北斗短报文的由来与使用(北斗短报文通信原理)

卫星通信与导航大作业（二）题目：北斗系统关键技术及应用班级：021212学号：02121128姓名：文威威目录目录 (I)第一章北斗系统概述 (1)第一节北斗系统工作原理 (1)第二节北斗系统组成 (1)第三节北斗系统功能 (2)第二章北斗系统授时技术及应用 (3)第一节北斗系统授时原理 (3)第二节北斗系统授时应用 (3)第二章北斗系统导航定位技术及应用 (5)第一节北斗系统导航定位系统基本原理 (5)第二节北斗系统导航定位技术的应用 (5)第三章北斗系统短报文通信技术及应用 (7)第一节北斗系统短报文通信概述 (7)第二节北斗系统短报文通信应用 (7)第四章发展与展望 (8)第1章北斗系统概述第1节北斗系统工作原理“北斗”是中国独立自主设计、建没的卫星导航系统．也是联合国有关机构认定的全球卫星导航定位四大核心供应商之一。

按照“先区域，后全球”的总体建设规划，中国在2003年正式开通的北斗卫星导航试验系统即北斗一代，成为继GPS、GLONASS之后，能够独立提供服务的三大卫星导航系统之一。

北斗一号系统定位采用三球交会测量原理进行定位，地面控制中心根据用户设备主动发送的定位申请信号，结合大地高程数据解算出用户所在位置的坐标。

北斗二号系统定位将采用多颗卫星组成卫星阵列，用户设备根据接收到的4颗以上卫星的星历数据解算出所在位置的坐标，实现无源定位。

第2节北斗系统组成北斗卫星导航定位系统由导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。

其中，导航通信卫星主要执行地面控制中心和用户终端间信号传递的中继服务；地面控制中心主要负责信号的发送、接收、信息处理以及整个系统的监控管理；用户终端是直接由用户使用的设备，主要用于接收地面控制中心经卫星转发的出站信号以及经卫星转发向地面控制中心发送服务申请。

第3节北斗系统功能北斗卫星导航定位系统具有快速定位、简短数字报文通信和精密授时等三大主要功能。

快速定位：确定用户地理位置，为用户提供定位导航服务。

●它是怎么来的？这要从最初双星定位也就是北斗一号说起，该定位系统由两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成的，能实现一定区域的导航定位、通讯等多种用途，但存在定位慢，精度低、卫星用户资源有限，只能二维主动式定位。

好了重点来了，划重点，必考题，也就是北斗当时的定位属于有源定位（即业内人士经常说到的RDSS，区别于RNSS无源定位，有兴趣的自行度娘），筒子们注意主动式有源定位。

也就是你需要定位的时候需要呼叫（给卫星发信号），长江（北斗），长江（北斗），我是黄河（用户机），我是黄河，为了胜利，向我开炮（请给我定位），这么一来北斗就可以与国际通信卫星一样完成通信任务，于是定位与通信兼备成为其一大特点，这就是北斗短报文的由来，后来短报文功能在各方面发挥了极大的作用（请见下文），所以该功能果断在北斗二号中保留了下来。

于是乎，从北斗一号，到北斗二号，再到北斗三号，北斗短报文功力不断提升，其他全球定位导航系统派系只能仰天长叹、无可奈何、丧心病狂、抓耳挠塞。

●它是什么？北斗系统的短报文通信，是指北斗地面终端和北斗卫星、北斗地面监控总站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，通信以短报文（类似手机短信）为传输基本单位，是北斗卫星导航系统附带的一项功能特性。

北斗短报文分为区域短报文（RSMC）和全球短报文（GSMC）。

而这两个又是怎么提供服务的呢？性能指标又如何呢？我们上网查找一下即可以不费吹灰之力找到以下的解读：北斗系统利用GEO卫星，向中国及周边地区用户提供区域短报文通信服务。

