北斗船载定位导航终端设备采购与安装

目录

第一章总体技术方案...................................................................1

1.1概述...........................................................................1

1.2设计目标与原则..................................................................1

1.2.1设计目标...........................................................................................................................................1

1.2.2设计原则及功能..............................................................................................................................2

第二章投标产品的技术方案.............................................................3

2.1硬件方案.......................................................................3

2.1.1硬件配置.......................................................................................................................................3

2.1.2硬件设计原理框图.......................................................................................................................7

2.1.3系统结构图...................................................................................................................................7

2.2软件方案.......................................................................8

2.2.1软件架构.......................................................................................................................................8

2.2.2软件基础功能设计.......................................................................................................................8

第三章主要应用功能设计及详述.........................................................10

3.1北斗高精度定位系统.............................................................10

3.1.1单北斗定位模块概述....................................................................................................................10

3.1.2主要技术实现方案........................................................................................................................10

3.1.3主要性能指标................................................................................................................................11

3.2差分定位......................................................................12

3.2.1差分定位中数据融合处理描述....................................................................................................15

3.3北斗短报文通信.................................................................15

3.3.1北斗通信模块功能概述.............................................................................................................15

3.3.2北斗一线通天线.........................................................................................................................17

3.3.3模块和天线组合性能测试.........................................................................................................18

3.4完善的B类AIS功能.............................................................21

3.5网络相关功能...................................................................22

3.6数据外接接口...................................................................22

3.7摄像头........................................................................24

3.8一键报警求救...................................................................24

3.9单北斗定位、AIS应用及集成长江航道局长江电子航道图功能.........................25

3.10支持ANDRIOD5.0以上操作系统，具备应用扩展性.....................................25

3.11船岸双向即时通信功能...........................................................26

3.12支持显示多种采集信息...........................................................27

3.13移动平板操作及远程操作功能.....................................................28

第四章项目施工组织方案...............................................................29

4.1施工总体部署...................................................................29

4.1.1项目工期、质量、安全目标....................................................29

4.1.2项目组织机构.................................................................29

4.1.3本工程重点、难点及特点的说明及针对性措施...................................33

4.2项目实施进度安排...............................................................33

4.3投标产品的安装调试（施工方案）.................................................38

4.4产品交货、安装.................................................................40

4.4.1投标产品的出厂包装..............................................................40

4.4.2投标产品的运输..................................................................40

4.4.3投标产品交货及验收..............................................................41

4.4.4投标产品现场安装方案............................................................42

4.4.5安装难点、重点及解决对策........................................................43

4.4.6设备安装调试.....................................................................44

4.4.7收集用户资料,建立档案..........................................................45

4.4.8对用户进行培训..................................................................45

4.4.9售后服务.........................................................................45

4.4.10项目实施中对突发事件的预案.....................................................45

第五章产品验收标准和验收方法.........................................................47

5.1测试方案......................................................................47

5.1.1整机测试项目....................................................................47

5.1.2单北斗测试项目..................................................................48

5.1.3测试环境条件.....................................................................48

5.1.4测试仪器设备....................................................................48

5.1.5测试场景.........................................................................49

5.1.6测试方法.........................................................................49

5.2产品试运行及验收方案..........................................................64

5.2.1产品试运行方案..................................................................64

5.2.2产品预验收.......................................................................65

5.2.3产品验收标准及方法..............................................................65

5.3质量控制、质量保证的详细介绍...................................................66

5.3.1投标产品的质量控制..............................................................66

5.3.2投标产品的质量保证.............................................................................................................................66

第六章培训措施.......................................................................67

6.1培训对象......................................................................67

6.2培训目标......................................................................67

6.3培训I内容......................................................................68

6.3.1现场培训....................................................................................................................................................68

6.3.2初级培训.....................................................................................................................................................69

6.3.3中级培训.....................................................................................................................................................70

6.4培训流程......................................................................71

6.5培训方式效果...................................................................72

第七章售后服务.......................................................................73

7.1概述..........................................................................73

