一种船舶北斗导航天通卫星电话终端外壳结构的设计

97电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering临空飞艇是一种高空无人飞行平台，体积从几千立方米到几十万立方米不等，一般飞行在18km ～20km 高度的平流层弱风层[1]，由太阳能电池、可充电电池为系统提供循环能源，携带通信基站、光电吊舱、雷达侦察等任务载荷，综合利用大气环流、高空动力进行机动飞行，可较长时间在指定区域驻留，具备“站得高、看得远”、长航时、效费比高等优势，受到国内外的广泛关注，具有广泛的民用、军用价值。

典型临空飞艇的外形示意如图1所示。

临空飞艇主要由囊体结构、航电系统、动力推进、能源供给、压力调节等构成，航电系统实现飞艇飞行参数检测、飞行控制、空地数据传输、应急安控等，包括飞控计算机、导航定位、测控通信、安控装置等。

航电系统故障可能会导致飞行任务失败，给飞艇平台安全带来严重风险，本文提出了一种基于设备交叉冗余的航电系统设计方法，该系统具有较好的通用性、高任务可靠性，全系统无确保无薄弱环节，其原理简图如图2所示。

飞控计算机实时采集飞艇位置、航姿、速度、囊体差压等飞行参数和系统状态信息，根据当前飞行任务，进行控制律解算，对飞艇动力、风机/阀门实施控制，实现航线飞行或区域驻留飞行；维持飞艇囊体内外部压差处于安全区间。

正常/应急通信设备保证飞艇与地面的双向数据通信；应急安控是临空飞艇飞行试验安全重要保证[2]，必要时按程序实施飞艇自毁降落，确保不发生次生灾害。

1 空地通信空地通信包括正常通信和应急通信，用于将飞艇飞行参数、状态信息等实时传输到地面指控中心，将人工操纵指令上传至艇载飞控计算机，支撑飞艇远程飞行监控。

1.1 正常通信临空飞艇需长航时、大空域飞行，综合数据带宽、电磁环境等因素，空地正常通信设备采用L 频段自组网电台，具有无中心自组网、远距离、大带宽、低时延等优势，用于飞艇平台和任务载荷的数据传输。

技术研究7数字通信世界2019.021 引言我国是渔业大国，海洋渔业水域面积300多万平方千米，渔业船舶28.14万多艘，从事渔业生产的渔民有1000多万人。

海洋渔业特点决定了海洋渔业生产是高风险、高危事故高发的行业。

目前，大部分海员出于海面无信号覆盖、个人卫星通信费用昂贵、无法自由使用船载公用卫星通信设备等原因，缺乏合适的通信渠道与家人和朋友保持联系，可以说，通信是绝大多数航海及相关行业从业人员都面临的重要难题之一。

北斗卫星导航系统是我国自行建立、具有自主知识产权的卫星导航定位系统，具有定位、双向短报文通信和授时等功能。

目前，北斗短报文通信功能在保障通信和应急通信领域得到了广泛的应用。

北斗系统的信号范围已覆盖整个亚太地区，根据国家北斗系统建设战略，2020年北斗系统信号将覆盖全球，具备全球短报文能力。

从现有文献上看，文献[1]采用了北斗二代定位及无线通信相结合的方式，设计了一种落水人员报警终端，但是无线通信距离受限；文献[2]采用了北斗短报文功能实现了落水终端的设计，由于完全采用北斗一代定位与通信，定位精度不高，在终端低功耗设计方面也没有涉及。

为有效地保障渔民生命财产安全和渔民的利救生终端主要由外壳、天线、主控板、电池、落水检测线等组成，其中，主控板包括LNA 单元、RDSS 射频收/发单元、RDSS 基带处理单元、RNSS 定位单元、MCU 控制单元、电源管理单元等，如图1所示。

天线和主控板组成主要定位功能的定位系统，将作业人员的定位数据反馈给救援中心。

同时主控板和落水检测线组成落水报警系统，一旦作业人员掉入水中，终端会被启动并进入SOS 位置上报求救模式。

终端启动后在120秒内将报警信息发送给救援中心。

图1 系统组成框图1.1 工作原理救生终端在人员突遇险情时，可在人员落水后由落水检测线触点通过海水的导电作用启动终端进入SOS 工作模式或者人员手动按压SOS 键启动SOS 工作模式。

当救生终端进入SOS 后进入自检，同时进行RNSS 本地位置定位，当RNSS 定位成功后，RDSS 会将定位结果及人员信息指示灯相关信息发往救援中心，并按照预设的程序进行不间断的位置和求救信息上报。