北斗系统利用MEO卫星，向位于地表及其以上1000千米空间的特许用户提供全球短报文通信服务。

作为一种天基通信方式，它具备了卫星通信的所有优点，如全天候、全域广覆盖、可靠性高等。

1）快速响应能力，短消息通信时延约为0.5s，点对点通信时延为1~5ｓ；2）通信抗干扰强，同时采用S/L波段卫星传输，可穿透平流层和对流层，可保证极端天气条件下的通信；3）设备要求低、设备价格低、性价比高。

arduino 北斗短报文解析
北斗短报文是一种基于北斗卫星导航系统的短消息通信方式，在很多应用场景中都有广泛的使用。

本文将介绍如何使用Arduino解析北斗短报文，并将其应用于实际项目中。

我们需要了解北斗短报文的格式。

北斗短报文主要由消息头和消息体两部分组成。

消息头包含了发送者的信息、消息类型等内容，而消息体则是具体的消息内容。

在Arduino中，我们可以通过串口接收到北斗短报文的原始数据，然后通过解析来获取其中的信息。

要解析北斗短报文，我们首先需要确定消息头的位置和长度。

通常，消息头的长度是固定的，所以我们可以根据长度来提取出消息头的内容。

然后，我们可以根据消息头中的信息，比如消息类型，来确定消息体的位置和长度。

在Arduino中，我们可以使用字符串处理函数来提取出消息头和消息体的内容。

一旦我们提取出了消息头和消息体的内容，我们就可以根据具体的消息类型来做进一步的处理。

例如，如果消息类型是位置信息，则可以提取出经纬度等位置信息，并进行相应的操作。

如果消息类型是报警信息，则可以触发相应的警报动作。

在实际项目中，我们可以将解析后的北斗短报文应用于各种场景。

例如，可以将位置信息显示在LCD屏幕上，或者将报警信息发送到手机上。

通过Arduino解析北斗短报文，我们可以实现更多有趣的
应用，提升项目的功能和效果。

使用Arduino解析北斗短报文是一项有趣且实用的技能。

通过合理的解析和应用，我们可以将北斗短报文应用于各种项目中，实现更多功能和效果。

希望本文对你有所帮助，祝愉快学习和创作！。

北斗短报文通信数据兼收原理是指同时接收来自不同卫星的短报文数据。

具体来说，该原理的实现方式如下：
1. 北斗卫星系统会向地面发射一组不同卫星的无线电信号，这些信号会被地面用户设备接收。

2. 用户设备中的天线会将这些无线电信号转换成二进制数据，并存储在存储器中。

3. 在接收过程中，用户设备会同时接收来自不同卫星的信号，这样可以提高短报文数据的可靠性，避免因单个卫星故障导致的数据丢失问题。

4. 用户设备会对接收到的数据进行处理和解析，将有用的信息提取出来，并发送给用户。

在兼收原理中，由于不同卫星的信号会同时到达用户设备，因此需要通过一种叫做“协同检测”的技术来确保数据的有效性。

该技术会对来自不同卫星的数据进行同步检测和处理，以避免数据冲突和错误。

此外，北斗短报文通信数据兼收原理还可以通过一些技术手段来提高数据传输的可靠性和效率。

例如，可以采用一些纠错编码技术来提高数据传输的可靠性，或者采用一些优化算法来提高数据传输的效率。

总之，北斗短报文通信数据兼收原理通过同时接收来自不同卫星的信号，利用协同检测技术来确保数据的有效性，并通过一些技术手段来提高数据传输的可靠性和效率。

该原理在北斗卫星通信系统中发挥了重要的作用，为地面用户提供了更加可靠、高效和便捷的短报文通信服务。

之阳早格格创做
短报文通讯是“斗极一号”的一大特性，即可为用户机与用户机、用户机与大天核心站之间提供屡屡最多120个汉字或者1680比特的短报文通讯服务.每个用户机皆有唯一的一个ID号，并采与1户1稀的加稀办法，通讯均需通过大天核心站转收.其过程是：
（1）短报文收支圆最先将包罗交支圆ID号战通讯实质的通讯申请旗号加稀后通过卫星转收进站；
（2）大天核心站交支到通讯申请旗号后，经脱稀战再加稀后加进持绝广播的出站广播电文中，经卫星广播给用户；
（3）交支圆用户机交支出站旗号，解调解稀出站电文，完毕一次通讯.
与定位功能相似，短报文通讯的传输时延约0.5秒，通讯的最下频度也是1秒1次.。

北斗短报文服务在通信中的应用北斗作为我国具有自主知识产权的卫星导航系统，已经实现了全球性的导航服务，而作为其独特性存在的短报文服务，在通信应用中更是惊艳众人，有望在未来进一步推广。