7.1.1质保期内的服务保证...............................................................................................................................73

7.1.2质保期外的服务保证...............................................................................................................................73

7.1.3服务保证....................................................................................................................................................74

7.2技术服务和支持................................................................74

7.3保修承诺......................................................................75

7.4售后服务网点及联系方式........................................................75

7.5售后服务计划...................................................................76

7.5.1售后服务体系............................................................................................................................................76

7.5.2设备故障等级与响应时间.......................................................................................................................77

7.5.3售后响应方式............................................................................................................................................77

7.5.4故障件返修................................................................................................................................................78

7.5.5巡检.............................................................................................................................................................78

7.5.6后质保期服务...........................................................................................................................................80

7.6设备制造商售后服务.............................................................81

7.6.1用户服务流程...........................................................................................................................................81

7.6.2提供长期技术咨询服务..........................................................................................................................82

7.6.3提供7x24小时服务.................................................................................................................................82

7.6.4立刻响应（售后响应时间）..................................................................................................................83

7.6.5现场服务....................................................................................................................................................83

7.6.6通知服务....................................................................................................................................................83

7.6.7设备维护计划............................................................................................................................................83

7.6.8定期巡检、走访与业务高峰期保驾.....................................................................................................83

7.6.9产品质保期届满后的服务......................................................................................................................84

7.6.10用户档案管理..................................................................84

7.6.11监督服务.....................................................................84

