淺論建設湄洲灣口RBN-DGPS 差分臺站的必要性

黃迪輝

摘 要：湄洲灣港是福建省沿海的一個重要港口，近年來港口業務發展迅猛，對航海保障基礎設施的要求日益增加。本文從各方面對建設湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的必要性進行了論述。

關鍵詞：RBN-DGPS臺站 建設 必要性研究

1.RBN-DGPS系統概述

1.1什么是GPS

GPS是由美國國防部負責研制，主要滿足軍事需求，用于地球表面及近地空間用戶的精確定位、測速和作為一種公共時間基準的全天候星基無線電導航系統。它可全天候、連續地為用戶提供三維位置、速度和時間基準。出于自身安全考慮，美國人為增加衛星鐘差和星歷誤差，從而加劇GPS系統定位誤差。此外還存在電離層、對流層傳播等自然誤差。要獲取精準定位，就必須減少存在的干擾誤差。DGPS概念便應運而生。

1.2什么是DGPS

所謂差分GPS（DGPS）就是把一臺GPS基準接收機放在位置已精確測定的點上，它將收到的定位數據不斷地與其準確位置相比較，求得GPS在該點的位置或偽距測量誤差，再把這些測量誤差通過數據鏈發射機廣播出去，工作區內的GPS用戶接收到這些誤差校正信息。修正GPS測量值，提高定位精度。

1.3什么是RBN-DGPS

RBN-DGPS是（Radio Beacon Navigation/DGPS ）簡稱，中文名為無線電指向標/差分全球定位系統，它的數據鏈發射機使用的是原有的海事無線電信標發射機，系統主載波是信標，副載波是經過MSK調制的差分GPS修正信息，通過這樣的設計既可以實現原有信標的功能，又可以向信號可覆蓋區域內發送差分校正信息，以達到高精度導航和定位的目的。

2.湄洲灣港口區域的RBN-DGPS工作現狀

1989年2月14日美國發射成功了第一顆 GPS 衛星 ，到1993年底初步具備可使用功能的GPS衛星網絡組建完成，標志著人類開始進入利用衛星系統來進行全球定位的時代 。為了跟上時代的腳步，1995年中國海事局作為中國海上交通的主管部門在對當時的國內外各種海上無線電導航設施、技術和未來一段時間無線電導航技術的發展趨勢進行了深入的研究，做出了將依托原有無線電指向標站和勞蘭 A 導航臺站等設施，逐步在我國沿海建設 RBN-DGPS全球衛星定位導航系統 ，并將該系統列入中國交通運輸部“九五”期間的重點建設項目 。到2002年經過7年的辛勤建設，根據“統一規劃、分期建設”的建設原則，分3期完成建設了共 20 座RBN-DGPS 臺站，臺站信號覆蓋分布從最北的鴨綠江口到最南的西沙群島，基本上將我國沿海主要港口、重要水域和狹窄水道納入了DGPS導航服務網絡范圍，完善性監控臺與基準臺和發射臺同步建設，且同址同臺。此次建設的臺站信號有效覆蓋范圍為300 公里（海上） ，如果出現跨越陸地傳輸時，則信號衰減明顯。在利用該系統播發的差分信號進行GPS 定位時， 可實現精度優于5米的實時定位。該系統的建設和使用，讓中國的航運事業和海洋開發得到了飛躍性的發展。最近幾年，隨著我國北斗導航系統的衛星配布逐步完善，我們高度重視臺站的北斗信號兼容工作，現在已基本完成RBNDGPS系統的雙模改造，原有的差分導航臺站都已具備處置北斗信號的能力。

湄洲灣港位于福建中部，處于中國兩大經濟活躍地區（珠江三角洲與長江三角洲城市群）和“海峽兩岸”（中國大陸與臺灣地區）的聯接點上，具有獨特的區位優勢，往南往北可聯通珠三角、長三角，往東能直達臺灣的西海岸。湄洲灣港與臺中港的距離只有72海里，是福建沿海離臺灣本島直線距離最近的港口，也是江西、湖南等中西部地區省份可利用最近的出海口。位于湄洲灣口外的臺灣海峽，是福建和臺灣的航運紐帶，也是我國東海和南海之間的交通要道，許多國際重要航線也都經由臺灣海峽通過。

湄洲灣港轄湄洲灣、興化灣（南岸）、平海灣三大港灣，水域面積516平方公里，海岸線總長330公里，其中10米以上天然深水岸線長達30多公里，可建深水泊位150多個。尤以湄洲灣自然條件最優，灣口分布有湄洲島、東周半島和文甲岬角等島嶼，能遮擋臺灣海峽的風浪。湄洲灣向內陸深入約34公里，且航道寬度大，灣內無大型河流進入，所以水體的含沙量低，該區域屬于強潮差地區平均潮差在5米左右，最大潮差可達7米以上，而且還有口小腹大、不凍不淤的特點。

