论文--北斗卫星导航系统在消防中的应用.docx

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1、毕 业 论 文 （ 设 计 ）题 目 北 斗 卫 星 导 航 系 统 在 消 防 中 的 应 用摘要“ 北 斗 一 号 ” 是 中 国 独 立 建 造 的 卫 星 定 位 导 航 系 统 ， 目 前 该 系 统 已 在 汶 川 地 震 救 援 中 获 得 了 成 功 应 用 。虽 然 目 前 消 防 部 队 已 经 把 GPS 导 航 系 统 应 用 在 消 防 领 域 , 但 是 美 国 却 掌 握 着 该 系 统 的 控 制 权 ， 定 位 精 度 、 使 用 权 限 都 在 其 掌 控 之 下 ， 北 斗 导 航 系 统 就 是 为 了 避 免 这 种 情 况 的 出 现 ， 保 证 国

2、 内 用 户 的 利 益 不 受 国 外 政 策 和 形 势 的 变 化 和 影 响 而 产 生 的 。随 着 灭 火 救 援 任 务 的 日 趋 繁 重 ， 消 防 工 作 的 重 要 性 显 得 更 为 突 出 。 如 何 进 一 步 提 高 消 防 部 队 的 快 速 反 应 能 力 ，加 强 消 防 车 辆 的 动 态 管 理 和 动 态 调 度 指 挥 已 经 成 为 消 防 指 挥 系 统 的 首 要 任 务 。本 文 结 合 北 斗 导 航 系 统 在 消 防 领 域 的 运 用 进 行 研 究 , 首 先 对 北 斗 卫 星 导 航 系 统 的 构 成 、 工 作 原 理 和

3、运 行 流 程 进 行 了 介 绍 ， 阐 明 了 该 系 统 的 功 能 和 自 身 特 有 的 优 势 ； 然 后 建 立 了 具 有 消 防 特 色 的 北 斗 卫 星 导 航 系 统 ， 从 而 完 善 了 消 防 指 挥 自 动 化 系 统 ； 最 后 分 析 了 北 斗 导 航 系 统 在 消 防 领 域 应 用 中 所 遇 到 的 问 题 ，并 对 问 题 的 解 决 提 出 了 自 己 的 看 法 。关 键 词消 防 ；指 挥 自 动 化 ；北 斗 卫 星 导 航word文档 可自由复制编辑The Application of Bei-Dou Satellite Navigat

4、ion System in Fir e Depar tmentAb s t r a c t B e i - Dou I i s the pos i ti oni ng a nd na v i g a t i on s a te l l i te s y s te m w hi c h w a s i nv e nte d by C hi ne s e i nde pe nde ntl y . Now , the s y s te m i s s u c c e s s ful l y u s e d i n the W e nc hu a n e a rthq ua k e re l i e

5、f m ov e m e nt. A l thou g h the f i re forc e ha s us e d GPS na v i g a ti on s y s te m s i n the f i e l d of f i re pre v e nti on, but i n f a c t, the U ni te d S ta te s ha s the c ontrol r i g hts ov e r the s y s te m , pos i t i oni ng a c c u ra c y , the u s e of a uthori ty i s unde r

6、 the i r c ontrol . In thi s s i tua t i on, the B e i - Dou na v i g a ti on s y s te m a ppe a re d i n orde r to a v oi d the phe nom e non to e ns u re tha t the i nte re s ts of dom e s ti c us e rs w ont be a f f e c te d by the c ha ng e s a nd e f f e c ts of fore i g n pol i c y or s i tu a

7、 ti on.The i m porta nc e of f i re pre v e nti on i s m ore c ons pi c u ous w i th the i nc re a s i ng l y one rou s f i re f i g hti ng ta s k , How to furthe r e nha nc e the f i re forc e s ra pi d re s pons e c a pa bi l i t i e s , a nd to e nha nc e the d y na m i c s of f i re m a na g e m

