;精密单点定位服务方面,定位精度水平方向0.17 m(95%)、垂直方向0.22 m(95%)、平均收敛时间9 min;区域短报文通信服务成功率99.6%,服务容量1530万次/h(上行)、935万次/h(下行);全球短报文通信服务成功率96.46%,服务容量40万次/h(上行)、21万次/h(下行);国际搜救服务方面,搜救信号接收成功率98.3%(发射功率37 dBm)。     

北斗中长基线静态测量精度初步评估

北斗卫星导航系统已于2012年12月27日开始正式提供区域服务,可为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通讯等服务,在精密定位方面有很大潜力。本文通过使用南方测绘GNSS后处理软件对长度范围为13~94km的6条基线的北斗静态测量数据进行处理,并将其解算结果与GPS相应解算结果和已知坐标进行比较,初步评估北斗静态测量精度。试验结果显示,基于广播星历对北斗中长基线(100km)静态测量(4h)数据进行解算的基线精度可达4cm,因此北斗中长基线静态测量已具有很大的研究价值和应用前景。     

每月测绘资讯概览

正"北斗三号"系统满足指标要求,服务能力步入世界一流行列[科技日报齐晓君付毅飞]近日,中国卫星导航系统管理办公室发布消息称,经全球连续监测评估系统实时测试表明,北斗三号全球卫星导航系统定位、测速、授时精度以及服务的可用性、连续性等均满足指标要求。系统服务能力步入世界一流行列,特色服务得到全面部署。目前国家有关部门已将北斗产业发展列入国家"十四五"规划重点项目,将加强北斗与物联网、无人驾驶、人工智能、5G通信、区块链等战略前沿技术的交叉融合,推动北斗融入新基建,     

基于北斗的全海深装备定位与通信系统设计与实现

基于北斗双模工作模式,设计一种将全海深海洋装备的地理位置信息提供给母船或控制中心的定位与通信系统。提出使用卫星无线电导航业务RNSS模式进行定位,并将位置及待传输信息通过卫星无线电测定业务RDSS模式发送至接收模块;采用光敏、倾角和温度多传感器组合冗余实现海洋装备作业环境的全天候有效检测,进而通过单片机控制北斗模块的休眠与唤醒及北斗系统RDSS／RNSS模式间切换。定位测试试验和马里亚纳海沟海试结果表明,所设计的全海深定位与通信系统不仅具有很高的快速定位成功率,而且能够有效节约电池电量和实现短报文信息传输。      

面向智慧渔船的多功能北斗示位标

为克服传统卫星紧急无线电示位标(EPIRB)定位精度差、功能单一的不足,满足渔船信息化、智能化的需求,设计了一种基于北斗定位和短报文通信技术的新型多功能示位标. 首先,进行了示位标的硬件设计;其次,进行了示位标在极端恶劣海况下的偏转角仿真实验和不同姿态下的短报文收发测试,提出了基于示位标姿态的短报文发送机制;最后,进行了实验验证. 结果表明:基于示位标姿态的短报文发送机制能够有效提高短报文投递率,设计的多功能北斗示位标在智慧渔船应用中具有良好的推广前景.      

基于北斗卫星导航系统的远距离海洋工程高精度定位技术

随着远距离海洋工程项目的不断展开,对北斗高精度的定位需求越来越迫切,而远海地区常规地基增强建设及差分传输方式无法实施。为解决远海北斗高精度定位的难题,本文采用北斗卫星导航系统（BDS）的短报文功能进行精密单点定位误差改正数的播发,向观测用北斗卫星终端发送精度较高的卫星钟误差、星历误差改正值,实现了北斗卫星改正信息的远程传输,传输距离被大大拓展,不再受地域的限制,并大大提高了北斗系统定位精度,为北斗技术在海洋工程中的应用拓展了空间。     

