基于北斗衛星通信的航標遠程遙測遙控系統研究

王推陳 魏偉 湛江航標處

海上航行相關系統作為航運相關活動的安全保障，具有重要發展意義。在國內航運規模日益發展進程中，應全面提升航運安全性。現階段，航標測控系統在航運中獲得了廣泛應用，較為核心的檢測技術為GPS與GPRS。然而，GPRS信號測控范圍受限，難以全面落實較大距離的航標測控。為此，以北斗衛星通信技術為基礎，嘗試解決航標測控的相關問題。

1.航標遠程測控技術系統的發展現狀

在數字航標引入同時，遠程測控技術獲得了廣泛應用與發展，逐漸發展成為新型航標遠程測控系統的關鍵應用技術。航標遠程測控技術的全面應用，有效提升航標相關管理活動的效率，加強公共服務效能，營建安全穩定的航運環境，具有重要的應用價值。現階段，航標遠程測控技術在實際應用期間，主要功能表現為：航標監控、狀態預警、自控供電設備等。

系統中引入的自檢技術有：PLC控制系統，具有個性化編程性質；RTU遙控系統，完成航標遙控任務；NMT蜂窩通信設備，具有接收通信信號的能力；衛星通信，用于傳輸海上通信信號。國外數字化航標發展時間較長，在上世紀90年代即開始應用航標遠程測控系統。國內航標遠程測控系統應用時期較晚，啟用于2000年，現階段在北方海區應用較為廣泛。現階段，國內航標遠程測控技術在實際應用期間，存在較多技術問題尚未給予有效解決，比如渤海地區海域表現出危險性浮標，通信問題并未給予有效解決。北斗衛星通信技術有效解決了航標遠程測控系統的相關問題。

2.北斗衛星通信的融合必要性

國內自主研究而成的北斗衛星通信相關技術，其應用性能在于：全球衛星通信能力，以GPS定位與導航服務為主；雙向通信功能，借助短報文完成通信傳輸，通信信號覆蓋面積較廣，有效解決GPRS信號覆蓋面積受限的問題。依據航海相關文件內容，預計在未來三年內，可全面建設航海保障體系，此系統具有完善的航海保障功能、先進的測控技術、合理的應用布局、運轉協調能力佳，應對突發事件具有較強的響應能力，高效提供全區域的保障服務。

為實現三年內的航海保障建設，應將航標管理與維護雙重工作全面加強，保障航標工作的有序性，提升其管理效能，增強其維護能力。其中，衛星導航、通信技術雙項供應，作為構建助航網絡的核心元素。國內建設的北斗衛星通信系統，采取的是演進式衛星建設，具有精確定位功能，可提供授時性通信服務，通信覆蓋面積較為廣泛，滿足于航標遠程測控技術的各項應用需求。尤其是在解決偏遠位置航標測控方面，擁有良好的應用優勢，以此促進國內航標遙測技術穩步提升。

3.北斗衛星通信融在航標遠程測控系統的應用

3.1 運行原理

北斗衛星通信融合于航標遠程測控系統中，旨在全面解決測控系統的較遠距離通信問題，提升遠程測控系統的整體應用性能。系統整體設計的運行原理，等同于一般測控系統，主要包括信息監測系統、遠程測控終端設備等。航標遠程測控應用的終端設備，借助數據采集設備的運行，完成航標工作狀態的有效獲取，繼而完整封裝采集數據，由通信系統完成發送操作。

在實際應用北斗衛星通信系統期間，給予信息數據有效封裝，借助北斗衛星相關通信模塊，完成信息傳輸與發送，經衛星傳輸網絡，將其有效輸送至北斗衛星服務器，以服務器為技術支持，有效解碼接收的數據信息，繼而將解析完成的信息，完整發送至代理服務器。代理服務器針對接收數據，采取數據過濾操作，將航標信息有效存儲于數據庫中。此外，服務器針對已接收的數據信息，開展定期檢測流程，提升數據有效性的處理效率，將檢測結果有效存儲于數據庫中，便于用戶提取與查看。

