基于北斗卫星通信的地震应急指挥系统研究

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行、具有完全知识产权的卫星导航系统。其兼具定位及通信功能的独有技术优势特别适用于大震后通讯中断的地震应急环境。本研究将北斗卫星通信技术及地理信息技术结合应用于地震应急指挥系统的建设中：基于北斗卫星定位技术解决灾害现场人员的位置追踪；利用北斗短报文技术解决盲区紧急通信问题；采用串口通讯、多线程、SHH2框架、Web GIS等技术构建数据采集、解析及综合呈现平台。最终完成集位置监控、灾情上报、统计展示、指挥调度于一体的北斗应急指挥系统建设，进一步提升了重大地震灾害的应急救助信息保障能力。     

基于北斗卫星通信的地震监测系统设计

本文介绍了北斗卫星导航系统的基本原理和特点,探讨了北斗卫星通讯应用于地震监测系统的关键技术,设计了基于北斗卫星通信的地震监测系统。该系统将应用于吉林市某地震遥测台,并为今后地震遥测台建设提供借鉴。     

北斗掩星事件数量与分布的模拟研究

北斗卫星导航系统作为我国自主开发的卫星导航系统,在掩星探测领域有着广泛的应用前景.文章针对利用LEO星载掩星接收机进行北斗掩星探测的任务,在建立LEO卫星轨道模拟系统和北斗全星座模拟系统的基础上,通过仿真计算研究了不同LEO轨道参数条件下北斗掩星事件的特点.分析了对于单颗LEO卫星,北斗掩星事件的数量和分布随LEO轨道参数包括轨道近地点角距、升交点赤经、轨道高度和倾角而变化的规律.针对北斗导航系统由GEO、IGSO和MEO三种轨道卫星组成的特点,对不同类型北斗卫星的掩星事件进行了研究,并分别总结了三种轨道北斗卫星掩星事件的特点.研究结果对利用北斗导航系统进行掩星探测有参考作用.     

基于北斗卫星的地震应急现场通信系统应用研究设想

破坏性地震发生后，传统的地面通信网络会受到严重的破坏，甚至会处于瘫痪状态，无法保证前后方应急指挥部之间的数据传输、应急通信、指挥调度等应急需求。为了确保地震应急指挥的顺利开展，需要有一套安全、可靠的通信系统，而我国自主研制的北斗卫星导航系统（BDS）是全球性的卫星导航系统，具有精准定位导航、精密授时、短报文通信等功能，可以在灾害应急指挥中发挥重要作用。因此，从地震现场应急工作的需求出发，在分析各种通信技术的基础上，研究探索一种基于北斗卫星导航系统的地震应急现场通信系统，以满足快速获取灾情信息、精准定位灾区位置、实时传送灾情报告的地震现场应急需求，保障地震现场通信能够畅通无阻，确保应急指挥顺利开展。      

北斗三号基本系统完成建设 开始提供全球服务 北斗系统正式迈入全球时代

正北斗系统是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,可在全球范围,全天候、全天时,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其不久前在北京宣布,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。     

北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估

北斗区域卫星导航系统(也称北斗2代1期)于2012年12月27日正式开始运行,系统由14颗卫星组成,包括5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星.本文初步评估了北斗区域卫星导航系统建成运行后的基本导航定位性能,包括卫星可见性、位置精度衰减因子、伪距和载波相位观测量精度、单点定位和差分定位精度以及模糊度解算性能等.通过实验分析可知:北斗伪距和载波相位测量精度已与GPS处在同一水平,伪距测量精度约为33 cm,载波测量精度约为2 mm;北斗伪距单点定位水平精度优于6 m,高程精度优于10 m,已满足设计要求;北斗区域卫星导航系统已具备独立的双频RTK定位能力,其单历元双频模糊度解算成功率几乎与GPS相当;北斗载波相位差分定位精度与GPS相位差分定位处在同一水平,超短基线情况下,定位精度优于1 cm,而在短基线情况下优于3 cm;北斗与GPS组合定位时,模糊度解算的固定率和可靠性均显著提高;在短基线情况下,北斗/GPS组合载波相位差分动态定位精度相对于单一的GPS定位的改善可达20%以上;北斗单频伪距差分定位精度优于2.5 m,与GPS相比仍存在较大差距,其主要原因可能为北斗GEO卫星伪距多路径误差较大.     

