肖春暉+梁都朝

摘 要：本文簡單介紹了北斗短報文及其播發(fā)原理，分析比較了它與傳統(tǒng)海上安全信息播發(fā)渠道的優(yōu)劣勢，概括了北斗短報文的應用現(xiàn)狀及前景，為海上安全信息播發(fā)提供了更多方向。

關(guān)鍵詞：北斗短報文 海上安全信息播發(fā)

1.北斗短報文簡介

1.1北斗短報文簡介

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）是中國自主研發(fā)、建設、獨立運行的兼顧軍用與民用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容共用，致力于向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導航、授時服務。區(qū)別于國外衛(wèi)星導航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)同時具有簡短報文通信功能。目前正在服役的北斗二號北斗短報文通信達120個漢字/次。相對海岸電臺傳統(tǒng)的安全信息播發(fā)方式，北斗以卡識別用戶，只要在北斗的服務范圍內(nèi)都能接收信息，可實現(xiàn)一次播發(fā)，全面覆蓋，無需多次重復播發(fā)。同時，由于卡號資源是唯一的資源，不存在大量用戶使用情況下的干擾問題，保障了通信質(zhì)量。

1.2北斗短報文技術(shù)指標

（1）通信鏈路。北斗短報文傳遞數(shù)據(jù)的成功率不低于95%。

（2）北斗短報文處理能力。目前的指揮機每分鐘最多可發(fā)65條北斗短信，每條發(fā)送數(shù)據(jù)量不小于50個漢字；短報文接收處理能力大于60條/秒；短報文處理能力可以通過接入新的指揮機進行擴展。

2.北斗短報文播發(fā)原理

北斗短報文在岸臺的播發(fā)主要基于安全信息播發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由展示層（北斗智能終端）、應用系統(tǒng)層（安全信息播發(fā)系統(tǒng)）、應用支撐層（北斗短信收發(fā)服務）、數(shù)據(jù)層（數(shù)據(jù)庫）、軟硬件平臺層（主機及存儲系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、備份系統(tǒng)）、網(wǎng)絡層（北斗RDSS）、終端層（北斗指揮機、北斗船載終端）組成。

安全信息播發(fā)涉及的設備有：管理坐席、監(jiān)控服務器、北斗指揮機、北斗衛(wèi)星及安裝北斗終端的船舶。北斗短報文安全信息播發(fā)流程為，北斗短報文通過安全信息播發(fā)系統(tǒng)把需要播發(fā)的信息發(fā)送給北斗指揮機，北斗指揮機把數(shù)據(jù)發(fā)送給北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)再把數(shù)據(jù)發(fā)送到船載終端，船載終端接收數(shù)據(jù)并解析后，在屏幕上顯示安全信息（見圖1）。

3.北斗短報文與傳統(tǒng)通信優(yōu)劣勢對比

海岸電臺傳統(tǒng)的海上安全信息播發(fā)渠道主要有NAVTEX系統(tǒng)（奈伏泰斯系統(tǒng)）、HF（高頻） NBDP（窄帶印字電報）系統(tǒng)、 SSB（單邊帶）語音廣播系統(tǒng)等。筆者從覆蓋范圍、服務船舶范圍、用戶數(shù)量、可靠性、播發(fā)模式等方面進行優(yōu)劣勢對比。

3.1覆蓋范圍

北斗二號能覆蓋東經(jīng)70～140度，北緯5～55度之間的大部分區(qū)域，正在建設的北斗三號將實現(xiàn)全球覆蓋；

NAVTEX 518KHZ/4209.5KHZ根據(jù)各個海岸電臺的部署覆蓋范圍各有不同，其中NAVTEX 518KHZ的覆蓋半徑最遠為半徑400海里的圓所覆蓋的海域，NAVTEX 4209.5KHZ的覆蓋范圍最遠為半徑540海里的圓所覆蓋的海域；

HF NBDP（FEC方式）播發(fā)業(yè)務的覆蓋范圍為半徑約2000海里的圓所覆蓋的海域；SSB語音廣播業(yè)務基本可以實現(xiàn)全球主要海區(qū)全覆蓋。

從上面數(shù)據(jù)可以看出，就目前而言傳統(tǒng)播發(fā)渠道覆蓋范圍相對更廣，但到2020年北斗三號將實現(xiàn)全球覆蓋。值得一提的是，利用北斗的定位功能，可實現(xiàn)對選定區(qū)域內(nèi)安裝了北斗終端的船舶播發(fā)安全信息，可避免不相干的氣象信息、航行警告等被接收，服務對象更加精準。