8、 e nt a nd s c he du l i ng c om m a nd ha s be c om e the top pri ori t y ta s k . Thi s pa pe r re s e a rc he d the us e of B e i - Dou na v i g a ti on s y s te m i n the f i e l d of Fi re . Fi rs tl y , i ntrodu c e s the w ork i ng pri nc i pl e a nd ope ra ti on proc e s s of B e i - Dou s a

9、 te l l i te na v i g a ti on s y s te m , c l a r i f i e s the fu nc ti ons of the s y s te m a nd the i r ow n uni qu e a dv a nta g e s ; a nd the n e s ta bl i s he s a B e i - Dou s a te l l i te na v i g a ti on s y s te m of c ha ra c te r i s ti c s i n Fi re f i e l d , w hi c h i m prov e

10、 s the f i re c om m a nd a utom a t i on s y s te m ; a t l a s t, a na l y s i s e s the a ppl i c a ti on probl e m s a nd i s s u e s of B e i - Dou na v i g a ti on s y s te m i n the f i re i n the a re a , the n, pu t forw a rd the i r v i e w s to thos e probl e m s .Keywor ds Fire; Command

11、automation; Bei-Dou satellite navigation目录中文摘要I英文摘要I I目录I I I1绪论11.1北斗卫星导航系统的发展现状11.2“北斗一号”导航系统原理21.3“北斗一号”与 GPS 之间的对比31.4“北斗一号”的优势32 “北斗一号”在汶川地震救援中的应用42.1“北斗一号”卫星导航系统42.2“北斗一号”卫星遥感系统42.3“北斗一号”卫星地理信息系统63“北斗一号”在消防中的应用探讨73.1消防现有的导航系统73.2“北斗一号”在消防部队应用探讨73.2.1“北斗一号”导航系统实施的一般响应过程83.2.2系统功能的实现方式83.2.3车载子系

12、统实现的功能93.2.4消防指挥中心北斗系统的功能：103.2.5系统应用特点113.3消防部队现阶段发展北斗导航系统的瓶颈123.4“北斗一号”在应用中应注意的问题134未来“北斗二号”导航系统原理及应用展望145结束语15参考文献16致谢171绪 论2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分，四川省汶川县地震发生后，通往震中汶川、北川理县、卧龙等重灾区的通信完全中断。5 月 12 日晚 22 时，首批武警官兵到达地震重 灾区，通过北斗导航定位卫星系统用户终端机为地震重灾区发出了第一束生命急救电 波。5 月 13 日一支携带了北斗终端机的部队，从中午 12 时开始，沿着马尔康、黑水、

13、 理县到汶川的 317 国道，以 6km/ h 左右的速度一路急进，进入汶川境内，路途中他们 把侦察到的灾情准确发给救灾指挥部，北斗导航定位卫星再次架起了救灾现场和后方 指挥部之间的急救连线，这是救灾部队进入震区以来，指挥部在第一时间获知部队距 离震中的准确位置。通过北斗导航定位系统，5 月 15 日传回汶川地震灾区的最新灾情 和救援情况，确定大部分救援部队已经到达指定救援位置，在灾区各乡镇展开全而搜 救。汶川大地震发生前，很多人对卫星导航并不了解。作为国家的天基时空基准设施 的北斗卫星导航系统不仅能为海陆空用户提供导航、定位、授时服务，而且特别是在 地面中转基站及震区光缆通信网络遭受毁灭性破

14、坏后，在灾区无法与外界取得联系， 救灾指挥部无法进行指挥调遣之际，北斗卫星导航系统特有的双向报文通信功能，能 够准确判明受灾位置，快速通报灾情，指令传达，实现远程指挥调度和抗灾救援，最 大限度地保证了“72 小时黄金抢救时间”的最有效利用，为抗震救灾及灾后重建提供 科学数据支持。1.1北斗卫星导航系统的发展现状“北斗一号”卫星导航系统（简称“北斗一号”）的设计方案是由“两弹一星”功 勋奖章获得者、中国科学院院士陈芳允先生于 1983 年提出来的。按照陈院士的方案, 我国于 19881989 年利用现有 2 颗 C 频段通信卫星成功地进行了定位原理的试验。 1993 年, 我国进一步进行了双星定

