基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)設計

安徽四創(chuàng)電子股份有限公司 吳 昊 唐述強 梁本仁 鄭智雄

基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)設計

安徽四創(chuàng)電子股份有限公司 吳 昊 唐述強 梁本仁 鄭智雄

文章介紹了北斗導航在人防應急指揮系統(tǒng)中的重要性。通過對人防信息化建設需求的分析和提煉，結(jié)合北斗導航的技術優(yōu)勢，立足現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下人民防空與平時防災、處理突發(fā)事件等應急救援指揮的實際需求，著眼于平站結(jié)合、資源共享，設計了一套基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)。必將極大提升人防應急指揮手段的信息化程度及可靠性。

北斗導航；人民防空；信息化

引言

目前各省市人防已經(jīng)建有較為完善的通信系統(tǒng)。但是，全省范圍內(nèi)對所屬指揮所、車輛、人員基于位置的監(jiān)控功能尚未完全建立[1]。雖然基于GPS和移動公網(wǎng)（GSM/GPRS/3G）等方式的位置監(jiān)控應用在民用領域已經(jīng)非常成熟，并且形成了巨大市場。但是，基于GPS和移動公網(wǎng)（GSM/GPRS/3G）等方式一方面在戰(zhàn)時是不可用的，另一方面在信息系統(tǒng)安全防護上也得不到保障。而北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是我國獨立自主研制的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋范圍內(nèi)連續(xù)、實時、精確定位服務，同時，與GPS相比，它還具有安全可靠的雙向數(shù)據(jù)傳輸能力。因此，在新環(huán)境和新時代的要求下，迫切地需要利用北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)及相關裝備資源建設人防北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)[2]。

1.設計目標

基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)立足現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下人民防空與平時防災、處理突發(fā)事件等應急救援指揮的實際需求，著眼于平站結(jié)合、資源共享，構(gòu)建全國和全省統(tǒng)一的北斗人防應急指揮系統(tǒng)[3]。

依托我國自主研制建設的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，目標建成省級和市（縣）人防辦的各級人防指揮所、機動指揮通信車、信息采集車之間互聯(lián)互通、資源共享的北斗人防應急指揮系統(tǒng)。實現(xiàn)政策法規(guī)和標準規(guī)范完善配套，操作使用和維護管理能力達到規(guī)定要求，同時實現(xiàn)系統(tǒng)與人防指揮信息系統(tǒng)相關要素單元的互聯(lián)互通，并為人防信息基礎網(wǎng)絡、人防預警報知系統(tǒng)、人防防護救援系統(tǒng)、人防綜合保障系統(tǒng)等已有或者國家統(tǒng)一規(guī)劃建設的信息化系統(tǒng)，提供導航信息保障，實現(xiàn)基于北斗系統(tǒng)的導航定位、網(wǎng)絡授時、短報文通信等功能，并在人防戰(zhàn)備值班執(zhí)勤、訓練演練和應急救援行動中實際應用[4]。

2.基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)總體設計（見圖1）

基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)由省級、市（縣）級人防基本指揮所、機動指揮所和人防專業(yè)隊等組成。系統(tǒng)間通過北斗衛(wèi)星作為通信中繼，形成星型拓撲結(jié)構(gòu)，并利用省人防辦、市（縣）人防辦之間已有人防通信網(wǎng)鏈路，實現(xiàn)全市衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的互聯(lián)互通。系統(tǒng)是保障全市人民防空組織指揮、應急防災救援、戰(zhàn)備訓練、人防業(yè)務管理以及日常辦公等的重要支撐?？傮w框架圖如圖1所示，連接示意圖如圖2所示。

