提高水情数据传输可靠性的卫星通信编码策略
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中， 某些 遥 测站 点 的数据 是非 常关 键 的 ， 遥测 站 和 中心
站之 间 必须 有传 输 确认 机 制 ， 如果 遥 测 站 没 有 收 到 中
心站 确认 信 息 ， 需 要 重 新 传 输 数 据 。 当系 统 中这 些关
键站 点 较多 时 ， 中心 站 通过 北 斗卫 星 向这 些 站 点一 一
发送 确认 信 号不 仅延 时过 大 ， 通 信 费用增 加 ， 还会 间接
带来 遥测 站功 耗 增加 的 问题 。
图１ 水 情 自动 测 报 系统 北 斗 数 据 通 信 示 意
遥测 ， 再 由卫 星转 发 至北 斗地 面 网管 中心 ， 由地 面 网
般为 １ ｍ ｉ ｎ ） 。北 斗 的这 种 数 据 通 信 特 点 决 定 了在 水 情 自动 测 报系 统 中 ， 中心 站 无 法 像 支持 长 链 接 的通 信 信 道一 样 ， 在收 到遥 测站 自报 的数 据后 ， 立 即 向遥测 站 确认 发 送 信 息 。 而 在 一 些 大 中型 水 情 自动 测 报 系 统
的水 情 自动 测报 系 统 ， 北 斗 卫 星 被广 泛 用 来 传 输 雨 水
情 自动 测报 、 气 象 自动监测 、 海 洋监 测预警 等 实时信 息
遥 测 系统 中 。在 水情 自动 测 报 领 域 ， 应用 北 斗卫 星 运
营商提 供 的点对 点通 信进 行水情 遥 测数据 传输 是最 为 普遍 的一 种 方 式 … 。 采 用北 斗 卫 星 通 信 的水 情 自动 测报 系 统一般 由多个雨 水情 信息 遥测 站 和一个 水情数
提 高水 情 数 据 传输 可 靠 性 的卫 星 通 信 编 码 策 略
熊 光 亚， 崔 利 祥， 李 震
（ 国 网 电力 科 学研 究 院 南 京 南 瑞 集 团公 司 ， 江苏 南京 ２ １ １ １ ０ ６ ）
摘要 ： 针 对 北 斗 卫 星 通 讯 点对 点确 认 方 式 延 时 过 大 导 致 遥 测 站 电 源功 耗 增 大 、 费用 高等 问题 ， 为 北 斗 卫 星通 信 组 网的 水 情 自动 测报 系统 ， 设 计 了一种 特 殊 的 数 据 编 码 方 法 和 通 信 时序 控 制 流 程 。利 用 北斗 指 挥 型终 端 包含 的通播功能 ， 在 一 条 北 斗 卫 星通 播 报 文 中 实 现 了 中心 站 对 系统 中所 有 遥 测 站 自报 数 据 的 确 认 ， 提 高 了 系统 数
１ 基 于 北 斗 卫 星 通 信 的 水情 自动 测 报 系统
北 斗卫 星 系统 最 初 是用 来 进 行 导 航 定 位 服 务 的 ，
管 中心对 数据 包进 行解 码 ， 识 别 出 目的地址 ， 并进 行计 费操 作 ， 然 后重 新组 包 ， 再 将 数 据 发 至 卫 星上 ， 由卫 星 发 送 给水 情 数 据 接 收 中心 站 。在 通 信 发 起 端 的北
第４ ５卷 第 ４期 ２ ０ １ ４年 ２月
文章编号 ： １ ０ ０ １ —４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４— ０ ０ ０ ９— ０ ３
人 民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖ０ ｌ ｜ ４ ５． Ｎｏ． ４ Ｆｅ ｂ ．． ２ Ｏｌ ４
也 有一 定 的数据 通 信功 能 。 由于北斗 卫星 数据 传输 延 时小 ， 相对 其它 卫 星系统 通信 费用 低 ， 已广 泛应 用 于水
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ２— ２ ３
斗 数 据报文 中 ， 必须 包含 报文 接收 方 的 目的地址 ， 只有