第20期2023年10月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.20October,2023作者简介:李宏豆(1989 ),男,河北石家庄人,工程师,本科;研究方向:卫星通信㊂基于北斗卫星通信系统的船载终端串口通信李宏豆,杜美净,崔冬睿(河北神舟卫星通信股份有限公司,河北石家庄050200)摘要:北斗船载终端可提供船舶定位报告㊁北斗短报文通信㊁应急报警㊁船舶沉没预警等多种功能㊂该系统可以在落入水中后准确地控制释放深度,可以对船只进行导航和定位,可以通过该系统对船只进行定时报告,从而达到对船只的位置进行预警的目的㊂装备了北斗卫星的船只,不但能够增强船只与岸边之间信息交流的实时性与客观性,为船只的航行管理提供有力的技术支持,还能够在恶劣的天气㊁复杂的航道条件下,对船只的位置进行实时监控,从而获得准确的航行信息㊂文章主要研究了船载终端系统的主要功能,串口通信的关键技术以及相关的数据处理,从而提高系统的定位精度,并克服了没有基站的问题,提高了系统的可靠性,扩大了信号的覆盖范围㊂关键词:北斗卫星通信系统;船载终端;串口通信中图分类号:TN927㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀北斗卫星系统是我国自主研发的一种自主导航系统,它拥有自己的自主知识产权,不受任何国家的影响,可以实现全球巡逻的卫星系统㊂北斗卫星系统的功能很多,不仅可以免费提供卫星定位,还可以免费提供开放服务,对我国的海事事业作出了重大贡献㊂航标系统就是从这里诞生的,它也因此成了海上交通安全保障体系的重要组成部分㊂在海上航行时,若能见度很低时,航标体系会通过不停地闪烁灯光㊁改变灯色等行为,来提醒附近的船只,避免发生危险㊂综上所述,对航标进行有效的监控和精准管理,不仅可以让航标变得更加准确,还可以保证航船在行驶过程中的安全㊂1㊀北斗卫星通信系统船载终端1.1㊀船载终端系统简介㊀㊀北斗卫星通信船载终端是将中国卫通的 中寰无限 平台作为基础,整合了北斗卫星㊁世广卫星㊁GPS 等多项资源,实现了对车辆㊁船舶等移动对象的监控㊁指挥㊁防盗㊁导航等多项功能[1]㊂该系统可以接收来自渔业管理机构的气象㊁海洋情况和灾害预报;可以为渔船提供精确定位和相关状态;可以记录渔船的航行轨迹及发生的各种情况;还可以配置油量传感器,检测油箱油量,并上报可续航船里程㊂该系统完成了北斗卫星的短报文通信,可以对海洋渔业资源和渔船进行高效安全的生产管理,可以对渔船的位置进行精确定位与实时监控,还可以对各类信息进行快速查询并以图形化的方式将其分布情况呈现出来㊂北斗卫星的通信模块是由北斗卫星的功率放大芯片㊁功能芯片㊁射频发送芯片㊁无线定位系统等组成,具有体积小㊁节能减耗㊁精度高等特点,能够满足人们对精确定位和通信信息精准传递的需要㊂在海上航行时,北斗卫星系统能够将航标附近的信息及时地发送出去,且精度很高㊂系统能将航标信息与周边的海域特征㊁天气状况相结合,并将这些信息通过电缆准确地传送给航标终端㊂综合了这些有用的信息,航标灯的管理人员能够及时观察到航标灯周围信息的变化,做出相应的警告,保证船只的安全航行[2]㊂1.2㊀船载终端系统组成㊀㊀船载终端是 北斗-中寰无限 平台的核心部件,将北斗㊁世广㊁GPS 三大核心技术融合在一起㊂在与岸上监测中心进行通信的同时,船载终端将文本和CPS 的位置信息传输到北斗,再将其传输到地面接收站,最后通过互联网将其传输到用户手中㊂数据下行经世广卫星,岸上监测中心把文本信息传送到卫星地面接收站,再把文本信息传送到世广卫星,最终把世广卫星传送到船舶上的终端㊂通过分析,可以得出舰载终端与监控中心以及其他舰载终端间的通信信息定义㊂所述船舶上的终端可以向所述监测中心发出指令,以查询其他船舶上卫星终端的经纬度;也可以向监控室或其他船只的终端发送短信息㊂舰载卫星终端机接收监测中心发出的指令,并将经纬度等信息传送到监测中心㊂1.3㊀船载终端主要功能㊀㊀(1)定位功能:在接收到位置信息后,将位置㊁时间㊁速度㊁方向㊁精度㊁GPS 可利用的卫星数目等信息输出到串接口,向其他终端提供定位信息㊂(2)通讯功能:通过SMS 与监控室进行通信,一次发送不多于120个汉字的信息㊂(3)报警功能:可以将本地位置㊁救援方法等信息的内容发送到主站㊁其他终端㊁监控中心㊂(4)区域报警:监控中心可以为终端划分1个或多个报警区域(以经纬度为基准)㊂在终端进入这个区域之后,会发出声光报警㊂(5)控制命令:接收指挥中心的命令,执行相应的命令,如开启或关闭监听㊁开启或者关闭警报㊁熄火㊁左右转向等㊂(6)终端机位置报告:终端机可以按照监控室发出的报告次数(5s 255d)来报告自己的位置,让监控室对终端机进行监视㊂(7)状况报告:终端可以在进出指定位置时,将指示发送给监测中心㊂(8)信源保密功能:该功能采用CDMA扩频方式,每个用户根据这个多项式生成唯一的扩频码,终端根据扩频码把数据传送到卫星㊂下行链路的信息则是一种被主站加密过的密码㊂当终端收到后,会将SIM卡发送过去,然后对其进行解密㊂这种 端到端 