15、位系统的试验, 从而奠定了全面建设北斗卫星试验 系统的基础。1994 年, “北斗导航试验卫星”经过国家批准立项, 全面启动了导航试验 卫星系统建设工作。四颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000 年 10 月 31 日；2000年 12 月 21 日；2003 年 5 月 25 日，2007 年 4 月 14 日，第三、四颗是备用卫星。2003年 12 月 15 日，我国第一代北斗导航定位系统“北斗一号”建成并正式开通运行，系统开通应用 5 年来，在国民经济、社会发展和国防建设中成功推广应用，入网用户突破 4 万，累计提供定位服务 2. 5 亿次，通信服务 1. 2 亿次，授时服务 2500

16、 万次，系统运行可靠性达到 99. 98%，已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测 报等领域，取得显著的社会经济效益 1 。第 1 页 共 17 页1.2“北斗一号”导航系统原理我国的“北斗一号”是在 20 世纪 80 年代提出“双星快速定位系统”的发展设想。 突出特点是构成系统的空间卫星数目少、用户终端设备简单、一切复杂性均集中在地 面中心处理站。“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报信 和授时服务的一种全天候、区域性的卫星导航系统。“北斗一号”是由两颗地球静止卫 星（80E 和 140E）一颗在轨备份卫星（110. 5E）、中心控制系统、标校系统和各 类用户

17、机等部分组成。系统的工作流程为：首先由中心控制系统向卫星和卫星同时发送询问信号， 经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向 两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户 发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请，中心 控制系统测出两个时间延迟，即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到 达用户，用户发出定位响应信号，经同一卫星转发回中心控制系统的延迟；从中心控 制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发 回中心中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是

18、已知的，因此 由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和， 从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面和以两颗卫星为焦点的椭圆面 之间的交线上。另外，中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户的 高度值，又可知道用户位于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上，从而中心控制系 统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经过加密后由出站信号发送给用户 2 。图 1. 1 显示了北斗卫星信号的工作流程。图 1 . 1北 斗 卫 星 工 作 流 程 图第 2 页 共 17 页1.3“北斗一号”与 GPS 之间的对比（1）覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土

19、的区域导航系统。覆盖范围东经约 70140，北纬 555。GPS 是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上 任何地点、任何时间能同时观测到 6- 9 颗卫星( 实际上最多能观测到 11 颗) 。（2）卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置 2 颗地球同步 卫星颗卫星的赤道角距约 60。GPS 是在 6 个轨道平面上设置 24 颗卫星，轨道赤道倾 角 55，轨道面赤道角距 60。航卫星为准同步轨道，绕地球一周 11 小时 58 分。（3）定位原理：“北斗一号”是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解 算，供用户三维定位数据。GPS 是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独

20、立解 算自位解算在那里而不是由用户设备完成的。（4）通讯性：“北斗一号”也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是 GPS 所不具备的。综上所述，北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现 一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国导航定位的需求 3 。1.4“北斗一号”的优势（1）同时具备定位与通信双重功能，无需其它通信系统支持，而 GPS、GLONASS 只 能定位。（2）特别适合集团用户大范围监控与管理。（3）独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计。它不仅能使用户知道自己 的所处的位置，还可以告诉别人自己的位置所处的地方，特别适用于需要导航与移动 数据通信场

21、所，如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等。（4）自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。（5）接收终端不需铺设地面基站，用户终端相对便宜。 “北斗一号”的潜力主要体现在定位通信综合领域上。目前仅需要定位的用户，对北斗的需要不迫切；对于既需要定位又需要把位置信息传递出去的用户，北斗导航 是非常有用的 4 。第 3 页 共 17 页2“ 北 斗 一 号 ” 在 汶 川 地 震 救 援 中 的 应 用汶川大地震发生后，国家有关部门迅速将“北斗一号”终端机配备给一线救援部 队。“北斗一号”能为救援小组或救援车配备卫星导航接收终端，该终端不但可接收 北斗卫星的导航信号