省級人防基本指揮所是系統(tǒng)的中心，通過北斗鏈路對下屬市（縣）基本指揮所、機動指揮所和人防專業(yè)隊進行統(tǒng)一調(diào)度指令下達和作戰(zhàn)時間的統(tǒng)一，同時基本指揮所通過北斗鏈路對轄區(qū)內(nèi)機動指揮所和人防專業(yè)隊進行位置監(jiān)控。市（縣）基本指揮所接收省級基本指揮所下發(fā)的作戰(zhàn)指令，對轄區(qū)內(nèi)的各種終端進行定位監(jiān)控、指揮導航、時間統(tǒng)一以及信息上報。機動指揮所是移動的指揮平臺，將接收上級指揮所的調(diào)度指令，按照基本指揮所的要求進行協(xié)調(diào)工作以及按照基本指揮所的指令進行導航和作戰(zhàn)時間的統(tǒng)一。

圖1　基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)總體框架圖

圖2　基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)連接示意圖

3.基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)功能

按照人防信息化建設和北斗系統(tǒng)應用的需要，基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下基本功能[5]：

3.1位置監(jiān)控功能

省級人防部門可兼收所轄省、各市(縣)級移動單元的位置信息。市(縣)級人防部門可兼收所轄市(縣)級移動單元的位置信息。

3.2友鄰位置監(jiān)控功能

系統(tǒng)具有同一省級人防部門內(nèi)部移動單元之間友鄰位置監(jiān)控以及同一省級但不同市(縣)級人防部門移動單元之間的友鄰位置監(jiān)控功能。

3.3移動單元自主導航功能

移動單元在確定目的點后，可自主進行路徑規(guī)劃并按規(guī)劃路徑導航。

3.4地點指令導航

移動單元收到本級或上級地點導航指令后，將目的地經(jīng)緯度信息提取出來并在地圖上顯示，通過選擇最短路徑、最優(yōu)路徑等路徑規(guī)劃方式，規(guī)劃出到指定地點的線路，通過北斗RNSS定位進行路徑導航，以到達要求地點。路徑規(guī)劃時可設置必經(jīng)點、規(guī)避點等信息。

3.5按下發(fā)路線指令導航

移動單元收到本級或上級路線導航指令后，將路線信息提取出來并在地圖上顯示，通過北斗RNSS定位進行路徑導航到達要求地點。

3.6上下及周邊指揮協(xié)同

在沒有其他寬帶通信的情況下，通過北斗導航系統(tǒng)短報文服務，實現(xiàn)指揮關系網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一的指揮調(diào)度和簡單協(xié)同。

3.7時間統(tǒng)一

指揮所內(nèi)通過北斗時統(tǒng)設備對服務器進行對時，各系統(tǒng)終端以服務器為準完成系統(tǒng)軍用標準時間統(tǒng)一。

在僅有北斗導航短報文信道，沒有其他有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡資源的情況下，作戰(zhàn)時間可通過北斗導航短報文功能進行分發(fā)，其中作戰(zhàn)時間分發(fā)需要同時發(fā)送的信息包含：作戰(zhàn)時間、對應的軍用標準時間以及作戰(zhàn)時間與軍用標準時間速度之比，從而完成作戰(zhàn)時間的上下統(tǒng)一。

4.基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)作為北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)在人防領域的重要應用，在通信、導航、友鄰監(jiān)控、信息分發(fā)管理等方面包含許多創(chuàng)新性的研究，其特點如下：

可實現(xiàn)大區(qū)域遠程實時監(jiān)視，指揮無盲區(qū)。北斗衛(wèi)星定位通信系統(tǒng)服務的區(qū)域包括了整個中國國土及周邊區(qū)域和海域，在此范圍內(nèi)指揮調(diào)度無盲區(qū)，不受氣候、環(huán)境、時間等條件限制。為用戶提供真正的無縫指揮監(jiān)控。

指揮調(diào)度實時性強。北斗系統(tǒng)指揮調(diào)度通信是通過衛(wèi)星信道，只要是在中國國土范圍或周邊地區(qū)內(nèi)，信息從發(fā)送到接收僅有秒量級的延時，可有效地保證指揮調(diào)度的實時性。

