基于北斗短報(bào)文通信的裝備遠(yuǎn)程保障平臺(tái)*

唐慶輝　邊少鋒　李厚樸　胡彥逢

(1.海軍工程大學(xué)導(dǎo)航工程系　武漢　430033)(2.北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心　北京　100094)

基于北斗短報(bào)文通信的裝備遠(yuǎn)程保障平臺(tái)*

唐慶輝1,2邊少鋒1李厚樸1胡彥逢1

(1.海軍工程大學(xué)導(dǎo)航工程系武漢430033)(2.北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心北京100094)

摘要基于北斗短報(bào)文通信功能，設(shè)計(jì)了一種炮兵裝備遠(yuǎn)程保障技術(shù)方案。該方案綜合計(jì)算機(jī)、軟件技術(shù)等多媒體信息技術(shù)，構(gòu)建了炮兵遠(yuǎn)程保障平臺(tái)總體框架和炮兵裝備用戶、專(zhuān)家平臺(tái)和指揮中心三個(gè)子系統(tǒng)平臺(tái)框架。對(duì)于提高我國(guó)炮兵裝備遠(yuǎn)程保障能力，提升部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力具有重要的意義和推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞北斗短報(bào)文通信; 炮兵裝備; 遠(yuǎn)程保障

Class NumberU662.9

1引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation System，BDS)是我國(guó)自主研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一。北斗系統(tǒng)具有快速定位、短報(bào)文通信和精密授時(shí)三大功能，其中，北斗的短報(bào)文通信功能是北斗獨(dú)有的功能，其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并不具備該功能[1～2]。

隨著北斗通信理論研究的逐漸深入以及北斗通信應(yīng)用市場(chǎng)的日益強(qiáng)大，基于北斗報(bào)文通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了很多領(lǐng)域，包括電信、測(cè)繪、公路交通、水利、鐵路運(yùn)輸、勘探、漁業(yè)生產(chǎn)、國(guó)家安全和森林防火等。盡管全球定位系統(tǒng)具備發(fā)展早、價(jià)格低、技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，但是北斗衛(wèi)星集定位、導(dǎo)航、通信于一身的特點(diǎn)和國(guó)家大力發(fā)展獨(dú)立自主衛(wèi)星系統(tǒng)的必然性，使得國(guó)內(nèi)相關(guān)軍工、民用企業(yè)加大了基于北斗應(yīng)用的開(kāi)發(fā)力度[1～8]。

軍事應(yīng)用方面，炮兵武器裝備是作為武器裝備之一，有“戰(zhàn)爭(zhēng)之神”的之名。現(xiàn)代條件下的作戰(zhàn)消耗大，技術(shù)保障復(fù)雜，時(shí)效性高，對(duì)后勤和技術(shù)保障的依賴性更大。

傳統(tǒng)的炮兵裝備維修保障分析工作通常是在發(fā)生故障之后，由工程技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)完成，這種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力、信息化程度低，不僅無(wú)法高效及時(shí)地提出最優(yōu)的維修方案，而且由于工程技術(shù)人員數(shù)量有限，有時(shí)很難做到及時(shí)安排人員赴部隊(duì)開(kāi)展維修保障，從而造成時(shí)間、資源、人力的巨大浪費(fèi)，使得炮兵裝備整體的戰(zhàn)斗能力下降[9～10]。因此本文針對(duì)炮兵遠(yuǎn)程保障的特點(diǎn)，借助我國(guó)BDS系統(tǒng)獨(dú)有的短報(bào)文通信功能，構(gòu)建基于BDS的炮兵遠(yuǎn)程保障平臺(tái)，以提高我國(guó)炮兵遠(yuǎn)程保障的效能。

2北斗短報(bào)文通信功能

短報(bào)文通信是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)區(qū)別于其他導(dǎo)航系統(tǒng)所特有的功能。它具有工作穩(wěn)定、抗干擾能力較強(qiáng)、系統(tǒng)建設(shè)方便、使用維護(hù)簡(jiǎn)單、通信費(fèi)用低廉等系列優(yōu)點(diǎn)。北斗系統(tǒng)能夠不依賴任何其他通信手段而很容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組網(wǎng)，還可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因而特別適用于不能進(jìn)行常規(guī)通信的地區(qū)和場(chǎng)合。北斗民用終端目前能夠達(dá)到一次傳輸39個(gè)漢字，通信頻度60秒/次。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球首個(gè)在定位、授時(shí)之外具備報(bào)文通信為一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

短報(bào)文可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向通信，亦可進(jìn)行一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播傳輸，可以為許多應(yīng)用提供技術(shù)平臺(tái)。在廣播傳輸中，用戶機(jī)發(fā)送短報(bào)文到指揮端機(jī)，后者通過(guò)串口與服務(wù)器連接并且以如C語(yǔ)言等通信服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，然后通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)至普通手機(jī)等終端，以及通過(guò)運(yùn)動(dòng)商提供的通信服務(wù)可實(shí)現(xiàn)手機(jī)等終端向用戶機(jī)發(fā)送短消息的功能。北斗短報(bào)文通信示意圖如圖1所示。