22、，还可以用短报文的形式与指挥中心取得联系。“北斗一号”在汶 川救援中发挥出导航、遥感及卫星地理信息系统。2.1“北斗一号”卫星导航系统2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分，四川省汶川县突发 8. 0 级特大地震灾害，这次大 地震，震级之高，破坏之大，波及之广，营救之难，都是建国以来最大的。由于震中 地处山区，很多地方海拔在 4000m以上，震后地而通信、交通立即中断。怎样与灾区 联系，怎样与赶赴灾区的部队联系? 主要使用卫星导航定位系统。“北斗一号”不受通讯信号和空间距离的影响，一台主指挥机进行卫星定位后， 可连接多部类似手机的“北斗一号”终端机，终端机每次可编写短信发送到指定手

23、机 上，非常有利于震区的救援信息传递。例如: 为使救灾人员尽快到达受灾最严重的汶川 地区，救灾指挥部立即派出一支携带了“北斗一号”终端机的部队。“北斗一号”系统 监测到，该部队从 5 月 13 日中午 12 时开始，沿着马尔康、黑水、理县到汉川的 317 国道，以每小时 6km左右的速度一路急进，6 个小时前进了近 40km，己经进入汶川县 境内，离县城还有 40km左右的路程。由于通信受阻碍，位于北京的卫星导航定位指控 中心初步判断该部队隶属四川武警总队；另外，该小分队到达汶川县城后，马上通过 终端机与指挥部取得联系，汇报地震灾情。确保了指挥部与灾区和救灾部队的随时联 系，为救灾指令的通畅做

24、出了巨大贡献。指挥人员在监控中心可随时通过监控屏幕关 注每个救援小组的位置信息，必要时也可以短报文形式发出监控指令，“北斗一号”一 次可传送多达 120 个汉字的信息 5 。2.2“北斗一号”卫星遥感系统“北斗一号”卫星遥感系统由传感器、信息接收与处理、应用等部分组成。传感 器有多种波段的摄像机、多光谱扫描仪、微波辐射计、测试雷达、专题成像仪等，并 目在不断向多光谱段、多极化、高分辨率和微型化方向发展。各种传感器把记录下来 的数字或图像信息，通过校正、变换、分解、组合等光学图像处理或数字图像处理后， 以胶片、图像或数字磁带等方式提供给用户。由于地球表而上所有物体都有本身的电 磁波谱特性，即有规

25、律地吸收、反射、辐射电磁波的特性，因此，反映在遥感图像上 就有不同的影像特征。用户在实地调查或事先测定并掌握各种物体的波谱特征的基础 上，通过综合分析与判断，或在地理信息系统和专家系统的支持下，提取专题信息， 编制专题地图或统计图表，图 2. 1 就是北斗- 号卫星遥感系统的基本原理。第 4 页 共 17 页图 2 . 1北 斗 卫 星 遥 感 探 测 原 理 . 由于卫星遥感系统不受天气干预，分辨率高等特点，北斗卫星遥感系统被用于地质情况监测、植被资源调查、气候气象观测预报、环境质量监测、交通线路网络与旅 游景点分布等方面。例如: 汶川特大地震发生后，地震使哪些地方受灾，受灾情况怎样? 由于

26、通讯中断， 地震很多地方在山区，仅靠人力无法获知。但震后仅仅 24 个小时，就通过卫星遥感系 统获得了灾区的卫星遥感地图，地图分辨率达到 100m。使救灾指挥部及时获取了有关 资料，为一步的抗震救灾提供了强有力的信息参考。图 2. 2 就是汶川周边的卫星地图。图 2 . 2汶 川 卫 星 遥 感 地 图第 5 页 共 17 页2.3“北斗一号”卫星地理信息系统“北斗一号”卫星地理信息系统，综合集成移动通信、地理信息、电子商务等高 新技术，主要由网络化运营服务中心、岸基监控台站、用户终端三大部分构成，构建 了一个综合信息服务平台，充分发挥系统的独特优势，不仅提供航空导航、航海通告、 遇险求救、海