系統(tǒng)指揮調(diào)度可靠性高。北斗系統(tǒng)是我國完全自主并受到大力支持發(fā)展的衛(wèi)星定位通信系統(tǒng)，完全掌握在我國政府和軍方手中，使依托北斗系統(tǒng)建立的指揮調(diào)度體系更加穩(wěn)定、可靠。

另外，人防工程地點隱蔽、分布范圍大，部分設在通信基站少的城市郊區(qū)， 在日常管理和訓練工作中，經(jīng)常出現(xiàn)無線集群、微波等通信方式因條件限制不能完全滿足通信聯(lián)絡要求的現(xiàn)實難題。利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建立的通信鏈路穩(wěn)定可靠，能夠有效地解決這個突出問題。

人民防空組織指揮是對時效性要求非常高的行動，需要軍地各部門和各類人防專業(yè)隊之間行動協(xié)調(diào)一致。在人防各部門、各行動專業(yè)隊安裝北斗導航定位系統(tǒng)后，可利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的授時功能為其進行統(tǒng)一授時，在統(tǒng)一的時間基準下協(xié)調(diào)人防各類行動。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)還可實現(xiàn)各類系統(tǒng)之間精確的時間同步?？衫帽倍沸l(wèi)星導航系統(tǒng)將人防所涉及到的空情接收系統(tǒng)，警報發(fā)放系統(tǒng)，指揮信息系統(tǒng)等不同類型的系統(tǒng)時間統(tǒng)一到軍用時間，減少系統(tǒng)之間的時間誤差，實現(xiàn)系統(tǒng)的無縫鏈接。

5.結(jié)束語

基于北斗導航的人防應急指揮系統(tǒng)能適應人防特殊性的需求，充分服務于人民防空作戰(zhàn)、人防演練和應急救援等實踐活動。依托北斗衛(wèi)星導航技術，結(jié)合計算機網(wǎng)絡技術、移動通信技術、信息系統(tǒng)集成技術、空間地理信息技術、音視頻技術等多種技術，組建人防應急指揮體系，不僅能戰(zhàn)時用于實施防空襲組織指揮，平時應對和處置重大突發(fā)事件、各類災害事故應急指揮調(diào)度。在有線、無線網(wǎng)絡被毀的情況下，還可以依靠北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡與各級指揮所、指揮通信車輛以及專業(yè)隊伍或單兵進行通信、定位。系統(tǒng)能有效地將定位監(jiān)控和文字信息互通延伸到第一現(xiàn)場，直接支持指揮機關獲取第一手現(xiàn)場信息，必將極大提升人防應急指揮手段的信息化程度及可靠性。

[1]宋博宇,黃建華,王曉芳,白英廣.“北斗系統(tǒng)”在人防信息化系統(tǒng)中的應用[J].微型機與應用,2012(12):4-5+9.

[2]李海軍.北斗導航系統(tǒng)與全球定位導航系統(tǒng)(GPS)的比較及優(yōu)勢分析[J].信息系統(tǒng)工程,2014(6):141+147.

[3]劉喆,田亞素,周虎.北斗系統(tǒng)在應急救援系統(tǒng)中的應用[A]. 中國災害防御協(xié)會.中國突發(fā)公共事件防范與快速處置2008優(yōu)秀成果選編[C].中國災害防御協(xié)會:,2008:2.

[4]梁本仁,吳昊,王偉.北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在人防信息化建設中的應用[J].電子世界,2015,24:186-188.

[5]康海霞,肖攀.北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)在人防系統(tǒng)中的應用[J].中國新通信,2016,09:36.

吳昊（1981-），男，碩士，工程師，從事北斗導航、無線通信相關的技術研發(fā)工作。

唐述強（1964-）男，碩士，高級工程師，從事北斗導航、無線通信相關的技術管理工作。

梁本仁（1982-），男，碩士，工程師，從事北斗導航、GNSS算法相關的技術研發(fā)工作。

鄭智雄（1983-），男，碩士，工程師，從事北斗導航、無線通信相關的技術研發(fā)工作。