的安全体系能够相互配合,确保信息的保密性㊂2㊀北斗卫星的串口通信关键技术2.1㊀串口通信系统概述㊀㊀北斗船载终端是一种由主机与浮力解除机构构成的系统,其在落入水中时,需具备自动浮起与解除的能力㊂静水压力释放器的形式有很多种,最主要的表现就是在释放执行机构上有很大的不同㊂其工作原理是利用水压力让内部的膜片产生变形,从而引发内部的释放执行机构动作㊂以静水压力释放器为例,它的内部机械结构核心组件由膜片㊁卡扣㊁弹簧和锁定柱等组成[3]㊂在正常的情况下,带有固定孔隙的锁定柱在弹簧弹力的作用下,被卡扣牢固地固定在释放器的腔体内部㊂当水流进释放器内部的腔室以后,在水的压力作用下,内部膜片会发生一定的变形㊂当这种变形力大于弹簧的弹力之后,就会使弹簧被压缩㊂当弹簧被压缩到一定的程度以后,会导致固定锁定柱的卡扣脱落,锁定柱会从释放器腔体的内部脱落,从而实现释放功能㊂2.2㊀串口通信系统的框架结构㊀㊀北斗船载终端同时具有北斗定位㊁短报文通信等多项功能,其安装与使用对设备的位置要求很高,故应尽量将其设置在船舶较高的位置(台风时更易遭受强风的影响),以便在船舶发生危险或下沉时,其主机能够迅速脱离固定基座,浮出水面以示位置预警㊂当将常规的静液压释放器用作装置的主机与固定基座的连接机构时,一方面,静液压释放器的单体体积比较大;另一方面,需要考虑与释放器本身结构相适应的释放方式㊂因此,装置的整体结构设计受到了很大的限制㊂由于释放器内的锁紧螺栓是依靠膜片㊁卡扣以及弹簧之间的力来将其紧紧地固定在空腔内部,锁紧螺栓之间有可以移动的空隙,无法进行可靠的锁紧,这就造成了装置主机与固定基座之间留存的空隙很大,如果安装在震动比较大的环境之中,就可能会有掉下来的危险㊂对于设备主机或固定底座一方的结构件,要用锁紧螺栓配合锁紧螺栓上面的固定孔隙来固定㊂在落水释放时,为了让设备主机与固定底座能够迅速㊁彻底地脱离,通常都会在二者之间设置一根具有一定弹性的不锈钢弹簧㊂在组装整个设备时,要靠着外力对弹簧进行适当的压缩,这样才能让插头正好可以通过锁定柱上的固定孔,而锁定柱是可以旋转的,所以组装起来既烦琐又耗时㊂3㊀北斗卫星通信系统的信息工作3.1㊀通信系统的数据监测㊀㊀北斗数据监测中心是北斗卫星通信系统的重要组成部分㊂通过利用数据监控中心,系统能够对当前的数据信息进行实时的了解,并进行预报预警,在它的内部除了有卫星指挥型终端,还包含了数据应用服务器和水情数据库等㊂数据监控中心负责对相关的数据进行管理分析,还要确保系统的各项功能可以正常运行㊂北斗监控中心的终端会根据收集到的相关数据进行分析运算,从而判断出使用者的所在地点;再将与之相关的信息,发送到使用者的手中㊂卫星接收终端兼收性好㊁容纳性强能够同时接收500多个下一等级用户的信息㊂除此以外,还能和全球定位系统连接,能够对用户的具体位置进行准确的定位㊂另外,卫星的接收终端还有一个通播的功能,在系统将相关的数据信息发送给用户时,其通信传送的基本方式类似于广播,即可以通过系统,将数据信息同时传送给下属的终端㊂基于 中寰无限 信息平台的通信理论,监测中心的信息经互联网传输到卫星地面接收站,再由后者传输到北斗卫星通信系统㊂在此过程中,因为网络的原因,可能会出现丢包等错误,所以串口通信软件必须识别出文本信息的正确性㊂在经过较为复杂的航行线路时,当信号问题积累到一定程度时,就会造成进一步的定位误差,这种情况下往往会造成系统接收不到正确的定位信息,导致下一阶段的航行出现偏差㊂所以,在程序中要增加判断语句,剔除无效的数据,将有效的数据进行下一步㊂3.2㊀通信系统的数据处理㊀㊀同时,在此基础上,通过在系统中设置数据处理单元,实现对各类数据的集中处理,从而实现对海量数据的高效处理㊂其次,为了保证监控中心与各数据服务器间的信息互通,本文提出了一种新的解决方案㊂在北斗卫星通信监测中心,用于接收相关信息和数据的服务器,主要有2个通道:一个是因特网,另一个是卫星㊂两者的作用也是天差地别㊂利用互联网可以更快速㊁稳定地传递有关数据信息,以网络IP协议为基础,与北斗卫星通信网络相结合,使其在接收数据时更加方便㊁高效;而通过卫星将资料和资料传送给伺服器,则是通过卫星通信协定来接收资料[4]㊂为了保证系统在任何时候都能稳定的工作,需要一个数据库作为支撑㊂所以,在对水情进行测报和监测的时候,需要基于监控中心来构建与之对应的水情数据库,这既有利于大数据的检索和利用,也能极大地提高对有关数据的存储和备份的效率㊂4㊀北斗卫星导航终端发展趋势4.1㊀芯片化㊀㊀目前,我国已在多模式㊁多频段等多个方面取得了重大突破,但其核心技术尚不完善㊂从芯片的观点出发,北斗卫星导航终端应该具备如下特点: (1)具有可以进行快速导航定位㊁信号处理㊁数据通信以及人机互动的高性能和高度集成化的导航信号处理器;(2)具备高精度全球导航卫星系统(GNSS)定位技术,可为卫星提供高精度的空间位置信息;(3)具有智能化处理功能,采用先进的基带与RF处理算法,能够满足各种应用场合的需求,进行快速㊁动态的定位与导航;(4)提供了支持多个通信协议㊁多个应用程序函数的丰富界面㊂4.2㊀标准化㊀㊀我国在北斗卫星导航终端的发展过程中,已经逐渐建立起了北斗卫星导航终端的标准体系,这也是我国自主研发的北斗卫星导航终端设备可以持续取得成功,并在全球市场中占有更高市场份额的重要保证㊂从当前北斗卫星导航终端产品的使用现状来看,要想推动其使用,推动该行业的发展,需要重点做好如下工作:(1)研究并完善与之配套的北斗卫星定位系统