7.6.12应急处理方案.................................................................84

7.6.13售后服务保障承诺..............................................................86

第一章总体技术方案

1.1概述

单北斗AIS船载智能终端(XN60)是按照长江干线北斗卫星地基增强系统工程建设要

求研发的一款产品，该产品采用单北斗导航系统，是基于自主可控的国产板卡，完全独

立接收北斗系统信号，填补了长江上船舶单北斗终端应用的空白，既满足长航系统各单

位业务需求，又同时满足长江航运企业、社会公众对高精度导航定位服务的应用需求，

为实现北斗系统在长江航运“单北斗、全替代、全覆盖”的应用目标做出应有的贡献。

本标段建设内容为长江干线北斗卫星地基增强系统工程内的1349台北斗船载定位

导航终端设备、21套北斗GNSS测量设备、7套基准站电台采购与安装工作，满足系统

建成后的直接应用，并发挥推广示范效用，中标后，我公司将承担包括不限于如下工作：

(1)为321艘长航系统公务船舶，其中295艘为长江海事局公务船，26艘为三峡

通航管理局机动船，完成北斗船载定位导航终端设备的硬件设备及配套支撑软件的采购

安装及设备调试等工作，并提供项目实施过程中的协调、培训、验收、售后等技术服务。

(2)为1028艘目前登记且证书未失效的长江干线客船、客渡船，完成北斗船载定

位导航终端设备的硬件设备及配套支撑软件的采购安装及设备调试等工作，并提供项目

实施过程中的协调、培训、验收、售后等技术服务。

(3)为长江宜宾、泸州、重庆、宜昌、武汉、南京航道局及长江航道测量中心等7个

单位配置北斗GNSS测量设备共21套，基准站电台7套，包括硬件设备的采购安装及设

备调试等工作，并提供项目实施过程中的协调、培训、验收、售后等技术服务。

1.2设计目标与原则

1.2.1设计目标

为不过多增加用户负担，在不增加船台设备的前提下，长江干线北斗卫星地基增强

系统工程配备的北斗船载定位导航终端除具备完全替代AIS终端设备的功能外，还需

具备单北斗高精度定位、北斗短报文通信、B类AIS、摄像头拍照等功能模块和具备

WIFI、4G、蓝牙等多种联网方式，旨在提供高精度定位智能系统与多任务运行的船用

设备联网解决方案，为船舶水上作业安全保驾护航。

第1页

1.2.2设计原则及功能

该产品的开发完全是按照“单北斗、国产可控、整合船台终端、符合船检规范”四

个原则进行设计开发。

1、实现单北斗定位功能，采用单北斗导航系统，基于自主可控的国产板卡，可以

完全替代GPS,完全独立接收北斗卫星导航系统信号。

2、设计与建造本着先进、实用、经济、可靠的原则，实现AIS功能，可以替代现

有的AIS而不增加船上设备。

3、以可靠性为主要目标，采用成熟的软硬件，关键单元采用冗余备份；

4、坐标系：以CGCS2000为主，兼容用户自定义坐标系；

5、时间基准：统一采用北斗时，接收机时钟与北斗时的同步精度应不低于50纳

秒；

6、具备船岸音视频通信功能，解决船岸最后一公里信息传递。

7、基于安卓系统研发，具有强大的扩展功能，预留丰富的外部数据接口，为智能

化船舶监管服务提供了基础。

8、操作简单、功能强大，可为智能化船舶监管服务提供基础。

9、可分屏和多屏显示，解决了船上管理和远程多地管理的问题。

10、支持摄像和语音播发功能。

11、具备一键报警功能。

第2页

第二章投标产品的技术方案

本产品的技术方案在总体设计目标的基础上，按照长航招标文件的要求，从硬件配

置和软件开发两个方面进行了设计开发。

2.1硬件方案

2.1.1硬件配置

2.1.1.1系统特性

硬件规格参数

系统安卓5.1,支持OpenGLES3.0及OpenCL1.1

CPUCortex-A17四核

主频1.8GHz32位

内存4GBDDR3

FLASH32GBFlashMemory

显卡Mali-T764

键盘1个旋钮编码器和11个功能按键

触摸类型电容多点触摸

液晶尺寸10.1英寸

液晶最高亮度800cd/m2(Max)

液晶视角全视角85°

分辨率1280x800

音频1W

麦克风支持

前置摄像头800万像素

无线通信模组

数据网络模块LTE/WCDMA/GSM内外置天线切换

蓝牙BT4.0

Wi-Fi802.11b/g/n

MicroSD卡支持两张128G以下高速micro-SD卡

第3页

3路NMEA0183输入；可独立设置波特率

输入接口

2路视频输入：CVBS支持PAL/NTSC

支持1080P分辨率的HDMI；可同屏或双显示输出

输出接口

1路NMEA0183,1路音频输出，1路报警输出

网络lOOOMpbs

NMEA-2000支持

2.1.1.2接口特征

通讯接口支持双向RS422和双向RS232

波特率速率范围4800bps-115200bps

传输协议符合IEC61162,NMEA0183

外壳标准符合GB4208有关要求

支持北斗短报文IC卡卡槽；

卡接口支持4GSIM卡卡槽；

支持两张128G以下高速micro-SD卡

功率15W

2.1.1.3接收机指标

B类AIS收发器

频率范围156.025~162.025MHz

信道间隔50KHz

信道带宽25KHz

调制方式GMSK/FM

调制速率9600bps

AIS发射信道1

2个接收信道：

AIS接收信道A信道频率CH87B(161.975MHz)

B信道频率CH88B(162.025MHz)