本文将展开如下论述：简要介绍北斗卫星导航系统和目前应用现状，主要阐述北斗卫星导航系统的短报文服务在通信中应用的重大意义以及关键技术，最后通过实际案例指出其具体应用。

一、引言北斗卫星导航系统，我国自主研发，具有自主知识产权的导航技术[1]，经过一代代航天人的攻坚克难，团结合作，逐步打破了国外的卫星导航技术的壁垒，成为中国展现给世界的一张亮丽的“名片”。

在北斗卫星导航系统发展的历程中，已经不仅仅局限于定位功能，开始在不同领域应用，在海上救援、电力防护等领域逐渐崭露头角。

短报文通信功能使北斗成为全球首个通信一体化的全球导航定位系统，相关技术也不断发展，有望在未来进一步推广。

二、北斗发展过程及规划（一）北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的系统，自2000年发射第一颗北斗卫星起，北斗导航已经走到了第三代，截止2019年11月底，北斗三号系统建设已步入决战决胜冲刺阶段，超过50颗的卫星在轨工作，服务定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度20ns，特别是在亚太地区，其应用更为精确。

北斗卫星导航系统位列全球四大导航系统之中，是继美国的GPS，欧盟的GALILEO，俄罗斯的LONASS之后又一较成熟的卫星导航系统，北斗卫星导航系统的功能包括无源、有源定位，测距三维导航，三球交汇定位等。

从整体上来看，北斗卫星导航系统由空间、地面、用户三部分构成，空间段即卫星，截至2019年11月底，空间段：6颗地球静止轨道卫星，23颗中圆地球轨道卫星，10颗倾斜地球同步轨道卫星；地面段包括地面监测，地面控制，注入站，地面监测进行数据的收集和整理，地面控制处理地面监测到的数据，来协调地面控制工作，注入站负责卫星间的数据传送，用户即北斗的接收终端。

北斗报文解析北斗卫星系统报文是北斗卫星系统提供的一种重要的通信服务。

通过北斗卫星系统报文，用户可以进行短消息通信、位置共享等多种应用，广泛应用于军事、国土安全、车联网、物联网等领域。

北斗卫星系统报文构成北斗卫星系统报文包括短消息报文、位置报文、导航报文等。

1.短消息报文：短消息报文是北斗卫星系统提供的一种短信服务。

日常生活中经常使用的短信，就是利用短消息报文实现的。

通过北斗卫星系统，用户可以在不受地理位置限制的情况下，随时随地发送和接收短消息。

2.位置报文：位置报文是指用户的位置信息，包括经度、纬度、高度等信息。

通过北斗卫星系统，用户可以实现位置共享服务，向其他用户共享自己的位置信息。

北斗卫星系统报文采用二进制格式进行编码和解码，需要专门的软件或硬件设备进行解析。

解析北斗卫星系统报文需要了解以下几个方面：1.报文格式北斗卫星系统报文采用二进制格式进行编码，包括帧头、帧体和校验码三部分。

其中，帧头和校验码是固定长度的，帧体长度可变。

如下图所示：其中，帧头包括帧起始符、帧长度和帧类型等信息；帧体包括具体的内容，如短消息、位置信息等；校验码用于验证帧的完整性和正确性。

2.报文解析工具解析北斗卫星系统报文需要专门的软件或硬件设备。

目前市场上有很多种北斗卫星系统报文解析工具，如北斗卫星系统报文分析仪、北斗卫星消息分析软件等。

这些工具可以解析北斗卫星系统发送和接收的各种报文，方便用户进行后续数据处理和应用。

3.解析方法（1）解析帧头：读取帧起始符、帧长度、帧类型等信息，验证帧的格式是否正确。

（2）解析帧体：读取帧体中的各个字段，如短消息内容、位置信息、导航信息等。

根据不同的应用需求，可以自定义解析规则。

（3）验证校验码：校验帧的完整性和正确性，确保帧没有被篡改或丢失。

4.应用场景北斗卫星系统报文解析在许多领域都有广泛的应用，如军事、国土安全、车联网、物联网等。

以下是一些常见的应用场景：（1）车联网：利用北斗卫星系统报文实现车载设备的位置共享、车辆监控等功能，提升车辆的安全性和效率。

北斗短报文通信在油气区的应用与研究作者：于垒苏莹陈悦张增恺杨文波来源：《中国管理信息化》2019年第11期[摘; ; 要] 北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行、集导航定位、授时、用户监测、短报文通信于一体的导航系统。