COMPASS与其他GNSS组合导航完好性分析

GNSS用于民用航空导航必须满足完好性要求,而完好性监测主要通过接收机自主完好性监测和基于增强系统的GNSS完好性通道两种手段实现．北斗卫星导航系统（COMPASS）的快速发展将显著改善卫星几何观测结构,此外,GNSS多频信号可以消除一阶电离层延迟的影响,从而改善RAIM的可用性,使得利用RAIM提供全球范围内无缝的航空进近的完好性服务成为可能．利用仿真数据分析了COMPASS对RAIM可用性的贡献;分析了COMPASS单系统及与其他卫星导航系统组合用于民用航空导航时,利用RAIM能够满足航空进近哪些阶段的完好性需求;探讨了COMPASS用户测距精度对其完好性性能的影响．     

人造卫星 地球的“扫描仪”

目前是国家航天事业蓬勃发展的重要时期,"北斗"卫星导航系统全球组网即将完成。笔者通过对人造卫星的概念、分类、工作原理和应用举例的介绍,让公众尤其是青少年对人造卫星——"地球的‘扫描仪’"能有更加清晰的认识,了解其在国防、工业与生活中广泛的用途,更加热爱并投身于卫星遥感事业发展的浪潮中!     

基于北斗通信的流动地震观测台站远程监控技术研究

实现地震观测台站的远程监控对于保证观测数据质量和提高野外观测效率具有重要意义,目前国内对于高原、沙漠等无有效网络接入的偏远地区的流动地震观测尚无经济有效的远程监控方法。基于我国"北斗"卫星导航系统短报文通信功能,提出并实现适用于国内流动地震观测台站的无盲区远程监控技术。使用结果表明,自主研发的远程监控设备实现了目前流动地震观测的基本需求,通过软件通信协议扩展,也可应用于其他对通信带宽和频度要求不高、具备串口或网口通信功能设备的远程监控领域,具备一定推广性。     

基于北斗卫星的地震灾情上报系统应用研究

四川省的地震活动主要发生在西部地区,四川由于地形原因,一旦发生破坏性地震,极易造成震区通信、交通等联系方式的全部中断,形成"信息孤岛"。为了解决"信息孤岛"问题,系统采用智能手机终端与分体式北斗终端链接,通过北斗卫星信道与移动通信网络连通的方式,将人员伤亡和房屋建筑破坏情况等关键灾情信息编码后以短报文形式回传后方指挥部,为地震灾情快速初步判断提供及时、可靠的第一手资料。     

北斗三号系统进展及性能预测——试验验证数据分析

2017年11月5日第一和第二颗北斗三号系统卫星发射升空,开启了中国北斗全球系统组网建设工程.为了验证北斗全球卫星导航系统的信号载荷和设计性能,2015至2016年间先后发射了五颗北斗三号试验卫星,较全面验证了北斗三号系统的性能.文章侧重描述北斗三号试验系统卫星钟、星间测距、时间同步和卫星定轨性能;详细分析了北斗三号民用信号的信噪比、伪距误差随高度角变化、多路径误差、空间信号综合质量、授时精度等;并与北斗二号系统相关性能进行了比较;最后基于现有试验卫星信号性能,预测了未来北斗全球系统的定位、导航和授时(PNT)性能.     

基于BDS-3的定位性能与区域参考框架维持分析

随着北斗卫星导航系统组网成功,分析北斗系统的定位性能及在区域参考框架维持中的应用具有重要意义.本文以陕西和西部某区域北斗基准站为基础,从卫星数据质量、覆盖能力、网解模式和PPP解模式分析了北斗三号卫星定位性能及在区域高精度参考框架维持的可行性与可靠性.结果表明:BDS-3卫星的位置精度衰减因子(PDOP)优于BDS-2卫星;BDS-3和BDS-2卫星在网解和PPP解的BDS-3定位性能优于BDS-2,网解BDS-3较BDS-2在平面与高程方向精度分别提升2.4％、20.1％;BDS-3 PPP收敛速度优于BDS-2,提高了快速定位的精度;基于BDS-3构建的毫米级高精度区域参考框架的可靠性与GPS在同一水平,平面差异量优于3 mm,垂直差异量级优于7 mm;基于BDS的PPP解平面方向平均差异优于9 mm,垂直方向平均差异优于18 mm,可快速识别区域基准站的变化量进行区域参考框架维护;融合BDS-3维持区域参考框架,可提升区域参考框架维持的可靠性.     

北斗卫星通信在强震动台网数据传输中的应用

北斗卫星系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的卫星定位与通信系统.因其具有短报文通信功能,进行相应的软硬件开发,可以用于传输包括烈度在内的强震动台网观测数据.通过北斗卫星传输烈度速报的性能测试和在芦山7.0级大地震中的实际应用效果,对北斗卫星系统目前在强震动台网数据传输中的应用方式和效能进行介绍.     