第4页

发射功率2W

2.1.1.4内

接收灵敏度<-110dBm@误码率<20%

置卫

同步序列24bit

星导

发射功率2W

航模

调制模式GMSK/FMBT=0.4,调制指数=0.5块

同信道抑制-10dB

邻选择性70dB

杂散响应抑制70dB

接收灵敏度W-l10dBm@误码率W20%

高输入电平下误输入信号电平为-77dBm时，误包率2%；

包率输入信号电平为-7dBm时，误包率10%o

VHF天线连接器输出阻抗50QBNC

适用标准IEC-60945,IEC-62287-12010,IEC-61108-1

BDS高精度定位

定位芯片/模块BD2MTS100,单北斗芯片

定位方式支持RTD差分定位，支持RTCM2.X和RTCM3.2协议

定位精度分米（有差分）

RNSS

定位精度（纯开阔<10cm（水平）

地）<15cm（高程）

测速精度<0.lin/s

<28s（冷启动）

首次定位时间1s（热启动）

Is（重捕获）

灵敏度-147dBm（捕获）,-163dBm（跟踪）

数据更新率1Hz

RDSS

RDSS模块北斗一线通模块

RDSS天线北斗一线通天线

第5页

2.1.1.5电源

电源直流10V-36V

功率15W

2.1.1.6环境指标

工作温度-15℃〜+55℃

存储温度-30℃~+70℃

适用标准IEC-60945,IEC-62287-12010,IEC-61108-1

2.1.1.7北斗短报文

接收灵敏度-147dBm（捕获）,T63dBm（跟踪），误码率W10-5

噪声系数NFW1.8

发射功率37dBm±ldB（5W左右）

BPSK调制

W3°

相位误差

发射载波

230dBe

抑制

成功率^99%（环回测试仪定量测试）

首次捕获

1S

时间

重新捕获

1S

时间

第6页

2.1.2硬件设计原理框图

2.1.3系统结构图

系统结构图

音频

报警

第7页

2.2软件方案

2.2.1软件架构

①应用层+引擎双层架构

②数据库大数据存储，使用索引查找加快数据访问速度

③数据抽稀、分级存储，加快显示渲染效率

④Java和C/C++混合开发，数据通过共享内存技术提高传输效率

⑤多应用协同工作，独立功能模块可单独升级

2.2.2软件基础功能设计

BDS高精度定位&北斗短报文通信

RNSS北斗高精度定位

RDSS北斗短报文收发

用户数据

航点70000个

总共支持60000个航线节点存储，不限单条航线点数和航

航线

线条数

航迹总共支持1600000个航迹点存储，不限航迹条数

标绘点70000个

总共支持60000个标绘线节点存储，不限单条标绘线点数

标绘线

和标绘线条数

总共支持60000个标绘面节点存储，不限单个标绘面点数

标绘面

和标绘面个数

历史导航存储显示最近的20个导航数据记录

MOB存储显示最近创建的10个MOB数据

AIS

显示最近接收到的1000个AIS目标，可快速调用AIS目

AIS列表

标进行导航

船队管理200个船队，每个船队最多可包含200个成员

短消息显示最近接收/发送的1000条短消息

第8页

存储其他船舶的九位码、船名信息，供快速从通讯录调取

通讯录

数据发送短消息

AIS雷达画面显示设定的视野范围内的AIS目标数据，视野范围可调

在海图画面或者AIS雷达画面，实时显示最危险船舶与本

AIS会遇线船的会遇线；选中其他AIS目标时，若该AIS目标与本船

可能会遇，则同时绘制会遇线供参考

海图

海图资源C-MAP、CJ57/CJ63/S57/S63,多种资源可以直接切换

海图数据数据详实

网络功能

用户管理用户注册、登录

在线更新网络连接正常时，可进行应用软件、海图/江图在线更新

微信微信正常使用

数据输入输出

数据输入支持3路NMEA0183格式数据输入解析

支持AIS、RMC,GGA,VTG,GLL,ZDA,XTE,APB等语句的输出

支持1080P分辨率HDMI,可同屏或双显输出

数据输出

支持1路音频输出

支持1路报警输出

NMEA-2000支持

其他辅助功能

GNSS星历页面显示星历分布，可选择内外部定位

虚拟数字仪表盘采用仪表盘的形式，显示航行中的实时数据信息

航行数据管理页面采用简单的布局和超大的字体清晰显示航行数据

日历显示新历、农历等日期信息

潮汐可查看各个站点的潮汐曲线图、潮汐数据

第9页

第三章主要应用功能设计及详述

3.1北斗高精度定位系统

终端卫星定位模块支持单北斗卫星系统定位，能接收北斗信号及地基增强系统差分

信号。采用国产北斗高精度RNSS定位模块，水平定位精度误差和高程定位精度误差在分

米精度，满足完全独立接收北斗系统信号的要求。

单北斗定位«设置

可完全替代GPS4=n液晶■扁亮度800cd/m2（Max）

1

I5未登录*加全*

采用了芯片级单分常率1280x800

北斗，通过北斗版本更新电源a*10V-36V

地基增强系统，功率15W

无线和网络GNSS黑.肄）工作"支师CM2X、RTCM321

可为船舶提供亚

_定位风度：$1.5米（95%）

米级的定位服务,FUNC&游标冷鸟硼卸蛭激热层硼同：＜i»