的技术标准㊂目前,国家已建立了一套从设计㊁制造到检测验收的北斗终端技术标准㊂然而,在建立并健全技术标准体系的过程中,还应根据不同的应用领域,在不同的时间阶段展开相应的研发工作,并与国内外的技术发展趋势以及用户的使用需求相结合,逐渐构建一个功能丰富㊁性能稳定㊁兼容性好㊁成本低的北斗卫星导航终端标准化体系㊂(2)逐步构建北斗卫星定位系统的测试系统㊂目前,国内已有一套针对北斗卫星导航终端的测试系统,但测试手段相对单一,对其产品质量造成了一定的影响㊂为此,有必要根据不同的应用要求,对其进行有效的检测㊂(3)支持我国自主研发的北斗卫星定位系统设备,积极地参加相关国际标准的制订㊂在国际标准组织制定相关规则的过程中,我国应企业充分发挥自身在技术㊁生产和市场等方面的优势,积极参加标准组织所进行的系列工作㊂在参与国际标准化活动中,提升我国北斗卫星导航终端设备的知名度和美誉度,逐渐扩大我国北斗卫星导航终端产品在国际市场中的影响力㊂5　结语㊀㊀总体来看,中国北斗已有20多年的历史,已形成了一条完整的产业链㊂中国北斗将在今后的工作中,不断加强该系统的建设与应用㊂随着我国北斗技术的发展,中国北斗在GNSS领域的地位也将越来越重要㊂通过该方法开发的软件,能够使航行中的船只很好地掌握本船所处准确的地理位置㊂通过这一数据航行中的船只能够及时地判断出其他船只的地理位置,这对于避碰㊁避险有很大的帮助㊂通过本系统实现了与监测中心的对接,为各船公司之间的信息交换提供了一个重要的通道㊂交通管理部门可以通过船载终端软件,将陆地监控中心收到的数据内容转发到执法艇,从而让这艘执法艇具备陆地监控中心的功能,在船上看到所有航行船舶的位置信息,方便在内河航行时进行及时的调度㊂在其他船只遇到危险或需要救援的时,可以将最近的船只安置在附近,实施救援㊂参考文献[1]黎俊明.北斗卫星导航终端的发展分析[J].信息通信,2018(3):96-97.[2]高强.北斗卫星导航终端的发展分析[J].现代导航,2017(4):239-242.[3]雷创,王党卫.卫星导航芯片技术发展趋势分析[J].现代导航,2012(3):160-164.[4]陈龙.探究北斗卫星通信技术在航标遥测遥控系统中的应用[J].珠江水运,2020(16):18-19.(编辑㊀姚㊀鑫)Shipborne terminal serial communication based on Beidou satellite communication systemLi Hongdou Du Meijing Cui DongruiHebei Shenzhou Satellite Communication Co. Ltd. Shijiazhuang050200 ChinaAbstract Beidou shipboard terminal can provide ship positioning report Beidou short message communication emergency alarm ship sinking warning and other functions.The system can accurately control the release depth after falling into the water in general the ship can be navigated and positioned the ship can be reported regularly through the system when the ship is in danger or submerged the system can also be in danger or submerged in the case of automatic release so as to achieve the purpose of early warning of the ship s position.Ships equipped with Beidou satellites can not only enhance the real-time and objective information exchange between ships and the shore and provide strong technical support for the navigation management of ships but also monitor the position of ships in real time under bad weather and complex channel conditions so as to obtain accurate navigation information so as to effectively avoid reefs and shoals enhanced the navigation safety of ships.Key words Beidou satellite communication system shipborne terminal serial communication。