27、况、渔讯等增值信息服务，而且为管理部门提供监测、科学调度、紧急 救援指挥等功能，卫星地理信息系统还有一个特殊的“可视化”功能，就是通过计算 机屏幕把所有的信息逼真地再现，成为信息可视化工具，清晰直观地表现出信息的规 律和分析结果，同时还能在屏幕上动态地监测“信息”的变化。地震后抗震救灾，救治伤员，预防防疫等工作涉及方方面面，有些问题是我们从 来没有遇到过的，通过卫星地理信息系统协调各方力量，举全国之力，很多问题都可 解决。例如: 汶川特大地震发生后，四川安县一名 21 岁的男青年，在地震中被废墟压埋 124 个小时，成功救出后，病情十分危急。解放军抗震救灾卫勤指挥部紧急启用卫星 网远程救治系统

28、，组织南京、西安、成都三地著名专家为其会诊，有效控制了伤员的 病情 6 。第 6 页 共 17 页3“ 北 斗 一 号 ” 在 消 防 中 的 应 用 探 讨3.1消防现有的导航系统GPS 消防车辆定位系统就是采用 GPS、计算机与无线通信技术相结合，形成多点到 点的星形数据通信网络，实现消防车辆的实时监控管理。GPS 消防车辆定位系统主要 包括消防车辆动态管理车载子系统和中心监控子系统两部分。其具体的技术指标为：（1）利用精密定位码，能随时准确确定移动目标所在位置。定位精度达 10 米级， 并可在市消防通信指挥中心电子地理信息地图上显示和大屏幕投影上显示。（2）GPS 无线电通信设备与消防车

29、( 船艇) 上的车( 船) 载无线通信设备能公用。（3）具有多功能的数据查询功能。即通过已建立的完善的车辆数据库，可进行各 种查询，如地理查询、车况查询、失车查询以及其它特殊功能查询。（4）能对游动目标进行实时跟踪。该功能要求可以使市消防通信指挥中心能迅速、 准确地了解和跟踪网内某个目标的动向。（5）要求具有各种报警功能 7 。这种实现模式受地域限制，在 GSM网络没有覆盖的地域无法使用，而且随着 GSM 用户的逐年增加，网络阻塞的情况日益凸现，尤其在节假日网络阻塞更加严重；另外 受 GPS 的限制，在一些保密性较高的部门不方便使用。也有一些系统采用短波电台和 中继塔作为通信链路，这种手段同样

30、存在地域覆盖不广、信号不稳定、容易被监听干 扰等缺陷。因此，目前在应用上受到制约。3.2“北斗一号”在消防部队应用探讨“北斗一号”的民用服务提供商目前有五家，以神州天鸿（北京神州天鸿科技有 限公司）和北斗星通（北京北斗星通卫星导航技术有限公司）最为出色。考虑到保密 安全、使用精度、管理费用等问题，消防部队可以不采取军用信号服务。北斗导航系统是基于我国自主知识产权的“北斗导航系统”而建立起来的卫星通 信导航系统，能够全天候、全天时提供卫星导航和通信服务。系统主要由空间卫星、 北斗导航网管中心、集团用户的数据中心和用户终端等组成。集团用户的数据中心（移 动目标调度监控中心）与北斗导航网络管理中心通

31、过专线连接完成与手持、车载终端 的数据信息传输，其中：手持、车载终端采用普通型用户终端，与车辆的传感器相连 接，由队员随身携带或分别安装于车辆上；集团用户的数据中心与网络管理中心通过 专线直接连接。所有手持、车载终端将车辆状态和数据信息以及通信电文发送到网络 管理中心，再由网管中心将所有数据信息通过专线发送到集团用户的数据中心；集团 用户的数据中心所发出的指令或信息将通过专线发送到网络管理中心，然后再以广播 方式播发至所有手持、车载终端或单独发送到某一指定手持、车载终端。第 7 页 共 17 页3.2.1“北斗一号”导航系统实施的一般响应过程 消防车辆调度指挥提供了实时的、精确的位置信息，结合