基于北斗卫星的应急响应信息传输策略研究

针对北斗卫星短报文系统通信带宽窄、服务时间长、信号易受地物遮挡影响,从而导致北斗传输影像数据时间长、易丢包、很难满足应急响应时信息保障时效性要求的现状,本文提出了基于剖分影像金字塔的北斗卫星遥感影像信息应急传输框架,以及基于影像块数据传输、基于变化信息的影像块传输和基于图标编码的数据传输等传输策略和丢包重传技术,拟解决由于通信带宽窄、传输时间长的问题,实现北斗卫星短报文通信系统进行遥感影像的可靠传输。最后,通过验证表明：基于剖分影像金字塔的北斗卫星短报文系统传输遥感影像方法可行,可使北斗导航卫星在突发事件中发挥更大的作用,具有应用价值。     

北斗二代系统在测试场超视距通信指挥中的应用

为解决测试场试验中区域跨度大、精度要求高、目标批数多、超视距数据实时传输困难等难题,提出了利用北斗二代系统短报文通信功能进行超视距简短通信指挥。从通信技术指标、工作方式等方面介绍了北斗二代系统的通信技术特点,对北斗二代系统短报文通信与测试场传统通信方式进行了比较,最后,重点介绍了应用北斗二代系统在测试场进行超视距通信的设计方案,该方案在试验中得到了实际应用。     

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。     

BDS精密定轨关键技术研究

正2012年12月27日,中国北斗二代卫星导航系统(BDS)正式为亚太区域用户提供定位导航授时(PNT)以及短报文通信服务,预计到2020年BDS将实现全球组网并提供全球PNT服务。导航卫星的轨道产品是保障导航系统可用性的核心要素之一,卫星轨道精度将直接影响用户的导航定位性能,因此,如何获取高精度的导航卫星轨道是BDS目前关注的重点研究问题。     

伪卫星增强下的北斗系统服务精度仿真分析

提出伪卫星增强条件下的北斗定位与授时方法,推导相应的定位及授时算法,利用仿真数据完成伪卫星增强下的北斗地面和空中用户DOP值分析,分析伪卫星布站需求,论证了地面用户和空中用户的定位和授时精度。分析结果表明,伪卫星增强是提高北斗系统服务的有效技术途径,在区域范围内布设4颗左右伪卫星可以获得优于1.32左右的PDOP值,地面用户的位置精度达到1.3 m左右,授时精度达到1.6 ns左右,空中用户的位置精度达到1.5 m左右,授时精度达到2.4 ns左右,其中高程精度和授时精度均得到大幅提升。     

基于北斗卫星的渔船监控系统设计

针对目前渔船遇险搜救不及时的问题,设计出一种基于北斗卫星的渔船监控系统。该监控系统以Linux操作系统为交互平台,结合计算机技术和北斗卫星导航技术实现对船舶位置的动态实时监控,并将渔船的位置信息嵌入到内置的电子地图中。该系统利用北斗卫星监控范围广、可靠性高、稳定性好以及独有的短报文通信优势,能有效解决远海区域无线通信网络覆盖不够的问题,且成本低、效率高。经试验表明,该系统运行稳定,达到预期设计目标。      

廖定海:“北斗+5G”拓宽新边界

正北斗和5G两大"大国重器"的融合,是导航定位和通信融合发展最新潮的亮点。北斗赋能5G,不仅通过短报文功能,可以在5G信号到不了的地方,通过北斗进行信息沟通,而且北斗能为5G提供更高精度的位置和时间信息;5G赋能北斗,因为5G高速度、大容量地稳定传输北斗地基增强时空位置修正信号,使得北斗定位的精度更高。     

北斗系统标准单点定位算法研究

北斗卫星导航系统已建成区域导航星座,可在亚太范围提供无源定位、导航和授时服务。本文系统研究了北斗系统标准单点定位算法,采用实测数据对北斗系统和GPS标准单点定位算法进行了算法验证和数据分析。实验结果表明,北斗系统标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为7.1 m、9.2 m和13.2 m,GPS标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为6.2 m、5.8 m和11.2 m,北斗系统与GPS标准单点定位的三维定位精度基本一致,证明了北斗系统已经具有独立导航定位能力,可为标准导航定位应用提供服务。