北斗卫星森林防火系统

北斗卫星森林防火系统2008年02月17日1．北斗运营系统介绍（北斗卫星的运营系统，如同中国移动及联通） 北斗运营系统是基于我国自主知识产权北斗导航系而建立起来的卫星通信导航系统能够全天候全天时提供卫星导航和通信服务。系统主要由空间卫星、网管中心和用户终端等部分组成。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。 网管中心：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把计算机得到的用户位置和经过交换的通信内容通过网管中心分别送给有关用户；此外网管中心还负责用户的注册管理和运营。 用户终端完成用户端与卫星之间上、下行数据的处理；发送用户业务请求，接收用户数据；提供必要的显示及数据接口。根据用终端的客户类型用户终端分为车载型用户终端船载型用户终端遇险报警型用户终端、手持型用户终端、通信型用户终端授时型用户终端、管理型用户终端、双模型用户终端和增强型用户终端。 北斗运营系统具有四大功能：快速定位；实时导航；简短通信；精密授时。 快速定位地面中心站发出的测距信（具体为格式化的帧结构及其伪码）含有时间信息，经过卫用户终端卫星，再回到中心站，由出入站信号的时间差可计算出距离，可在秒级之内完成。 B．实时导航对运动用户提供前进距离和方位的业务称之为导航北斗运营系统的全部数据处理均集中于地面中心站中心站不但具有庞大的数字化地图数据库和各种丰富的数字化信息资源而且可以根据用户终端站的定位信息参考地图数据库迅速地计算出用户前进目标的距离和方位，向用户终端站发出防碰撞的紧急报警通知有关部门对出事地点进行紧急营救等等。 C．简短通信北斗运营系统是双向闭合环路系统每个用户终端都有专用识别码用户终端通过该专用识别码发送和接收信息通过网管中心用户终端与固定用户之间也可以进行信息的发送和接收。 精密授时授时与通信定位都是在同一信道中完成的地面中心站产生标准时间和标准频率通过询问信号将时标的时间码送给终端站。 北斗运营系统可以根据不同行业的不同应用需要，提供包括定位信息、导航服务、信息通信、精密授时和GPS差分信息广播在内的基本服务业务以及群组呼遇险安全告警同陆地用户双向信息通信同其他移动终（CDMA/GSM等终端的双向信息通信等增强服务业务在内的多种应用服务例如针对需要大区域大量自动数据采集系统的应用要求基于北斗运营系统的通信服务功能可以建立与水文自动测报系统应用模式相似的自动数据采集系统根据现代物流应用需求结合北斗系统所提供的强大的定位导航和通信服务功能可以实现车辆调度监控指挥系统集装箱调度监控系统以及船舶调度监控系统等多种应用系统针对森林防火部门对林火扑救指挥以及日常管理的应用要求利用北斗系统所提供的定位和通信功能可以实现基于北斗运营系统的森林防火调度指挥应用。系统应用分析 在森林防火扑救指挥中不仅需要有精确的定位设备对火源火场进行精确定位还要为参加林火扑救的队伍进行精确的定位导航以保证在林火发生时能使得扑救队伍能够选择最佳路径在最短时间内抵达火场并实施扑救此外还要为扑救队员与森林防火指挥中心之间提供有效的通信手段已保证指挥中心下达的各种指挥调度信息能够及时准确的传达到各级扑救指战员同时也要使得扑救一线的火场火势以及其他信息能够及时有效地上报到指挥中心，为指挥人员进行科学合理的决策提供准确的信息此外在森林防火的日常巡护巡查过程中也需要行之有效的定位工具和通信手段保持流动巡护人员及时准确到位并与指挥中心保持流畅的通信联络以及时传递巡查过程中发现的各种有效信息简而言之无论是林火发生时的扑救指挥还是日常管理中的巡查都需要有精确的定位工具和有效的通信手段保证森林防火中心与森林防护人员保持密切的联系并随时掌握一线人员的动态位置。 众所周知手持设备可以为森林防火队员和巡护人员提供高精度的定位导航信息卫星电话甚高频对讲机或超短波电台可以为防火人员提供移动通信手段但由于甚高频以及超短波通信的通信距离及受地形限制的因素极大的制约了其使用范围无法保证防火人员能够与指挥中心之间保持畅通无阻的通信而卫星电话设备造价高通信费用高昂也极大的限制了其在森林防火中的广泛应用由于通信手段的限制尽管一线防火人员配备了高精度的定位导航设备也无法使得指挥部门实时动态地掌握前方人员的位置，进而不能有效的实施指挥调度控制，不能实现科学高效的林火扑救。