32、现场信息，可以极大地提高指挥调度的科学性和准确性。当指挥中心确定火警信息后，通过监控界面标定当 前火场位置，调阅出灭火预案，查询火场周围的情况，如有没有重点单位，水资源、 危险品分布等。选择灭火中队，确定战斗车辆，向派发车辆上的车载终端发送目标点 坐标，以及道路障碍点和有关火场周围的信息。当战斗车辆整装出发时，车载终端已 经根据目标坐标和障碍点自动计算出行车路线，并通过语音连续提示司机如何行驶。 在指挥中心的监控界面上，随时可以看到出发车辆的行进位置和状态，并向它们发送 实时指令。在车载指挥终端上，同样能够看到本次战斗任务的所有车辆的位置和状态， 也能够给战斗车载终端发送指挥命令。车载指挥端可

33、以随时查询指挥中心的数据库， 了解救火预案，熟悉火场周围的情况，和指挥中心的指挥员进行沟通。指挥中心能够 察看多个车队的状态，并随时调配一个任务的车辆进入另一个任务的车队。在救灾现 场，战斗人员通过车载终端可以随时向指挥中心通报情况，并接受指令。当任务完成 后，整个战斗过程被系统精确记录下来，供日后推演、分析和总结 8 。3.2.2系统功能的实现方式 消防部队可以将支队一级作为集团用户的数据中心，建设一个调度中心，对所辖大（中）队用户进行管理。其所辖用户的信息经过网管中心处理后，经用户处理器和 通信链路（或外部通信线路）至用户管理系统。这类用户管理系统还要对用户信息进 一步加工，使其成为便于其

34、本身应用的形式。如大屏幕显示、报警、指挥调度等。其 对用户的指挥信息再经用户处理器进入网管中心，然后转发至用户。图 3. 1 是集团用 户的工作流程。图 3 . 1集 团 用 户 工 作 流 程在用户终端设备( 消防执勤车辆或队员手持终端机) 开机条件下，工作流程说明如下：（1）地面中心站向卫星连续发送载波，载波上的数据流含有测距信号、电文帧、第 8 页 共 17 页时间码等，可称之为询问信号；（2）询问信号经卫星变频放大，转发到终端设备；（3）终端设备接收询问信号，并注入必要的信息，向两颗卫星发送；（4）两颗卫星将收到的终端站的信息转发到地面中心站；（5）地面中心站处理收到的终端站发来的信息

35、，即计算终端站的坐标，将坐标信 息连同终端站的其他信息，全部发送到网管中心；（6）网管中心对终端站的信息进行核验和处理，实现通信信息交换；传输到指挥 中心，然后进行信息加工后再传入网管中心。（7）网管中心将处理的信息送至地面中心站，再经卫星传送给终端站，终端站收 到所需信息并显示出来。图 3. 2 给出了指挥型的导航系统的设备组成。图 3 . 2指 挥 型 设 备 组 成3.2.3车载子系统实现的功能 车载子系统的各项功能主要由安装在各消防车辆上的车辆动态管理车载终端完成，各项功能包括:（1）能接收确认本车的位置信息。这主要由车载终端中的终端接收机通过定位技 术实现，它能全天候、实时地准确地确

36、定本车的方位和速度信息，实现人员、车辆的 实时定位功能，可设定为自动间隔定位、被动定位等。通过与地理信息系统功能相结 合，可以将人员、车辆的位置信息直观反映在电子地图上。同时，可以根据用户的需 求，将人员、车辆的动态轨迹展现在如图 3. 3 所示的电子地图上。（2）能输入本车的状态信息。 驾驶员可以将本车的状态信息通过系统告知指挥第 9 页 共 17 页中心，是否处于执勤状态，或者维修等。以保障指挥中心对执勤力量的掌握。（3）调度命令的接收功能。利用其双向同信功能，指挥中心可与移动目标进行数 字报文通信。消防车辆通过相应的终端，将报告信息反馈到指挥中心，或发送信息、 E- ma i l 等。能