在系統正常運行期間，查詢航標終端傳輸的遠程測控數據，在用戶登錄頁面完成，并發送遠程測控相關指令。由代理服務器完成指令發送，開展有效的數據實時監測流程，對收集的數據信息加以重新封裝，繼而借助特定端口完成封裝數據的傳輸指令。北斗衛星通信對應的服務器，在接收數據相關指令時，借助通信網絡，將處理完成的數據完整傳輸至目標設備，由接收數據信息的終端設備，對封裝數據信息加以解碼，完成相關數據處理的執行指令。

3.2 系統設計

在設計系統架構期間，結合航標遠程測控系統自身結構功能的繁雜性，應有效處理航標遠程測控系統中被動嵌入的模塊，比如衛星通信，以此發揮嵌入式融合效果，增強系統的應用功能。航標遠程測控系統的應用功能，具體表現為：網絡應用平臺、高效率寬帶連接、硬件系統等。系統功能有：網絡管理、系統通信服務、服務器功能、軟件管理、數據處理與管理、自檢程序等。因此，在北斗衛星通信系統融合期間，可選擇SAN架構的設計模式，完成航標遠程測控系統的搭建工作，提升各系統應用模塊的聯通作用，給予通信功能有序運行的技術支持。

RAID完成數據存儲、北斗衛星網絡完成數據傳輸，此兩者系統在實際應用期間，數據傳輸流程為：服務管理器中有效收集數據信息；報文組織模塊，加以數據處理；虛通道Buf，給予數據傳輸提供緩沖服務，減少數據傳輸發生問題；光纖鏈路接口，為數據傳輸提供網絡支持；數據信息在光線助力下，成功傳輸至通信系統。北斗通信系統將信息傳輸至RAID模塊中，稱之為逆過程，其中報文組織模塊的相關功能，由報文整合模塊替代，其余程序不發生改變。在此系統架構實施設計期間，有效完成通信服務的各項需求。

3.3 通信系統搭建

通信系統整體設計，作為北斗通信系統應用的關鍵元素，借助北斗通信系統與航標終端兩者之間完成的數據交互功能，實現信息傳輸、指令傳達。在通信網絡實際接收航標傳輸數據信息時，依據系統定義完成通信協議的傳輸任務，驗證信息有效性，有序開展信息拆包與組包等流程，保障應用程序完整接收數據包。在監控系統傳達指令類數據信息期間，應采取的傳輸流程為：驗證信息真實性，將其傳輸至航標信息接收終端的相關設備。應用系統之間開展通信操作時，系統應有效儲存已接收的數據信息，借助北斗服務器完成存儲操作，存儲位置為緩存列表，繼而由系統為通信提供服務接口。

在此接口完成相關打包數據的上傳與存儲工作，由后臺應用程序有效接收打包數據，同時將遠程測控數據完整傳輸至收發列表中，借助北斗網絡完成遠程測控數據的傳輸指令。用戶在實際操作期間，遠程測控系統為用戶提供了交互式操作平臺，用于完成Web交互式界面的數據傳輸，針對Web程序收發的終端信息，給予相關技術反饋，以直觀形式將收集數據完整展示，為用戶開展航標遠程測控管理提供技術便利。

3.4 系統運行

北斗通信系統運行期間，其嵌入在航標遠程測控系統中，旨在全面收集信息數據。部分來源于航標終端、北斗通信網，借助Web接口完成指令發送，將數據信息存儲于北斗通信系統的收發列表中。在通信傳輸的全程序中，借助北斗通信、衛星通信兩者之間的信息交互，有效完成各類信息的傳輸指令，比如航標定位信息，以此解決傳統通信系統信號覆蓋面積受限的問題，減少信息孤島問題發生。

4.結論

綜上所述，北斗通信技術融合于航標遠程測控系統中，具有諸多應用優勢，有效解決傳統航海通信存在的各類不足，為航海通信服務提供先進的技術支持，具有良好的應用效果，有助于保障航海相關活動的安全，發揮航標遠程測控應用的最大化價值，有效推動航海相關活動與邊防事業的有序發展。