收稿日期：2017－12－06摘要：船载“动中通”天线是海上卫星通信必不可少的设备。

我国海域广阔，为了不在海上卫星通信行业落后于他国，对船载“动中通”天线的研究显得尤为重要。

通过运用有限元分析软件，对“动中通”天线的主要结构部分进行了有限元分析，最终设计出了全新船载“动中通”天线。

该天线具有三轴联动，可以保证天线在船上时随时随地自动对准卫星，确保海上通信的连续性与可靠性。

关键词：“动中通”天线；有限元；结构设计中图分类号：TN82文献标识码：B文章编号：1009－9492(2018)05－0081－03Structure Design for “Satellite Communication in Motion ”ofShipboard Antenna Based on WorkbenchSU Wei ，ZHAO Dong ，LI Bo ，LIU Gao-lu（The 39th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ，Xi'an 710065，China ）Abstract:The “satellite communication in motion ”of Shipboard Antenna is an indispensable equipment for maritime satellitecommunication.The sea area of our country is vast.In order to not fall behind other countries in the maritime satellite communication industry,the research on the “satellite communication in motion ”of shipboard antenna is particularly important.This paper discusses the main structure of shipboard antenna by using the finite element analysis software,and final design out of a new “satellite communication in motion ”of shipboard antenna.It has three axes.It can ensure the communication between the antenna and satellite no matter when and where possible on the sea,to make sure the continuity and reliability of maritime communication.Key words:“satellite communication in motion ”of shipboard antenna ；finite element ；structure design基于Workbench 的船载“动中通”天线结构的设计苏伟，赵栋，李博，刘高露(中国电子科技集团公司第三十九研究所，陕西西安710065)DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2018.05.0250引言1972年，我国首次开始应用卫星通信业务。

海运公司船舶设备采购清单一、导航与通信设备1、卫星导航系统GPS 接收机：用于精确获取船舶的位置信息，是船舶导航的核心设备之一。

北斗导航终端：作为补充和备份，提高导航的可靠性。

2、雷达系统船用雷达：能够探测周围的船只、障碍物和陆地，帮助船员在恶劣天气和夜间保持良好的态势感知。

3、电子海图显示与信息系统（ECDIS）大屏幕显示器：清晰展示电子海图和相关导航信息。

海图数据更新服务：确保海图的准确性和及时性。

4、甚高频（VHF）通信设备手持 VHF 对讲机：便于船员在船上不同位置进行通信。

固定安装的 VHF 电台：实现与其他船只和海岸电台的通信。

5、卫星通信设备卫星电话：在远离陆地的区域保持与外界的通信联系。

卫星数据终端：用于传输船舶运营数据和接收重要信息。

二、动力与推进系统设备1、主机及配件船舶主机：根据船舶的大小和用途选择合适功率的内燃机或蒸汽机。

燃油喷射系统：保证燃油的高效燃烧。

冷却系统组件：如水泵、散热器等，维持主机的正常工作温度。

2、推进器螺旋桨：根据船舶的设计和动力需求选择合适的尺寸和类型。

轴系和轴承：确保动力的平稳传输。

3、发电机及电力系统设备主发电机：为船舶提供电力，满足各种设备的用电需求。

配电板：合理分配电力，保障各系统的稳定供电。

4、燃油储存与供应系统燃油储罐：具有足够的容量和安全防护措施。

燃油输送泵：将燃油从储罐输送到主机和发电机。

三、安全与救生设备1、救生艇与救生筏全封闭救生艇：具备足够的承载能力和生存装备。

充气式救生筏：易于存放和快速部署。

2、个人救生设备救生衣：为每位船员配备合适尺码的救生衣。

救生圈：分布在船舶的不同位置。

3、灭火设备手提式灭火器：针对不同类型的火灾配备相应的灭火器。

固定灭火系统：如二氧化碳灭火系统、泡沫灭火系统等。

4、烟雾探测器与火灾报警系统灵敏的烟雾探测器：及时发现火灾隐患。

声光报警装置：确保船员能够迅速得知火灾发生。

四、船舶操纵设备1、舵机系统舵机：控制船舶的转向。

北斗三号终端设备在西藏高寒、高海拔地区的应用文| 李刚 杨双深圳市远东华强导航定位有限公司摘要：西藏自治区边境线绵长，而边境线地区人口稀少、经济欠发达。

同时西藏国家级及自治区级自然保护区数量众多，面积辽阔，目前的信息化水平给监管保护带来一定困难。

西藏地广人稀，地质灾害频发，公网通信基础设施建设相对滞后，严重影响西藏地区社会经济发展。

本文根据西藏自治区独特的地理位置、气候条件、环境特征、资源现状，解决已有的救援设备与方法价格昂贵、操作复杂、环境要求苛刻的问题，研究了性能可靠、操作简单、价格合理、能适应各种复杂环境的北斗三号系列终端产品，为西藏边民和巡检人员提供精准定位和紧急救援服务。