作者简 介 ： 熊光亚， 男， 高级 工 程 师 ， 主 要 研 究 方 向 为 水 利 水 电 自动 化 、 水 情 自动 测报 、 水 文 自动 化 。 Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｙ ａ ＠ｓ ｇ ｅ －
据接 收 中心站 组成 ， 其 网络 结构一 般 如 图 １所示 。
情遥 测数 据 。北 斗 卫 星 数 据 通信 机制 与 Ｇ Ｓ Ｍ 短 消 息 类似 ， 数 据传 输是 以短报 文突 发方式 进 行 的 ， 而不 能像
Ｐ Ｓ Ｔ Ｎ（ 公 众 电话 交换 网） 、 Ｖ Ｈ Ｆ （ 甚 高频 ） 信 道一 样建 立 长链 接 ， 另外 ， 水情 自动测报 系统 中应 用 的北 斗通 讯终 端 属 于 民用级 别 ， 发 送 数 据 的频 度 受 限 （ 最 小 频 度 一
据 传 输 的 可 靠性 ， 也 节 省 了通 信 费 用 。
关 键 词： 通 播 ；水 文 中心 站 ； 遥测站 ； 数 据 编 码 ；时序 ； 北斗卫 星
文 献 标 志 码 ：Ａ
中 图 法 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １
近 年来 ， 北 斗卫 星 通 信 在 水 情 自动测 报 领 域 的应 用 逐步增 加 ， 尤 其是 一 些 公 网 通 信条 件 较 差 偏 远 地 区
进行 点 对 点 通 信 ； ② 指 挥 型 终 端 ， 可 以 下 辖 最 多
的条 数 收取 的 ， 由于每 条 确 认 数 据都 是 一 条 单 独 的 报 文， 因此 当需要 确认 的遥 测 站点较 多 时 ， 中心站 采用 点
对 点方 式发送 确认 信息 会 导致通 信 费用 大幅增 加 。
ｐ ｒ ｉ ．ｓ ｇ ｃ ｃ ． ｃ ｏ ｍ． ｅ ｎ
１ ０
人 民 长 江
与 这个 目的地 址一 致 的北 斗 卫星终 端 才能接 收 到此报 文， 这就 是北 斗卫 星数据 通 信 的点 对 点方式 ， 这 种方式 要 求通 信 的两端都 要配 备北 斗卫 星终 端 。 北 斗 通 信终 端 有 两 种 类 型 ： ① 普通型终端 ， 只 能
站之 间 必须 有传 输 确认 机 制 ， 如果 遥 测 站 没 有 收 到 中
心站 确认 信 息 ， 需 要 重 新 传 输 数 据 。 当系 统 中这 些关
键站 点 较多 时 ， 中心 站 通过 北 斗卫 星 向这 些 站 点一 一
发送 确认 信 号不 仅延 时过 大 ， 通 信 费用增 加 ， 还会 间接
带来 遥测 站功 耗 增加 的 问题 。
图１ 水 情 自动 测 报 系统 北 斗 数 据 通 信 示 意
遥测 ， 再 由卫 星转 发 至北 斗地 面 网管 中心 ， 由地 面 网
般为 １ ｍ ｉ ｎ ） 。北 斗 的这 种 数 据 通 信 特 点 决 定 了在 水 情 自动 测 报系 统 中 ， 中心 站 无 法 像 支持 长 链 接 的通 信 信 道一 样 ， 在收 到遥 测站 自报 的数 据后 ， 立 即 向遥测 站 确认 发 送 信 息 。 而 在 一 些 大 中型 水 情 自动 测 报 系 统
的水 情 自动 测报 系 统 ， 北 斗 卫 星 被广 泛 用 来 传 输 雨 水
情 自动 测报 、 气 象 自动监测 、 海 洋监 测预警 等 实时信 息
遥 测 系统 中 。在 水情 自动 测 报 领 域 ， 应用 北 斗卫 星 运
营商提 供 的点对 点通 信进 行水情 遥 测数据 传输 是最 为 普遍 的一 种 方 式 … 。 采 用北 斗 卫 星 通 信 的水 情 自动 测报 系 统一般 由多个雨 水情 信息 遥测 站 和一个 水情数
提 高水 情 数 据 传输 可 靠 性 的卫 星 通 信 编 码 策 略
熊 光 亚， 崔 利 祥， 李 震
（ 国 网 电力 科 学研 究 院 南 京 南 瑞 集 团公 司 ， 江苏 南京 ２ １ １ １ ０ ６ ）