短报文通信是北斗系统特有的一个功能，其不受地形条件和环境气候等影响，可用于解决偏远地区数据实时通信问题。

文章通过对北斗短报文通信技术原理和相关规范的了解，研究北斗短报文通信技术作为通信信息发布的载体、探索北斗短报文在油气区应用方式、组网方法、部署模式，提出一种不受地域和时间限制，解决当前偏远地区、野外作业、管线巡检以及发生灾情后应急通信和应急抢险存在盲点的对策。

[关键词] 北斗卫星导航;北斗短报文;应急通信doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 11. 072[中图分类号] TP311; ; [文献标识码]; A; ; ; [文章编号]; 1673 - 0194（2019）11- 0168- 021; ; ; 引; ; 言长庆油田横跨陕甘宁蒙四省，地域分布较广泛，生产一线远离城市，油气区地处沙漠、野外以及山区，移动通信无法完全覆盖，有较多通信盲点，无法实现即时定位发布文字信息等通信手段。

油气区发生灾情或移动通信网络中断、电力中断以及移动通信无法覆盖的情况下需要应急通信保障，如何使用北斗短报文进行通信，定位信息和遥感信息等以达到应急抢险的目的是本文探讨的主要问题。

2; ; ; 北斗短报文简单来说，北斗短报文其实可以看作是现在人们平时用的“短信息”。

短报文可以发布140个字的信息，既能够定位，又能显示发布者的位置。

北斗的双向通信功能双向通信就是指用户与用户、用户与中心控制系统间可实现双向简短数字报文通信，GPS是只有单向的，所以说这是北斗的优势。

另外，在海洋、沙漠和野外这些没有通信和网络的地方，安装了北斗系统终端的用户，可以定位自己的位置，并能够向外界发布文字信息。

北斗短报文通信功能介绍
一、短报文通信对象
北斗通信终端实现短报文互通的对象包括：
（1）其他北斗通信终端；
（2）其隶属的指挥管理型终端或北斗运营服务中心。

二、短报文信息处理
北斗通信终端对短报文信息的处理功能包括：
（1）常州莱特北斗接收到短报文信息后，能自动发出接收到该短报文信息的回执；
（2）按照先进先出的原则，具有动态存储所接收的短报文信息，其信息包括通信时间、发信方ID地址码和短报文信息；接收的短报文信息应可以人工锁定存储、解锁和删除。

三、北斗通信终端的短报文信息要求：
短报文信息包括汉字、数字和英文字符等内容；
（1）短报文信息的编辑应支持中英文输入，提供拼音、或笔画、手写等输入法；
（2）常州莱特北斗具有短报文信息的预存、编辑、输入、存储、删除、发送、接收和显示的功能；
（3）接收到短报文信息时，根据设定应给出相应的视觉、或音响、字符提示信息；实时显示出通信时间、发信方ID地址码和短报文信息；
（4）短报文信息发射成功后，根据设定应给出相应的视觉、或音响、字符提示信息。