北斗运营系统是同时提供定位和通信功能的卫星系统将其应用于森林防火中它不仅可以解决甚高频或超短波通信中的通信有效距离受限制的问题还可以为防火队员提供高精度的位置信息实现定位导航在使用北斗系统卫星终端进行定位的过程中终端在获得本地位置信息的同时防火指挥中心通过北斗指挥型终端也可以监收到该终端的位置信息或者通过登录到网管中心获得该终端同样的位置信息北斗系统卫星终端的最大特点是其可以同时提供数据通信与定位功能，这不同于以往的任何设备，仅提供定位功能或仅提供通信功能定位和通信功能被集成在一个设备当中北斗系统卫星终端设备小型化集成度高设备紧凑简单、低功耗和操作简单等特点并且可采用电池供电，与其他卫星电话设备相比设备和通信费用相对都比较便宜因此可以在森林防火部门进行广泛应用北斗系统卫星终端有车载机载以及手持等各型终端，可非常简便可靠地安装在扑救车辆航空护林飞机上，并提供给防火队员个人使用从而使得森林防火部门能够全面动态的掌握所有相关车辆飞机以及人员的状态信息更加及时有效地实现科学合理的调度指挥和控制由此可见北培系统可以为森林防火部门提供有效的定位和通信手段非常适合在森林防火中应用依托北斗系统结合森林防火部门用户需求可以为森林防火指挥部门实现并提供及时、高效可视化的人员车辆、飞机调度监控系统。此系统不仅可以在森林火灾发生时能够实现森林火灾的快速定位及时了解详实的火场及其周围的地理和资源环境在辅助决策系统的支持下，制定合理的扑火方案，实现扑火力量的最优配置缩短扑火出动时间提高扑火效率把森林火灾造成的损失尽可能地减少到最低限度，还可以为森林防火的日常管理提供服务。3．通信组网方案点到点通信组网方案监控。管理型用户终端与手持/车载/机载终端构成一点对多点的传输模式，其中：手持/车载/机载终端采用普通型用户终端，由防火队员随身携带或安装在车辆/飞机上；移动目标调度监控中心与指挥型用户终端（即主控站）//以及通信电文发送到移动目标调度监控中心由管理型用户终端接收所有数据和信息/车载/机载终端或单独发送到某车载/机载终端。专线通信组网方案的数据量大，因此用专线如VPNPSTN等）连接传输模式，即设立森林防火指挥部的移动目标调度监控中心与管理中心通过专线连接完成与车载/机载终端的数据信息传输，完成对人员、车辆和飞机的调度监控。移动目标调度监控中心与网络管理中心通过专线连接完成与手持/车载/机载终端的数据信息传输，其中：手持/车载/机载终端采用普通型用户终端，与车辆/飞机的传感器相连接，由防火队员随身携带或分别安装于车辆/飞机上；移动目标调度监控中心与网络管理中心通/车载/车载/车载/机载终端。系统功能移动目标的定位、地图轨迹显示火源、火场快速定位GIS移动目标行进方向、速度使用系统终端，与专用GIS系统相结合，方便指挥部实时动态了解扑火力量的兵力部署和行进方向、速度。移动目标的智能监控通过短信息功能，移动目标调度监控中心发出控制指令，通播所有车载/机载/手持终端或指定某一手持/车载/机载终端车辆位置、车辆状态等信息传送到监控中心；通过系统的通信功能，可以实现某些自动监测设备工作状态数据的自动回传。移动目标调度控制车载/机载终端，实现人员、车辆和飞机的调度指挥。指挥部可以移动目标信息通信//导航、选择最佳路径通过电子地图可实现对各扑火力量的动态监控心将触发偏航告警，同时将告警信息显示出来。移动目标紧急告警///车辆/飞机所处位置以及遇险性质，并显示在电子地图（GIS）上，以方便有关部门高效实施救援和抢险工作。火源地抵达告警当人员、车辆或飞机即将抵达火源地后，由防火队员、车辆驾驶员或飞行员在本地终端上显示人员、车辆或飞机位置轨迹信息并弹出告警信息。图片传输利用系统终端的通信功能，可以将火场实际情况的图片回传到指挥部，供领导决策使用。强大的数据管理具有用户历史定位、通信数据库，轨迹文件等，以便存档备查。通过轨迹回放，再现历史情况，为各种分析提供科学依据。自动漫游游功能。面积测量过轨迹生成可完成对过火场地的圈定，在火灾过后对过火面积进行精确的测量计算。防火设施的规划、验收在林火预防中通过使用北斗系统的快速定位功能节省大量的人力和物力。通过对防火设备进行定位并在电子地图上显示，可以准确的对防火设备布局进行分析，为防火设备的规划提供科学依据。为了望塔的建设提供精确的规划图与建设中的精确定位。日常巡查管理、车辆管理为日常管理工作中提供方便。治沙造林、林业勘察点的快速、精确定位，野外作业的双向通信。系统应用特点自主知识产权、国内政策主导北斗系统是基于我国自主的第一代卫星导航定位系统而建立的GPS/Inmarsat-C/OmniTracs等系统，高并发处理能力、覆盖区域范围大55570145覆盖。终端体积小、功耗低备发射功率小，节电理想。实时监控（并在电子地图上直观地显示出来。双向通信E-mail等。动态调度功能调度人员能在任意时刻由