摘要 ： 针 对 北 斗 卫 星 通 讯 点对 点确 认 方 式 延 时 过 大 导 致 遥 测 站 电 源功 耗 增 大 、 费用 高等 问题 ， 为 北 斗 卫 星通 信 组 网的 水 情 自动 测报 系统 ， 设 计 了一种 特 殊 的 数 据 编 码 方 法 和 通 信 时序 控 制 流 程 。利 用 北斗 指 挥 型终 端 包含 的通播功能 ， 在 一 条 北 斗 卫 星通 播 报 文 中 实 现 了 中心 站 对 系统 中所 有 遥 测 站 自报 数 据 的 确 认 ， 提 高 了 系统 数
１ 基 于 北 斗 卫 星 通 信 的 水情 自动 测 报 系统
北 斗卫 星 系统 最 初 是用 来 进 行 导 航 定 位 服 务 的 ，
管 中心对 数据 包进 行解 码 ， 识 别 出 目的地址 ， 并进 行计 费操 作 ， 然 后重 新组 包 ， 再 将 数 据 发 至 卫 星上 ， 由卫 星 发 送 给水 情 数 据 接 收 中心 站 。在 通 信 发 起 端 的北
第４ ５卷 第 ４期 ２ ０ １ ４年 ２月
文章编号 ： １ ０ ０ １ —４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４— ０ ０ ０ ９— ０ ３
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Ｖ０ ｌ ｜ ４ ５． Ｎｏ． ４ Ｆｅ ｂ ．． ２ Ｏｌ ４
也 有一 定 的数据 通 信功 能 。 由于北斗 卫星 数据 传输 延 时小 ， 相对 其它 卫 星系统 通信 费用 低 ， 已广 泛应 用 于水
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ２— ２ ３
斗 数 据报文 中 ， 必须 包含 报文 接收 方 的 目的地址 ， 只有
作者简 介 ： 熊光亚， 男， 高级 工 程 师 ， 主 要 研 究 方 向 为 水 利 水 电 自动 化 、 水 情 自动 测报 、 水 文 自动 化 。 Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｙ ａ ＠ｓ ｇ ｅ －
据接 收 中心站 组成 ， 其 网络 结构一 般 如 图 １所示 。
情遥 测数 据 。北 斗 卫 星 数 据 通信 机制 与 Ｇ Ｓ Ｍ 短 消 息 类似 ， 数 据传 输是 以短报 文突 发方式 进 行 的 ， 而不 能像
Ｐ Ｓ Ｔ Ｎ（ 公 众 电话 交换 网） 、 Ｖ Ｈ Ｆ （ 甚 高频 ） 信 道一 样建 立 长链 接 ， 另外 ， 水情 自动测报 系统 中应 用 的北 斗通 讯终 端 属 于 民用级 别 ， 发 送 数 据 的频 度 受 限 （ 最 小 频 度 一
据 传 输 的 可 靠性 ， 也 节 省 了通 信 费 用 。
关 键 词： 通 播 ；水 文 中心 站 ； 遥测站 ； 数 据 编 码 ；时序 ； 北斗卫 星
文 献 标 志 码 ：Ａ
中 图 法 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １
近 年来 ， 北 斗卫 星 通 信 在 水 情 自动测 报 领 域 的应 用 逐步增 加 ， 尤 其是 一 些 公 网 通 信条 件 较 差 偏 远 地 区
进行 点 对 点 通 信 ； ② 指 挥 型 终 端 ， 可 以 下 辖 最 多
的条 数 收取 的 ， 由于每 条 确 认 数 据都 是 一 条 单 独 的 报 文， 因此 当需要 确认 的遥 测 站点较 多 时 ， 中心站 采用 点
对 点方 式发送 确认 信息 会 导致通 信 费用 大幅增 加 。
ｐ ｒ ｉ ．ｓ ｇ ｃ ｃ ． ｃ ｏ ｍ． ｅ ｎ
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与 这个 目的地 址一 致 的北 斗 卫星终 端 才能接 收 到此报 文， 这就 是北 斗卫 星数据 通 信 的点 对 点方式 ， 这 种方式 要 求通 信 的两端都 要配 备北 斗卫 星终 端 。 北 斗 通 信终 端 有 两 种 类 型 ： ① 普通型终端 ， 只 能