基于“张衡一号”卫星的GRO掩星载荷数据分析

"张衡一号"电磁卫星于2018年2月2日成功发射,该卫星搭载的全球导航卫星系统无线电掩星(GRO)接收机具备了全球定位系统(GPS)卫星和北斗导航系统(BD)卫星的掩星观测功能。对在轨测试期间数据进行分析,GRO掩星电离层反演结果合理、趋势正确,每天能够探测600个左右的电离层掩星事件。对连续2个多月共3万多个GRO掩星事件进行全球覆盖性分析,并与美国COSMIC掩星反演结果对比,GRO掩星与COSMIC掩星均能实现全球覆盖并且N_mF_2和H_mF_2的全球分布情况相近,随着纬度而变化明显。利用不同纬度的3个数字测高仪对时空一致的GRO掩星数据进行对比验证和分析,GRO掩星的N_mF_2相对数字测高仪的相对RM_SE优于9.41%,相关系数优于0.868 2。H_mF_2的相对RM_SE优于7.80%,相关系数优于0.706 6。     

卫星定位导航系统在地震应急救援中的应用

在对地震灾害特点综合分析的基础上,分析了地震应急响应与救援决策中的关键性问题。认为震害的规模、程度、空间分布和灾情发展趋势,以及快速获取灾情信息已成为整个地震应急响应和救援决策的关键;而对灾情空间分布及其不同灾情程度位置的确定是救援决策的先导与重要环节。卫星定位导航技术在地震应急搜救的信息快速获取、应急响应、救援决策、指挥、搜索与营救等救援行动的整个过程中,都将发挥其强大的功能。建议研发中国北斗灾害应急救援导航与指挥决策系统,包括地震灾情快速获取、快速判定和决策定位导航技术系统、地震救援指挥调度技术系统和应急救援物流定位导航技术系统建设;研发北斗灾害应急救援导航装备,包括自主定位导航幸存者搜索和营救设备研发和国内外巨灾救援专用定位与导航系统研发。     

北斗授时在地震观测技术中的应用

中国正在实施的北斗卫星导航系统,已经覆盖亚太地区,可以为用户提供高质量的定位、导航和授时服务。本文介绍如何在地震数据采集器中引入北斗授时,并对比分析使用北斗授时和GPS授时的地震数据采集器的数据时间精度,结果发现,绝对精度均优于1 ms,可以利用该授时系统来提高地震观测台站时间服务的可靠性。     

卫星通信在地震烈度速报数据传输中的应用

在分析地震烈度速报数据传输特点后,提出将卫星通信引入烈度速报系统。通过对目前中国使用较多的北斗卫星、海事卫星、铱卫星系统和VSAT卫星系统进行对比,选取铱星短消息和海事卫星数据流这两种典型通讯方式,设计由通用数字强震仪与卫星通信系统结合地震速报通讯模块组成的实验系统,实现数字强震动记录信息通过卫星信道进行的数据传输,展现卫星通信在地震烈度速报数据传输中的应用前景。     

地基GNSS遥感探测气象应用

全球导航卫星系统（GNSS）给定位、导航和授时服务带来了革命性变化，同时其L波段（1160～1610MHz）微波信号可用于全球覆盖、高时间分辨率的大气、海洋和陆表参数遥感探测。基于信号类型，GNSS遥感可分为折射信号遥感和反射信号遥感两大类；基于探测平台，GNSS遥感可分为地基GNSS遥感、空基GNSS遥感和天基GNSS遥感三大类。随着我国自主建设的北斗卫星导航系统全面建成，GNSS遥感将迎来新的发展机遇和挑战。本文回顾近20年地基GNSS遥感探测在气象领域的应用进展，展望其在气象领域下一步可能的应用。     

利用卫星跟踪卫星观测数据确定时变重力场球谐解的发展趋势

时变重力场综合反映了地球内部及表层物质的迁移特性,在地球科学领域应用广泛.21世纪以来,多个重力卫星相继成功发射,为实现全球时变重力场连续监测提供了数据支撑.利用重力卫星观测数据建立高精度时变重力场模型,是开展时变重力场相关科学应用的重要前提.自重力卫星计划提出以来,国内外学者致力于卫星时变重力场建模理论及方法的研究,...     

RINEX观测数据文件格式及其应用

全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）的应用日趋广泛,然而各接收机生产商提供的数据记录格式各不相同。国际上普遍采用RINEX（一种与接收机无关的转换格式）格式数据作为数据后处理的标准输入。RINEX格式从其出现至今经过了一系列演化,诞生了不同的版本。在实际应用中涉及不同版本的数据时。尤其是编程读写RINEX文件时,对读写数据格式定义的不恰当可能造成严重的错误。本文集中对RINEX迄今为止广泛应用的几个版本的观测数据文件的标准格式进行说明,并就不同版本RINEX格式观测数据文件的应用进行比较,结合我国正在建设的北斗卫星导航系统（BDS）引出关于数据文件格式方面的一些认识。