湄洲灣港擁有各種方便快捷的疏運網絡，鐵路支線能到達各港區的前沿，并利用向莆鐵路、福廈鐵路、漳泉鐵路與全國鐵路網相連。連接南北的沈海高速橫貫灣頂，連接東西的湄永高速、湄渝高速公路，持續拓展著湄洲灣的港口腹地。管道、國道、省道以及便捷的疏港公路更為港口插上騰飛的翅膀。

經過多年港口建設的連片開發、有序推進，先后建成中化斗尾30萬噸級原油碼頭、國投湄洲灣煤炭碼頭（10萬噸級煤炭接卸泊位）等24個泊位（其中深水泊位12個）。全港共擁有千噸級以上生產性泊位50個，其中包括2個30萬噸級原油碼頭在內的萬噸以上泊位26個，總吞吐能力達1.18億噸，可滿足20萬噸煤炭船、Q-Flex型LNG船、30萬噸級VLCC船、5萬噸級集裝箱船通航作業需求。東南沿海最大的40萬噸鐵礦石專用碼頭，年設計總量8000萬噸的國投湄洲灣煤炭集配中心，福建有史以來投資最大、等級最高的湄洲灣30萬噸級航道等項目正加快建設中。

預計至2020年底，湄洲灣港吞吐能力將達到2億噸，吞吐量突破1.5億噸；可通航靠泊40萬噸鐵礦石船、45萬噸原油輪、20萬噸煤炭船和Q-MAX型LNG船等各類世界最大散貨船和10萬噸級集裝箱船。

隨著湄洲灣港口的不斷發展，對航海保障服務也提出了更多的要求，特別是對精確定位服務的穩定性提出了更高的目標。根據現有中國沿海RBN-DGPS基準臺站分布情況，在湄洲灣港口區域能接收到的臺站信號有北面的天達山基準站和南面的鎮海角基準站所發射的信號，這兩個臺站與湄洲灣港口區域的距離均在100KM左右。因為RBN-DGPS系統有用戶定位精度隨距離的增大而降低的特性，在我們的對RBN-DGPS臺站信號的長期監測中，發現湄洲灣港口區域用戶定位誤差（2DRMS）明顯高于福州港區和廈門港區。在實際應用中，當地海事管理部門和引航人員也多次向我們反映，在湄洲灣港口區域RBN-DGPS臺站信號弱，存在一定的安全隱患。

3.增設湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的必要性

3.1軍事方面

湄洲灣海域地處臺灣海峽中部，地理位置重要，在對臺軍事斗爭中有重要戰略意義。由于湄洲灣港口優越的地理水深條件，大型水面作戰船艇可以自由進出湄洲灣海域，加上越來越完善的聯勤保障條件，近年來進出湄洲灣的軍艦數量明顯上升。隨著軍事技術的不斷進步，能提供高精度定位能力，不論是對軍用船舶的航行還是執行任務都有十分重要的意義。

3.2交通助導航方面

增設湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站后，可大大提高湄洲灣附近區域的衛星定位精度。首先，在對海上的航行船舶定位、測速、校正儀器等都有重要作用，能提高航海者各項操作的精度和可靠度。而且對陸上的車輛行駛定位精度也能提高，在當今各類衛星導航軟件普遍使用的背景下，用戶的使用體驗滿意度會增加。

3.3社會效益方面

增設湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站是湄洲灣港腹地經濟發展的需要。2009年5月14日國務院正式發布《國務院關于支持福建省加快建設海峽西岸經濟區的若干意見》。2009年7月17日，交通運輸部與福建省政府簽署了《加快海峽西岸經濟區交通運輸發展會議紀要》。紀要認為，國務院《若干意見》提出的海峽西岸經濟區戰略定位，對交通運輸發展提出新的更高要求。加快交通運輸發展是加快建設海峽西岸經濟區的重要舉措和重要支撐。交通運輸部支持福建省政府提出的交通先行、加快發展的發展思路和舉措，加大對福建省交通運輸發展的扶持力度，為海峽西岸經濟區建設提供堅強有力的支撐保障。按照促進海峽西岸經濟區發展和兩岸直接“三通”的要求，大力推進交通基礎設施建設。 隨著海峽西岸經濟區的進一步建設和發展，對港口建設提出了更高的要求，為適應經濟腹地的發展，必須加快港口建設的進程。為此湄洲灣航道條件的進一步改善日趨緊迫。

綜上所述，我們認為盡早推動湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的建設是有必要的也是很迫切的。

參考文獻：

[1]劉鳴華.加快建設福建省湄洲灣港口航運市場服務體系[J].物流科技，2014（12）.