37、接收并显示消防通信指挥中心下达的出动命令及提供行车路线。（4）作业现场图像传输。利用终端通信功能，可以将火场实际情况的图像或作业 现场视频监控。回传到指挥部，供上一级指挥员决策使用。图 3 . 3多 窗 口 管 理 电 子 地 图3.2.4消防指挥中心北斗系统的功能：（1）指挥调度a）通过 I C 卡注册下辖用户；将支队所属的执勤车辆安装车载终端装置，一车一 卡，对各个中队进行编号，执勤车辆新增、退役、调整的时候应该对编号及时更改。 b）监收下辖用户机的定位和通信信息；对执勤车辆的定位信息进行接收，用数字地图功能，可显示、查询下辖用户的地理位置。 c ）对所辖用户机发送通播信息，统一下发命令或

38、其他信息；以及接收车辆终端发给指挥中心的信息。 d）存储、调用下辖用户机的相关信息，以及管理下辖用户数100 个；（2）定位功能北斗导航卫星基本功能，对车辆进行定位，定位精度：20 米（非标校区 100 米）, 采用差分定位技术，可提高到 10m左右。（3）通信功能a）用户机一次发射通信电文长度120 个汉字（或 420 个代码），根据所用 I C 卡 的通信等级确定，能进行电文键入、编辑、发送、接收和显示。接收通信信息后自动 发送通信回。大型石油化工火灾现场，噪声比较嘈杂，电台等传统的通讯工具使用易第 10 页 共 17 页受到干扰，通信联络困难。利用北斗的通信功能可以很好解决这个问题，短时

39、间发出 简短的文字命令，前方作战人员能直观接受命令并及时执行。b）具有接收通信信息调阅功能，调阅方式可按通信时间、发信地址两种方式进行。 用户可向中心控制系统查询其他用户发给本用户的通信电文和通信回执。（4）导航功能能方便地按大地坐标, 高斯平面直角坐标或麦卡托平面直角坐标输入, 查询和编辑 航线, 航路点信息。指挥中心发出调度命令以后，根据事故地点就可生成最佳的行车路 线。中国卫星导航工程中心副主任冉承其介绍，北斗定位导航系统的开发具有重要意 义, 并有一些 GPS 系统所没有的长处，如在静态地图的基础上，可以把道路拥堵的实时 情况在导航仪上反映出来。执勤车辆可以根据系统提供的路线快速前往事

40、故现场。（5）北斗时钟校正功能 用户机主机用北斗系统时进行校对监控计算机时钟。（6）“永久关闭”功能 紧急情况下，北斗系统可永久关闭本用户机。3.2.5系统应用特点（1）自主知识产权、国内政策主导 系统是基于我国自主的第一代卫星导航定位系统而建立的，我国拥有该系统的自主知识产权，受我国政策的主导开发自主的定位系统，不受国外环境影响，安全、可 靠性高。（2）高并发处理能力、覆盖区域范围大、定位精度高 系统具有高并发处理能力；系统覆盖范围为北纬 5 度至 55 度、东经 70 度至 145度，覆盖中国大陆所有地区和海区，与电信蜂窝网络或集群网络相比为真正意义上的 无缝隙覆盖。定位精度一般为 20

41、米，采用差分定位技术，可提高到 10m左右。（3）终端体积小、功耗低 系统终端设备高度集成化，安全稳定，设备体积小，便于安装和维护；同时终端设备发射功率小，节电理想。（4） 能随时提供昼夜 24 小时全天候的功能服务 实时监控查询移动目标的导航信息（经度、纬度、速度等）并在电子地图上直观地显示出来。（5）监控中心可与移动目标进行数字报文通信 移动目标通过相应的终端，将报告信息反馈到监控中心，或发送个人信息、E- ma i l等。（6）动态调度功能第 11 页 共 17 页调度人员能在任意时刻由监控中心发出文字调度指令，调度所辖队员、车辆作业， 并得到确认信息。（7）数据存储、分析功能 实现路线