最后对北斗三号终端设备在高寒、高海拔地区的应用前景进行了展望。

关键词：北斗三号卫星导航；一卡双模技术；数据压缩处理技术；应用一、引言高寒地区是指常年低温、冻土常年不化的地区。

高寒地区通常还伴随着高海拔或高纬度，地形复杂、气候恶劣且变化无常，主要特点是气温低且持续时间长。

冬季最低气温可达-40℃，昼夜温差较大。

高海拔地区，还存在空气密度低、日照时间长、紫外线辐射强烈、气候干燥等环境特点。

在西藏高寒高海拔等复杂环境下，大范围采用传统的方式开展巡检工作需要大量的人力、物力、财力。

目前随着北斗技术的成熟，北斗系统已广泛应用于边境巡检、地质灾害监测、减灾救灾等方面，并取得了显著成效。

北斗系统作为国家重要基础设施，在我国经济社会发展和国防建设中都发挥着重要作用，也是推动我国信息化建设的重要力量。

2020年北斗卫星导航系统全面建设完成，向全球提供服务。

北斗卫星导航系统自主可控，稳定可靠，覆盖范围大，无通信盲区，架设与维护简单，特别适合大范围监控管理和数据采集传输等应用。

西藏高寒高海拔地区人员巡检或地质灾害监测运用北斗卫星导航系统，有很高的安全度和可靠性，而且可以对其他地区进行推广，推动北斗在各行各业的大规模化应用。

本文以西藏为例，阐述北斗三号终端设备在高寒、高海拔地区的应用。

引言：我国土地辽阔、人口众多，灾害事故多发。

近年来，经济快速发展，综合国力明显增强，特大城市、中心城市发展速度明显加快，影响公共安全的突发事件逐渐增多，致灾因素大量增加。

特别中西部省份地理环境复杂，地域区域灾害特征比较明显。

应急救援工作在当前的发展形势下显得异常重要。

车辆监控系统用来提高车辆的快捷性和安全性受到了广泛应用。

目前，安装在车辆上的车载终端通过GNSS 技术获取车辆的位置等信息，然后采用2G/3G/4G/5G 等地面无线通信网络将车辆的位置等信息发送到监控中心的服务器上[1][2]。

该类车载终端有一定的局限性，类似四川的汶川和雅安地震造成电力设备损坏，导致供电一度中断，2G/3G/4G/5G 等无线地面网络瘫痪，该类车载终端在灾后就不能正常使用[3][4]。

本文提出一种基于天通、北斗双模卫星通信的应急车载终端，可以在不依赖无线地面网络情况下，通过北斗卫星通信RDSS 的方式将车辆位置等信息发送到监控中心的服务器上，同时依赖天通卫星通信保证终端通话、短信、数据等业务功能[5][6]。

一、系统设计基于天通、北斗的车辆监控调度系统以北斗卫星导航系统、天通1号系统为支撑，对注册车辆应急执勤作业提供全天候监控管理[7]。

其中，车载终端通过GNSS 卫星定位系统获取车辆的位置等信息，然后通过北斗短报文将车辆实时信息回传到监控中心的北斗指挥机上；车载终端可以提供天通语音通话业务，同时还可以收发天通短信，保证在地面网络瘫痪的情况下，双模卫星依然能够提供有效的通信服务。

该基于天通、北斗双模卫星通信的应急车载终端设计与实现□李听听 刘铭 陈刘伟 中国电子科技集团公司第七研究所【摘要】 我国幅员辽阔，灾害事故频发，对应急通讯技术有很高的要求。

本文研制基于天通、北斗卫星通信的应急车载终端，提出北斗单次通信电文长度利用率可达到91.72%的多点传输协议，同时是详细描述了硬件、软件设计思路，摆脱了目前车载终端通讯过度依赖地面无线网络的痛点。

图1船载监管终端船载监管终端硬件设计船载监管终端硬件部分如图2所示，主要包括电源管理模模块、防拆模块、天线模块、蓝牙模块、RNSS报警模块。

图2船载监管终端硬件框图电源管理模块集成了太阳能充电电路，锂电池充放电电路、DC/AC电路。

终端首先通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，然后通过充电电路对锂电池进行充电，锂电池再对主电路进行供电。

