北斗卫星导航系统在渔业船舶上的应用

　　摘要：随着中国海洋渔业的不断发展和从业人员持续增加，渔业安全生产受到社会广泛关注，近些年北斗卫星定位导航系统在渔业生产领域广泛应用，渔业主管部门利用北斗系统对渔船实施动态监管，精准实施海上抢险救助。渔民凭借北斗卫星的指引，在茫茫大海上能够清晰找准回港的路。北斗系统降低了海上渔业生产作业风险，大幅提高了渔业生产效率，保障了渔民的生命财产安全。文章对北斗卫星定位导航系统、辽宁海洋渔业船舶动态管理系统、北斗船载终端设备在渔业船舶导航中的应用进行了阐述。

　　关键词：北斗卫星;导航;渔业船舶

　　中国是海洋渔业大国，海岸线3.2万km，海洋面积300万km2，渔船56万艘，传统渔民550万人。海洋渔业是高风险行业，渔业船舶安全关系到千家万户，船舶导航技术的发展对保障渔船安全生产发挥了至关重要的作用，早期渔船的定位导航主要根据天体的位置进行判定，同时使用罗盘判定航行方向。随着导航技术的发展，卫星定位导航系统已取代了原始的导航方法。中国自主建设的北斗卫星导航系统是联合国卫星导航委员会认定的四大核心供应商之一，虽然起步晚却后来居上，与美国GPS卫星定位系统共同成为世界最先进的卫星导航系统。

　　1 北斗卫星导航系统简介

　　北斗卫星定位导航系统分3代：1994年北斗工程立项，2000年，我国自主完成了北斗一号卫星导航系统的建设，共有4颗北斗一号试验卫星，服务中国区域[1];2012年完成了北斗二号导航系统建设，共有25颗北斗二号卫星，服务亚太地区;2020年完成了北斗三号导航系统建设，共有30颗北斗三号卫星，服务全球。可以提供免费定位和授权服务，授权服务包括提供高精度的定位、测速、授时和通信以及系统完整性信息服务。北斗系统具有全天候、精度高、定位快、功能全、运行稳等特点，广泛应用在交通运输、渔业生产、气象预报、通信授时、应急救灾、安全保障等诸多行业领域，取得了显著的经济效益和社会效益。

　　1.1 北斗卫星导航系统的组成

　　由空间端、地面端、用户端三部分构成。空间端包括地球静止轨道、同步轨道和中圆轨道三种多个卫星。地面端包括主控站、时间同步/注入站和监测站等多个地面站，以及星间链路运行管理设施[2]。用户端包括卫星导航系统芯片、模块、天线等基础构件，以及终端产品、应用系统与运行软件等。

　　1.2 北斗卫星导航系统的工作原理

　　北斗系统最重要功能是定位功能，定位的基本原理是依据 “三球交会”定律完成空间定位目标，也就是以空中三颗已知坐标参数和精确状态的卫星作为圆心，以卫星分别到用户终端设备之间的距离参数作为半径，建立三个球面状空间结构，这三个球面的交点即为用户端地理位置，利用卫星通信技术测定卫星和用户设备的距离通过自动解算实现精准定位。而有地面控制中心参与的定位，依靠两颗卫星就可以实现定位，以空中两颗已知坐标参数和精确状态的卫星作为圆心，以卫星分别到用户终端设备之间的距离参数作为半径，建立两个球面状空间结构，通过测定卫星和用户终端设备的距离为半径的两个球面，这两个球面与用户端所在的地球球面的交点即为用户端地理位置，这种定位需要地面控制中心根据地球电子高程地图库提供地形图，两卫星圆弧线与地球表面地形图的交点，可以得到用户的二维位置。

　　1.3 北斗卫星导航系统的功能

　　1.3.1 定位导航 为全球提供全天候、高精度、连续、实时的定位和导航服务。用户终端设备可免费获得定位、授时服务，全球定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度20ns;亚太地区定位精度5m，测速精度0.1 m/s，授时精度10ns[3]。

　　1.3.2 短报文通信服务 可提供双向数字(报文)通信，中国及周边地区单次通信能力為1000汉字，全球短报文通信服务单次通信能力为40汉字。

　　1.3.3 国际搜救服务 与全球其他卫星导航系统一起组成全球范围搜救系统，同时建立用户终端设备的反向链路，大幅度提高了搜救成功率和效率。

　　2 辽宁海洋渔业船舶动态管理系统简介

　　辽宁海洋渔业船舶动态管理系统由北斗卫星、地面站、船载终端、运营服务中心、渔业主管部门监控台站等组成。该系统以北斗卫星导航系统为基础，整合移动通信、卫星通信、互联网+、地理信息等技术，构建海洋渔业综合信息服务网络[4]。2012年辽宁省启动辽宁海洋渔业船舶动态管理系统建设，建立船舶动态管理系统监控平台，为较大马力渔船安装北斗船载终端，截至2019年底共为近1万艘渔船安装了北斗终端。渔业管理部门利用该系统实时掌握渔船海上动态，实施监控管理，接收渔船紧急报警，并通过系统的短报文与渔船实现文字通信，船岸之间建立了有效的联络机制，有效提高了海上作业渔船的安全保障。2021年，为了进一步提高海上生产渔船的安全保障能力，辽宁省农业农村厅印发了《辽宁省海洋渔业船舶北斗船载终端设备安装使用管理办法》，规定所有船籍港在辽宁的海洋渔业船舶必须安装北斗船载终端设备，否则不得出海生产作业。同步启动了2021年辽宁省海洋渔业船舶北斗船载终端设备安装项目，对北斗船载终端的功能进行了优化升级，计划年内为全省约4万艘渔业船舶安装新款北斗船载终端设备[5]。

　　辽宁海洋渔业船舶动态管理系统主要功能：渔业部门利用该系统对辖区渔业船舶进行监控和应急响应。遇有大风恶劣天气，渔业部门利用系统发出预警，实时掌握管辖渔业船舶动态，指挥调动渔船避险。向渔业船舶开通定位导航、各种通告、遇险求救等服务。向渔船船载终端提供船、岸间的数字报文通信服务。向用户提供渔市、物流、天气、海浪、渔场、鱼汛等信息服务。

　　3 北斗船载终端设备在渔业船舶导航中的应用

　　北斗导航系统建成以前，卫星定位一直被美国GPS系统垄断，北斗系统打破了GPS一家独大的局面，为世界船舶提供了一个更安全和精确的定位导航途径。在辽宁省，2012年开始在渔业船舶上大规模安装北斗船载终端，为渔业船舶提供安全精准全面的定位导航服务，下面简要介绍一下北斗船载终端在船舶导航中的应用。

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文章名称： 北斗卫星导航系统在渔业船舶上的应用

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