圖1　北斗短報(bào)文通信系統(tǒng)示意圖

3炮兵遠(yuǎn)程保障技術(shù)平臺(tái)搭建

北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的短信息通信非常符合炮兵裝備遠(yuǎn)程保障要求。利用北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的雙向通訊功能，建立炮兵裝備遠(yuǎn)程保障平臺(tái)體系，實(shí)現(xiàn)裝備的故障診斷與保障管理，將從根本上改變我國(guó)炮兵裝備保障管理現(xiàn)狀。遠(yuǎn)程保障平臺(tái)由三級(jí)構(gòu)成：炮兵裝備用戶、專(zhuān)家平臺(tái)和指揮中心。

通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，將炮兵裝備用戶、遠(yuǎn)程專(zhuān)家和指揮中心構(gòu)成三級(jí)保障體制。炮兵裝備用戶與炮兵裝備用戶間、炮兵裝備用戶與遠(yuǎn)程專(zhuān)家和指揮中心間可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互通，當(dāng)炮兵裝備在執(zhí)行任務(wù)中遇到故障時(shí)可通過(guò)短報(bào)文傳給指揮中心，同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)由指揮中心傳遞給遠(yuǎn)程專(zhuān)家，遠(yuǎn)程指導(dǎo)用戶排除故障。其系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)總體框架

3.1炮兵裝備用戶終端設(shè)計(jì)方案

炮兵裝備配備由普通型北斗接收機(jī)和終端機(jī)(由平板電腦和相應(yīng)軟件構(gòu)成)組成的遠(yuǎn)程用戶終端機(jī)，其組成框圖如圖3所示。

圖3　炮兵裝備用戶終端組成

在遭遇故障時(shí)，炮兵裝備用戶通過(guò)遠(yuǎn)程用戶終端機(jī)將故障情況、所在位置等相關(guān)信息編譯壓縮成通訊數(shù)據(jù)，向指揮中心發(fā)送保障申請(qǐng)。在和遠(yuǎn)程專(zhuān)家平臺(tái)建立聯(lián)系后，將設(shè)備故障狀態(tài)、關(guān)鍵故障點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)、診斷分析過(guò)程壓縮成通訊數(shù)據(jù)，廣播到所有遠(yuǎn)程專(zhuān)家平臺(tái)。

3.2專(zhuān)家平臺(tái)設(shè)計(jì)方案

專(zhuān)家平臺(tái)配置指揮型北斗接收機(jī)，接收機(jī)在原有軟件基礎(chǔ)上配置專(zhuān)用程序及所有裝備的故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，設(shè)置在修理廠、院校、生產(chǎn)廠家和科研院所，其組成框圖如圖4所示。

遠(yuǎn)程專(zhuān)家平臺(tái)接收指揮中心傳達(dá)的遠(yuǎn)程診斷指令，接收指定炮兵裝備用戶終端機(jī)傳遞的遠(yuǎn)程診斷信息，掌握維修情況障，并將指導(dǎo)信息傳遞給炮兵裝備用戶，指導(dǎo)排除故障。同時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到指揮中心，使指揮中心及時(shí)掌握保障動(dòng)態(tài)情況。

圖4　專(zhuān)家平臺(tái)組成

3.3指揮中心設(shè)計(jì)方案

指揮中心接收炮兵裝備用戶的保障管理信息，并根據(jù)實(shí)際需要，綜合調(diào)配各保障單位通過(guò)專(zhuān)家平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程保障，同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控保障情況。指揮中心設(shè)置在機(jī)關(guān)指揮室，其組成框圖如圖5所示。

圖5　指揮中心組成

4結(jié)論

將計(jì)算機(jī)技術(shù)、故障診斷系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星定位通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建立遠(yuǎn)程保障平臺(tái)體系，實(shí)現(xiàn)裝備保障指揮的遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化和數(shù)字化。該方法可以加強(qiáng)機(jī)關(guān)對(duì)炮兵裝備保障的控制和管理，為遠(yuǎn)程故障診斷提供了一種新的技術(shù)途徑。下一步將就北斗短報(bào)文的軟件開(kāi)發(fā)和演示論證開(kāi)展研究。

參 考 文 獻(xiàn)

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Equipment Remote Support Platform Based onBeiDou Short-message Communication

TANG Qinghui1,2BIAN Shaofeng1LI Houpu1HU Yanfeng1

(1.Department of Navigation Engineering，Naval University of Engineering, Wuhan430033)(2.Beijing Satellite Navigation Center, Beijing100094)

AbstractBased on function of BeiDou short-message communication, it designs a artillery equipment remote technical support scheme, with multimedia information technology integrated such as computer, software technology. It establishes the overall framework of artillery equipment remote technical support, and three subsystems including artillery equipment users, experts and command center. It will be of great importance and application prospect to improve the artillery equipment remote support capability, enhance battle effectiveness.

Key WordsBeiDou short-message communication, artillery equipment, remote support

*收稿日期：2015年12月12日,修回日期：2016年1月27日

作者簡(jiǎn)介：唐慶輝，男，碩士研究生，研究方向：衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用。邊少鋒，男，博士，教授，研究方向：大地測(cè)量與衛(wèi)星精密定位技術(shù)。李厚樸，男，博士，講師，研究方向：衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用。胡彥逢，男，博士研究生，研究方向：衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用。

中圖分類(lèi)號(hào)U622.9

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.026