3.2 服務船舶范圍

北斗：安裝有北斗終端的船舶。目前南海海域大約有一萬多條漁船安裝有北斗終端。

NAVTEX系統(tǒng)：超過300總噸的公約船。

HF NBDP：安裝有NBDP接收設備的船舶。

SSB語言廣播：安裝了SSB接收設備的船舶。

在我國國內(nèi)沿海、內(nèi)河和港口航行的船舶，很大比例為中國籍非公約船舶，如漁船、工程船、客渡輪、軍艦和體育船舶等，設備安裝程度不高且對英文理解能力相對較差，極大的影響了安全信息播發(fā)的效能；而窄帶印字電報為上世紀70-80年代建立，通信技術(shù)較為落后，加之編碼較為復雜，需要專業(yè)的報務人員進行處理，當今船舶已不再配備專職報務人員，造成其普及率和使用率逐年下降，已被時代發(fā)展所淘汰。在另一方面，國內(nèi)大部分漁船已安裝北斗，如能用北斗播發(fā)安全信息，可以彌補漁船在安全信息接收上的不足，在某種程度上，北斗和傳統(tǒng)播發(fā)模式可以互相補充。

3.3用戶數(shù)量

傳統(tǒng)播發(fā)模式：沒有播發(fā)數(shù)量上的限制，只要安裝有相應的接收設備的船舶，均可接收到信息。

北斗：北斗支持的用戶數(shù)量和用戶發(fā)送短信的頻率有關(guān)，目前的指揮機每分鐘最多可發(fā)65條北斗短信，即每小時發(fā)送3900條短信，相當于說，如果在一個小時內(nèi)給一條船發(fā)送一條北斗短信，最多可支持3900個用戶。

也就是說，目前北斗支持的用戶數(shù)量是有限制的。

3.4可靠性

傳統(tǒng)播發(fā)模式：傳統(tǒng)播發(fā)模式利用無線電進行數(shù)據(jù)傳輸，播發(fā)速率較低，播發(fā)質(zhì)量受時間、天氣、季節(jié)等影響，具有不可控性；

北斗：北斗短報文依靠北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸，受天氣影響較小，目前北斗二號系統(tǒng)運行連續(xù)、穩(wěn)定，服務區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)性能滿足指標要求，其短報文的穩(wěn)定性能滿足海上安全信息播發(fā)要求。

從可靠性來看，北斗短報文的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)播發(fā)模式。

3.5播發(fā)模式

傳統(tǒng)播發(fā)模式：僅可進行單向通信，岸臺不能獲取是否成功接收信息；

北斗：可雙向通信，如接收不成功，可要求岸臺重復發(fā)送。

此外，通過北斗短報文播發(fā)安全信息，可查看有效的接收數(shù)量，可進行數(shù)據(jù)分析，有助于管理者了解情況。

總體上來說，北斗短報文和傳統(tǒng)播發(fā)模式各有其優(yōu)勢和不足，如果能組合使用，互相彌補劣勢，將為水上船舶提供更優(yōu)質(zhì)可靠的安全信息播發(fā)服務。

4.北斗短報文在海上安全信息播發(fā)中的應用及未來發(fā)展

4.1北斗短報文在海上安全信息播發(fā)中的應用

北海航海保障中心率先研究北斗短報文在海上安全信息播發(fā)中的應用，北斗安全信息播發(fā)系統(tǒng)于2016年10月1日起面向公眾用戶免費開放，提供遇險報警、重大安全信息播發(fā)、北斗終端與手機間的短信互通等多種通信功能，播發(fā)效果能滿足預期設想。

4.2北斗短報文在海上安全信息播發(fā)中的展望

國際海事組織海上安全委員會第94次會議審議通過了對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)認可的航行安全通函，這標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式成為全球無線電導航系統(tǒng)的組成部分，取得面向海事應用的國際合法地位，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在航海領(lǐng)域逐漸國際化、產(chǎn)業(yè)化。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)因兼具定位、導航、授時功能，可廣泛應用于船舶監(jiān)管、遇險報警等方面，在國家的扶持和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展下，將會有越來越多的船舶安裝北斗終端，北斗短報文的應用也會隨之更為廣泛。但北斗短報文作為安全信息播發(fā)方式，還存在一些制約因素。一是每分鐘內(nèi)播發(fā)的字數(shù)太少，稍長報文的播發(fā)需要分條發(fā)，影響接收速度和使用體驗；二是目前每臺指揮機每分鐘可滿足的用戶數(shù)量有限，無法滿足數(shù)量較大的用戶群；三是由于帶寬限制，安全信息只能通過文字形式播發(fā)，無法發(fā)送視頻圖片等。要進行大規(guī)模的海上安全信息播發(fā)，還需要解決播發(fā)字數(shù)及用戶數(shù)量受限的束縛。

總之，北斗短報文作為一種新技術(shù)，已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和認可，將其與傳統(tǒng)的播發(fā)模式結(jié)合起來，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的優(yōu)勢，為海上安全信息播發(fā)拓寬渠道，將增加安全信息播發(fā)的可靠性和穩(wěn)定性，最終受益的將會是廣大船舶。