RSMC模块集成了射频芯片、基带芯片、PA电路以及LNA电路，外接SIM卡和无源天线即可实现短报文通信、定位和位置报告功能，RSMC服务通过北斗三号标称空间星座中GEO卫星的L频段和S频段信号提供。

RSMC模块发射信号在L频段的Lf1（1614.26MHz）、Lf2（1618.34MHz），采用直接序列扩频（DSSS）、BPSK调制。

模块接收信号在S频段483.5～2500MHz，包括导频支路S2C_p和电文支路S2C_d 均采用DSSS、BPSK调制，RSMC模块框图如图3所示。

图3RSMC模块框图防拆模块集成了干簧管控制电路，在遭到非法拆卸时可以将终端断电。

天线模块用于与卫星信号的对接，实现卫星信号的接收和发射，本文采用陶瓷天线，该天线的优点是成本低、体积较小。

蓝牙模块是整个设备的核心控制单元，考虑到渔船在外作业时间较长，且小型“三无”船舶设备配备不充分，因此低功耗设计对保证整个系统的正常运行至关重要。

休眠模式下功耗达模块输出的GGA定位语句得到终端的位置信息，通过电量采集模块得到供电系统的电量信息后，将这些信息数据帧上报给信息服务平台。

数据协议处理模块：终端嵌入式软件对RNSS输出定位语句进行解析得到终端的定位信息，将定位信息数据转交给终端位置及状态RSMC定时上报模块。

低功耗蓝牙数据处理模块：终端嵌入式软件程序得到上位出，若定时器溢出，则接收RSMC输出的定位信息、电量和检测终端拆卸信号并将其组帧打包，最后再将打包的帧数据包通过RSMC发送至服务平台。

图5嵌入式软件流程框图图4嵌入式软件框图图6户外测试场景表1户外测试结果图7为微波暗室测试场景，将船载监管终端接入暗室测试系统，测试项目为：RSMC失锁重捕时间、首次捕获时间。

北斗通信终端软件的设计与实现柯秋立;苏凯雄【摘要】为了对北斗卫星无线电测定业务(Radio Determination Satellite Service,RDSS)报文与卫星无线电导航业务(Radio Navigation Satellite Service,RNSS)报文的控制实现功能集成,设计一种针对北斗用户终端模块的软件系统.基于前后台分离的设计思想来构架该软件,即后台线程负责使用串口与用户终端模块通信,包括对RDSS/RNSS数据的接收解析和对RDSS数据的封装发送;前台用户界面完成数据的可视化,并实现灵活的人机交互.前后台线程之间采用并发技术实现通信数据的快速处理.%In order to integrate the Radio Determination Satellite Service (RDSS) message controller function and the Radio Navigation Satellite Service (RNSS) message controller function, a software system based on the Beidou user terminal module is designed in this paper.The software is based on the design idea of the front and back system separation.The background thread is in charge of the communication between the serial port and the user terminal, including reception and unpacking the RDSS/RNSS package or packing and sending the RDSS data in turn.The foreground user interface is responsible for data visualization and realizes the flexible human-computer interaction.The concurrent technology is adopted in this system to realize communication data processed rapidly between the front thread and the back thread.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)010【总页数】4页(P15-17,22)【关键词】RDSS;RNSS;集成;控制【作者】柯秋立;苏凯雄【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福建福州 350002;福州大学物理与信息工程学院,福建福州 350002【正文语种】中文【中图分类】TN927+.2北斗卫星导航系统作为后起之秀，相关应用等待挖掘，具有很大的市场潜力。

基于北斗的渔船通信与位置服务系统建设与应用文| 郭磊 杨双 朱少波深圳市远东华强导航定位有限公司图1 基于北斗的渔船通信与位置服务系统组成图352024年第4支撑平台分系统主要是为系统提供基础能力支撑，包括北斗短报文卫星通信服务、数据处理服务，能够满足系统运行与管理的需要。

应用软件分系统主要是提供渔船通信、监控与业务管理的操作界面，能够满足最终用户与监管用户的使用要求，主要功能有北斗通信、船舶管理、船队管理和统计分析等。

渔船北斗多模一体化终端可以将采集的船舶状态数据通过北斗短报文发送到支撑平台分系统，由支撑平台分系统进行解析存储后供上层业务系统用户使用。

VDES船载/岸基终端通过集成北斗RD模块，可以实现在近海区域船舶状态数据通过VHF直接传输到平台分系统，同时具备船舶避碰、海事监管、AIS/ASM/VDES通信功能，在远海区域，通过北斗短报文发送到支撑平台分系统，由支撑平台分系统进行解析存储后供上层业务系统用户使用。

2．北斗渔船通信与位置服务支撑平台分系统北斗渔船通信与位置服务支撑平台分系统主要包含卫星通信模块、数据处理模块和管理模块。

卫星通信模块具备指挥机集群管理、同北斗三号民用RDSS平台通信、北斗协议解析、数据发送、数据消费和北斗协议编码等功能。

数据处理模块主要是消费指挥机通信模块、北斗短报文通信模块接收的北斗短报文信息，这些信息保存在消息队列中，信息类型主要是位置数据和通信数据，其中通信数据包含文字、语音和图片，本系统的主要功能是将位置数据和通信数据完成持久化，即存储到数据库和磁盘中，同时对相关数据进行数据规范化处理，并推送到上层消息队列，以供上层业务消费和处理。