经过了多次测试音发3W

和装船试用，证NMEAMicroSO卡支持两张128G以下高毯microSD卡

明单北斗准确性、K牙BT4.0

设备显示WI-R80211b/g/n

可靠性符合要求,■入接口3路NMEA0183tt入可独立设■波精率

并且通过了军方硬件信息■出接口1路NMEA0183,lRIHi.出，1路发警,出

单北斗认证测试。

系统设置查看胃匕斗硬件性能及差分数据协议信息

3.1.1单北斗定位模块概述

该模块为专用单北斗卫星定位系统，实现卫星位置的精确定位和精确时间同步，同

时为平台提供BDS定位数据和UTC时间。具有以下基本功能：

1）信号接收处理功能：接收北斗导航星的定位信息，并进行信号解调和数据处理，

得到实时导航定位数据。

2）位置、速度及UTC时间输出功能，提供位置、速度和时间信息。

3）秒脉冲信号信号输出功能：通过硬件接口输出北斗整秒时刻对应的秒脉冲信号

（1PPS秒脉冲：OnePulsePerSecond）。

4）差分定位协议解析和解算功能，支持RTCM2.4和RTCM3.2协议，实现RTD差分

定位广播信息接收和位置解算

3.1.2主要技术实现方案

为满足需求，本模块方案设计的核心部件采用自主研发的射频基带一体化芯片，该

芯片由射频及模拟子系统RFSubsystem,基带子系统BBSubsystem,备份子系统

BackupSubsystem、时钟和复位管理模块Clock&ResetManagement、测试管理模块

TestManagement等组成。

第10页

其中射频及模拟子系统RFSubsystem包括：低噪声放大器LNA、射频可编程放大

器RFPGA、差分混频器l/QMixer、复数滤波器l/QFilter、自动增益控制AGC、模拟

数字转换器ADC、小数频率合成器Fractional-NSynthesizer等。

其中基带子系统BBSubsystem包括：中频预处理模块IFPre-Processor、北斗捕

获模块BDSAcquisition＞北斗跟踪模块BDSTracking、数学运算协处理器Arithmetic

Co-processor.精简指令集处理器RISCCPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、