北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。

是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。

一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。

中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。

2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。

北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。

该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。

特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。

北斗短报文终端原理北斗短报文终端原理北斗短报文终端是一种可以通过北斗卫星进行数据通信的终端设备。

它可以实现短报文发送和接收的功能，具有广泛的应用范围，如物流、交通运输、安保、野外探险等领域。

北斗短报文终端采用的技术是北斗卫星应用系统中的北斗数据链技术。

北斗数据链技术基于北斗卫星的导航与位置服务系统，利用北斗卫星提供的通信资源，实现了基于数据交换的技术体系。

北斗短报文终端的原理是基于北斗数据链技术实现。

其主要结构包含发射机和接收机两部分。

发射机负责对要发送的短报文进行处理和加密，将加密后的数据通过北斗卫星发送到接收机。

而接收机则负责对接收到的数据进行解密和处理，将其转换为有效数据，以便用户进行处理和显示。

北斗短报文终端的发射机内部由控制单元、调制单元、射频单元、天线等部分组成。

其中，控制单元负责对短报文进行处理分类，并根据发送方向控制调制单元。

调制单元则通过数据调制的方式将短报文转换为数字信号，并通过射频单元将数字信号转换为电磁波信号，最终通过天线进行发射。

发射机还支持多频段的工作模式，并具有频率自适应和数据压缩等技术，以提高通信质量和效率。

北斗短报文终端的接收机内部由射频前端、中频放大器、解调器和控制单元等部分组成。

其中，射频前端负责接收来自北斗卫星的信号，中频放大器负责放大信号并进行滤波，解调器则通过解调技术将数字信号转换为有效数据。

接收机还具有自动增益控制、自动频率控制、多通道接收等技术，以提高信号接收的稳定性和可靠性。

北斗短报文终端的安全机制采用了加密技术，确保短报文的安全性和可靠性。

在短报文发送前，发射机会对短报文进行加密处理，加密方式可以是对称密钥加密或非对称密钥加密。

接收机在接收短报文时，会进行解密操作，还会对数据进行完整性和真实性的验证。

总之，北斗短报文终端是一种基于北斗数据链技术的终端设备，可以实现短报文的发送和接收，应用范围广泛。

其工作原理是基于发射机和接收机的结构和功能，通过加密技术确保数据的安全性和可靠性。

北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。

是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统（BDS）和美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、欧盟 GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度 10 米，测速精度0.2 米/秒，授时精度 10 纳秒。

北斗卫星导航系统空间段由5 颗静止轨道卫星（又称24 小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。

一般用作通讯、气象等方面）和30 颗非静止轨道卫星组成，2012 年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020 年左右覆盖全球。

中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016 年 10 月已成功发射 16 颗北斗导航卫星。

2000 年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°- 55°。

北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。

该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。

特别是在 2008 年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

北斗产业应用前景广阔，预计到 2020 年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值 4000 亿元人民币，年复合增长率达到 40%以上。

带你了解北斗短报文和北斗指挥机的关系一、什么是北斗短报文北斗短报文开发一体机是专门为数据传输而研制的机型，采用收发天线、模块、核心主板一体化设计，集成了RDSS、RNSS 天线、射频收发电路、功放电路、基带电路等，该产品集成度高、功耗低，配有专用的固定支架，安装使用极为方便。

为适应海上、沙漠、野外等恶劣环境，一体机的设计充分考虑了防水、防盐雾、防腐蚀等要求。

目前已经在气象、水利数据采集及传输，渔业船位监控和救援系统中得到广泛应用。

二、什么是北斗指挥机LT2F10北斗指挥机是一款功能强大的北斗一代地面应用指挥终端，由天线、主机组成。

具有全方向高灵敏度信号捕捉能力、稳定高效率的信号发射能力，实现对三颗北斗卫星六波束信号的实时跟踪处理。

具有监视指挥调度等功能，能实时将定位及导航信息在数字地图上进行标会与监控，支持历史信息查询、维护及导出功能。

三、北斗短报文和北斗指挥机的关系考虑到北斗短报文是实用性，搭配北斗指挥机，利用北斗指挥机指挥调度下属用户机，北斗指挥机提供丰富的战术组合，为指挥部门提供效果真实、直观的监控信息。

主要特点：定位功能、通信功能、校时功能、大数据处理能力、监收功能、通播功能、全信道锁定。

产品主要功能：◆北斗一号定位、报文通信、位置报告；◆指挥管理的下属用户数量可达100个；◆监收下属用户信息，监收成功率不小于99％；◆具有向下属用户通播通信信息功能；◆可向中心控制系统查询下属用户位置信息；◆大容量存储接收信息。

产品主要特点：◆监收下属用户数信息；◆具有向下属用户通播通信信息功能；◆具有向下属用户组播通信信息功能；◆可向中心控制系统查询下属用户位置信息；◆可向中心控制系统查询下属用户通信回执信息；◆大容量存储接收信息；◆支持多种类型电子地图。

主要技术参数◆定位精度：20米（有标校站）；100米（无标校站）；◆接收通道数：6；◆动态性能：≤300千米/小时；◆指挥管理能力：最多100个下属用户；◆尺寸：≤360mm×280mm×70mm；◆重量：≤6kg（主机和天线）；◆平均功耗：≤12W。