管理模块主要为满足系统管理需要，支持北斗卡的添加绑定等操作，支持对用户账号的分配、权限设置、启用停用等操作。

业务管理主要是满足对用户账号和北斗卡的管理。

位置服务功能主要是对系统所有北斗终端的位置提供查询服务，可以查看终端的实时位置和历史轨迹。

一种船舶北斗导航天通卫星电话终端外壳结构的设计目前，船舶北斗导航天通卫星电话终端已经在船舶上广泛应用，成为联系海上船员与陆地人员沟通的重要设备。

为了保护终端设备不受外界环境的影响并延长其寿命，设计一个合适的外壳结构是必要的。

本文将详细介绍一种船舶北斗导航天通卫星电话终端外壳结构的设计。

一、外壳材料的选择船舶北斗导航天通卫星电话终端经常处于恶劣的海上环境中，外壳需要具备防水、防尘、防震的功能。

在材料选择上，可以考虑采用工程塑料或者复合材料，这些材料具备耐腐蚀、抗冲击、防水防尘的特点，能够满足终端设备的使用要求。

二、外壳结构设计1. 外壳整体结构：外壳可分为顶部、底部和四个侧面，将终端设备封装在其中。

外壳应具备一定的防水性能，因此在接缝处可采用橡胶密封条，确保终端设备不受水分侵入。

2. 散热设计：北斗导航天通卫星电话终端在工作过程中会产生热量，因此外壳设计应考虑散热问题。

可以在外壳的背面和顶部设计散热孔，增加自然散热面积，同时配备风扇，促进空气流通，保持内部温度适宜。

3. 操作按钮设计：外壳上应设有相应的操作按钮，方便用户对终端设备进行控制。

操作按钮应具备防水性能，可采用防水按钮，以防止水分侵入影响设备正常工作。

4. 屏幕设计：外壳上应设置适当大小的显示屏幕，用于显示终端设备所传输的信息。

屏幕后面可以设计透明或半透明材料，便于用户在户外环境中更清晰地观察屏幕内容。

5. 固定设计：外壳底部可设计有固定螺丝孔或吸盘，方便将终端设备固定在船舶的工作平台上，以避免在船舶摇晃时设备掉落造成损坏。

6. 防护设计：为了保护终端设备不受意外冲击或者其它危险因素的损害，外壳应具备一定的防护能力。

可以在外壳周围增加防震橡胶垫或者减震波纹设计，以吸收冲击力，保护设备内部元器件的完整性。

三、外壳加工制造工艺根据外壳结构设计，可以采用注塑加工工艺进行制造。

首先制作外壳的模具，然后将选定的材料熔化注入模具中，经过冷却凝固即可获得外壳。

北斗卫星导航系统导航型终端通用规范（预）2014.08.141 范围本标准规定了北斗卫星导航系统导航型终端（以下简称为导航型终端）的技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容。

本标准适用于地面和船舶使用导航型终端的研制和生产，也是制定产品规范和检验产品质量的依据。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

•GB/T 191—2008 包装储运图示标志•GB/T 2828.1—2003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划•GB 4208—2008 外壳防护等级(IP代码)•GB/T 4857.5—1992 包装运输包装件跌落试验方法•GB/T 5080.1—1986 设备可靠性试验总要求•GB/T 5080.7—1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案•GB/T 5296.1—1997 消费品使用说明总则•GB/T 12267—1990 船用导航设备通用要求和试验方法•GB/T 12858—1991 地面无线电导航设备环境要求和试验方法•GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件•GB 15842—1995 移动通信设备安全要求和试验方法•GB/T 17626.3—2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验3 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义北斗卫星导航系统用户终端通用技术要求确立的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1 首次定位时间 time to first fixTTFF 用户终端从开机到第一次解算出位置结果所需时间。

通常包括用户终端初始化时间、测量时间、星历接受时间和定位解算时间。

3.1.2 重捕时间 re-acquisition time卫星信号重捕时间，是指接收设备在信号满足灵敏度要求的条件下，短时间（30 s内）失锁后重新捕获卫星信号并获得满足精度要求的位置信息所需的时间。

何时能打卫星电话？
张日
【期刊名称】《金融科技时代》
【年(卷),期】1999(000)008
【摘要】“铱星”系统已经率先在世界范围内开展卫星移动通信业务;今年第三季度,“全球星”系统也将投放市场,在2000年前后,APMT、ICO 等卫星通信
【总页数】1页(P60-60)
【作者】张日
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
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5.一种船舶北斗导航天通卫星电话终端外壳结构的设计 [J], 陈丽坤; 苏秀松
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