闪存控制器FlashController、中断与定时器Interrupt&Timer、直接存储器访问子系统

DMA、外设控制子系统PeripheralController等组成。

其中备份子系统BackupSubsystem包括：电源管理模块PowerManagement、备

份模块Backup.RTC实时时钟模块等。

3.1.3主要性能指标

参数描述最大值典型值最大值单位备注

定位精度（无差分）水平W3m

高程W10m

测速精度W0.1m/s

首次定位时间冷启动W28s

热启动W1s

重捕获W1s

灵敏度捕获-147dBm

跟踪-163dBm

波特率48009600230400Bps

数据更新率1Hz

工作电压VCC3.3V

V_BCKP3.3V

平均功耗25mA

待机功耗20uA

外接天线增益30dB

第11页

温度工作-4085℃

存储-40125℃

3.2差分定位

本设备实现双通道的获取高精度北斗差分信号，既可以从4G信号中获取，也可以从

AIS信号获取，在显示界面上明显标识获取来源，通过解算定位精度可达亚米级。终端

支持北斗短报文功能，能解析AIS电文中第17号报文的数据，并与卫星定位处理模块

联合解算。

该单北斗AIS智能终端支持基于RTD的差分定位功能，支持数据来源：

#1.来自于AIS播发数据中第17号报文的GNSS增强信息，该信息通过AIS接收模

块接收并在处理器中解析

#2.来自于数据网络按照NTRIP1.0协议播发的GNSS增强信息，该信息通过4G/WIFI

等数据网络接口接收，并在处理器中解析

该单北斗AIS智能终端按照以下协议解析对应数据格式：

#1.按照《ITU-RM.823-3建议书，为工作在第一区283.5-315kHz和第二区及第三

区285-325kHz频带水上无线电信标全球卫星导航系统的差分传送技术的特性》

和《ITU-RM.1371-5建议书，在VHF水上移动频段内使用时分多址的自动识

别系统的技术特性》接收和解析来自于AIS广播的第17号报文数据。

#2,按照《RTCM10410.1StandardforNetworkedTransportofRTCMviaInternet

Protocol(Ntrip)Version2.0》解析来自于数据网络的NTRIP数据包，并提取对应

数据。

#3.按照《BD410002-2015北斗全球卫星导航系统(GNSS)接收机差分数据格式

(-)》中对#1,#41号报文的定义解析RTCM2.4协议差分改正量。

#4.按照《RTCM10403.3,DifferentialGNSS(GlobalNavigationSatelliteSystems)

Services-Version3》解析RTCM3.0以上协议格式的差分数据改正量。

下图为单北斗AIS智能终端接收到的AIS17号报文数据：

!AIVDM,2,1,1,A,A0KkjcC1e7d'p0@0KS1P2P;wO1h<0IP08hp2u@1=50At00DI0pt0JAt

41@0?,0*41

!AIVDM,2,2,1,A,00;d06Vb,0*7A

第12页

!AIVDM,2,1,3,B,A0KkjcC1e7d'p0@0KUUP2P;o01h<0kT08hp2s01=50An00DI0pD0J

At3vP0?,0*35

!AIVDM,2,2,3,B,00;W06Vb,0*48

!AIVDM,2,1,5,A,A0KkjcC1e7da00@0KcaP2P;q01h<0IH08hp2rP1=50B100DI0q80JAt

41@0?,0*66

!AIVDM,2,2,5,A,00;e06Vb,0*7F

!AIVDM,2,1,8,B,A0KkjcC1e7cla00（a）0Kf=P2P;f01h<0kt08hp2qh1=50Ah00DI0oP0JAt

3uP0?,0*59

!AIVDM,2,2,8,B,00;E06Vb,0*51

!AIVDM,2,1,0,A,A0KkjcC1e7da00@0KlAP2P:t01h<0i@08hp2g01=50A<00DI0m80JA

t3IP0?,0*68

!AIVDM,2,2,0,A,00:k06Vb,0*75

!AIVDM,2,1,2,B,A0KkjcC1e7da00@0KnmP2P<001h<0ml08hp3101=50BG00DI0qp0

JAt4600?,0*6B

!AIVDM,2,2,2,B,00;v06Vb,0*68

!AIVDM,2,1,4,A,A0KkjcC1e7da00@0KtlP2P<401h<0md08hp31@1=50B@00DI0r<0

JAt4:h0?,0*30

!AIVDM,2,2,4,A,00<806Vb,0*24

下图为经过解析和打包的AIS17号报文中含有的RTCM2.X协议数据示意图

第13页

UAIS_RTCM2X_Data_20181128.TITO

1597E7D7F715F7D557E5E50414C64444060454C78

2597E7D7F715F6D587E706F7E734D607F5F7A7362

3597E7D7F715F79517E5850414C406C7F5F7A7362

4597E7D7F715F695E7E696F7E7371707F5F7A7347

5597E7D7F715F7E567E5450416C6E6E7F5F7A7362

6597E7D7F715F4E5B7E7D6F7E63785E4060454C5D

7597E7D7F715F5A537E7A6F7E73524C40604D4C64

8597E7D7F715F4A5C7E4B5041745A4F40604D4C64