42、规划及优化，预先或实时规划消防队员、车辆的运行路线、运行区域，估计到达时间等。依据储存的轨迹信息，可随时随地调阅各个移动目标的以往运行轨 迹，并可根据要求复现或查询途中各项记录信息。（8）数据共享 提供灵活、完善地数据库查询接口，实现与其它信息管理系统的无缝连接，组成完整的信息管理系统。（9） 采用开放接口终端控制模块，兼容各种主流监控终端设备 系统兼容系统采用模块化设计，底层平台与上层应用系统分离，可兼容网络、GSM、集群通讯等多种通讯网络。可以说，GPS 的特点，本系统全部具备。3.3消防部队现阶段发展北斗导航系统的瓶颈“北斗一号”几年来的成功运营，说明其系统具有良好的可靠性，但是消防部队

43、 近几年发展起来的导航系统都是基于 GPS, 说明北斗在消防部队的发展存在一些障碍， 具体有以下几个原因：（1）美国 GPS 系统在我们国家及世界应用非常广 美国开放了其民用信号，开发的终端产品多，技术先进、应用广泛、适用性强。相比之下，北斗导航只是刚刚起步，发展时间比较短，市场化运作不充分、应用不够 广泛。应在以后导航系统建设招标工作中，应针对北斗导航运营公司加强招标的宣传 9 。（2）缺乏国家政策支持 “北斗一号”导航系统是我国独立自主建立的卫星导航的初步起步系统，国家应明确建立以中国卫星导航为主导的各种先进卫星导航全面发展的机制。此外，该系统 并不排斥国内对 GPS 的广泛使用。北斗系统

44、可考虑通过对全球定位系统( GPS) 的信号 进行组合利用, 不但可提高定位精度, 还可使用户机摆脱对一个特定导航星座的依赖, 大大增强其可用性。虽然技术上有很大难题但是融合也是有可能的。GPS 跟其他通信 系统的接口是比较兼容的 10 。（3）价格比较高 目前为止北斗系统要开发这一个系统终端设备价格比较高，它的设备要一万多块钱，市场上价格差不多是两万块钱左右。美国的 GPS 在当年刚刚被使用时要比“北斗 一号”的贵得多，早期在 20 世纪 80 年代末 90 年代初最便宜的 GPS 接收机就要几万第 12 页 共 17 页美元，贵的要几十万美元，一套 2 个。“北斗一号”现在的用户终端的价格

45、是比 GPS 低 端的价格要贵，现在 GPS 价格一般导航系统在几千元人民，高精度 GPS 几万元到十几 万元人民币不等。“北斗一号”的用户终端目前在 2 万元左右。实际上价格和用户的 数量有关系，一千个用户与一万个、十万个用户来比，用户终端的成本会有很大不同， 现在主要的成本就在用户终端里，“北斗一号”的用户终端是有发有收的，随着用户业 务的开展，成本一定会降下来 11 。3.4“北斗一号”在应用中应注意的问题（1）“北斗一号”系统建设时应制定相应的规范 为了更好的发展“北斗一号”导航相关部门已经制定了北斗一号卫星定位系统民用终端设备行业标准，包括北斗一号民用数据采集终端设备技术要求和使用要

46、求（标准编号为 J T/T591- 2004）、北斗一号民用车（船）载终端设备技术要求和使用要 求（标准编号为 J T/T592- 2004）等。消防局有相关通讯系统的建设规范，另外可以 根据消防执勤作战业务的特点制定出自己的“北斗一号”导航系统建设标准规范。这 样一来不仅可以使产品开发方面形成产业化、标准化、规模化，大大减低了系统建设 成本，而且可以为跨区域作战时在导航、通讯、指挥等方面做到不同单位之间的系统 能够兼容顺畅。北斗系统是我们国家自主知识产权对我们国家经济安全是非常重要的、 也是很有必要。经过努力在一些专家的努力下制订卫星导航政策引起了国家最高领导 人的重视有关部门正在积极行动。国家卫星导航政策的出台为时不远了。如果发展顺 利的话，消防部队可以整合公安、医疗、水电等救援力量，建立全社会的导航指挥系 统。为我们国家经济建设保驾护航。（2） 消防应用“北斗一号”时要开发出具有消防特点的管理软件 “北斗一号”导航指挥系统建设时，消防部队应该抽取通讯方面的专业人才参与到研发队伍中。也可