船載導(dǎo)航接收機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)我國(guó)北斗應(yīng)用的建議探討

田曉彬?劉蕾?王康

摘 要 2015年6月，國(guó)際海事組織海上安全委員會(huì)通過(guò)了《多系統(tǒng)船載無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)性能標(biāo)準(zhǔn)》的決議，該標(biāo)準(zhǔn)的推行對(duì)各國(guó)的船舶導(dǎo)航管理工作提出了新的要求。本文結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)在船載導(dǎo)航接收機(jī)方面的新要求，對(duì)我國(guó)北斗應(yīng)用所受到的影響進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的舉措，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門(mén)和企業(yè)提供建議。

關(guān)鍵詞 船載導(dǎo)航接收機(jī);船舶導(dǎo)航;北斗

《多系統(tǒng)船載無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)性能標(biāo)準(zhǔn)》的頒布和推行旨在確保船舶在航行中能夠有適應(yīng)性較強(qiáng)的船載導(dǎo)航接收機(jī)，按要求各國(guó)政府需在2017年12月31日之后開(kāi)始執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn)，安裝的船載導(dǎo)航接收機(jī)的性能標(biāo)準(zhǔn)不能低于該項(xiàng)決議的要求。這項(xiàng)決議的推行也給我國(guó)的船舶導(dǎo)航管理部門(mén)以及北斗產(chǎn)業(yè)提出了新的要求，一方面要制定和修改相關(guān)管理規(guī)則，另一方面要加快促進(jìn)船舶導(dǎo)航接收機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品，進(jìn)一步規(guī)范我國(guó)船舶導(dǎo)航以及北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1船載導(dǎo)航接收機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)分析

1.1 概述

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)GNSS，屬于空基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，用于在全球范圍內(nèi)給用戶(hù)提供位置數(shù)據(jù)、速率和時(shí)間方面的服務(wù)，有的GNSS已經(jīng)獲得國(guó)際海事組織的認(rèn)可和批準(zhǔn)成為世界無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分。為了確保GNSS發(fā)布的位置信息能夠提供導(dǎo)航服務(wù)，保證位置信息的準(zhǔn)確性和可靠性，每個(gè)GNSS都要有30顆衛(wèi)星布設(shè)在相應(yīng)的空間段內(nèi)，而且要保證用戶(hù)所處的位置能夠收到4個(gè)及以上衛(wèi)星的信號(hào)，以確保精準(zhǔn)定位。與空基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的是陸基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)是借助陸基發(fā)射臺(tái)來(lái)發(fā)射信號(hào)來(lái)發(fā)布對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息，接收機(jī)設(shè)備在收到3個(gè)及以上發(fā)射臺(tái)的信號(hào)才能夠完成二維定位。船舶在港口的入口、通道以及水域沿岸等特殊位置對(duì)定位系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的要求更高，這時(shí)往往需要增強(qiáng)系統(tǒng)的陸基或空基發(fā)射臺(tái)來(lái)提升信號(hào)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

多系統(tǒng)船載無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)的新標(biāo)準(zhǔn)中提出了允許組合使用提供時(shí)間數(shù)據(jù)的增強(qiáng)系統(tǒng)，這要求在當(dāng)前的船舶導(dǎo)航中做出改進(jìn)，并在未來(lái)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)中積極推廣和使用。如果多系統(tǒng)接收機(jī)涉及2個(gè)及以上的GNSS來(lái)導(dǎo)航信號(hào)，提供距離、時(shí)間、速率等信息，就可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)判斷是否需要利用增強(qiáng)系統(tǒng)。當(dāng)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)量為2個(gè)或者更多時(shí)，無(wú)線頻率的抗干擾性就會(huì)提升，這種組合使用的方式相比單一系統(tǒng)模式會(huì)出現(xiàn)冗余，這樣有助于減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的損失[1]。

1.2 接收機(jī)設(shè)備

多系統(tǒng)船載無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)備由很多構(gòu)件和單元組成，這些構(gòu)件和單元的質(zhì)量和功能直接影響著接收機(jī)設(shè)備功能的正常發(fā)揮。接收機(jī)中的天線要能夠接受所有的無(wú)線電信號(hào)，為接收機(jī)設(shè)備發(fā)揮功能提供信號(hào)支持，在設(shè)計(jì)和安置天線時(shí)要在選擇船舶上合適的位置，以確保天線能夠接收到所需的無(wú)線電信號(hào)，要注意避免多徑干擾，為天線接收信號(hào)創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境。接收機(jī)要有對(duì)應(yīng)的處理器，以完成對(duì)無(wú)線電導(dǎo)航信息的處理。在接收機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)方面，要注意減少外部干擾源的干擾，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完好性監(jiān)視，保證設(shè)備計(jì)算的以及向用戶(hù)發(fā)布的信息具有較高的質(zhì)量，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確性要求。

2我國(guó)北斗應(yīng)用受到的影響和應(yīng)對(duì)措施

我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2011年12月份投入試運(yùn)行，2014年11月獲得了國(guó)際海事組織海上安全委員會(huì)的認(rèn)可成為將來(lái)世界無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，所以在《多系統(tǒng)船載無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)性能標(biāo)準(zhǔn)》頒布后，我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也受到了深刻影響。在這種環(huán)境下，要積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，把握發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)我國(guó)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)功能和能力的提升[2]。

2.1 進(jìn)一步提升北斗系統(tǒng)的性能

結(jié)合性能標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)看，目前我國(guó)所生產(chǎn)的北斗芯片，包括北斗和GPS雙模芯片，是可以達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn)的要求的。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有四個(gè)不同的系統(tǒng)，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是其中的一個(gè)組成部分，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)的北斗系統(tǒng)還無(wú)法在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面定位，全球定位和導(dǎo)航能力還需要提升，僅對(duì)于亞太地區(qū)而言是能夠滿(mǎn)足船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的性能要求的，但是對(duì)于用來(lái)全球航行的遠(yuǎn)洋船舶而言，我國(guó)現(xiàn)有的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還無(wú)法滿(mǎn)足其性能要求。所以眼下我國(guó)船舶導(dǎo)航接收機(jī)生產(chǎn)廠商首先要解決的問(wèn)題就是如何進(jìn)一步提升系統(tǒng)的性能，提升北斗系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的導(dǎo)航和定位能力，為船舶導(dǎo)航提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

2.2 提升對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)的評(píng)估功能

目前，世界范圍內(nèi)的船載全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機(jī)普遍面臨的問(wèn)題是不具備對(duì)準(zhǔn)確性和適應(yīng)性和完好性的評(píng)估功能，評(píng)估功能直接影響著系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的可靠性。我國(guó)在對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，也要加大在評(píng)估功能方面的研究，結(jié)合船載綜合PNT算法來(lái)進(jìn)行研究，借助輔助系統(tǒng)來(lái)取得需要的數(shù)據(jù)信息。目前各國(guó)對(duì)評(píng)估功能的研究都比較少，預(yù)計(jì)要實(shí)現(xiàn)這一功能需要長(zhǎng)期的研究工作，所以我國(guó)要盡早從這一方面入手，加快研究工作的進(jìn)度。除此之外，我國(guó)各無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也要加強(qiáng)對(duì)這一性能標(biāo)準(zhǔn)的研究，確保生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)品能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)船載導(dǎo)航接收機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的影響，我國(guó)海事部門(mén)、船舶導(dǎo)航管理部門(mén)和相關(guān)企業(yè)要積極迎接挑戰(zhàn)，加強(qiáng)對(duì)這一性能標(biāo)準(zhǔn)的研究，不斷提升我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。北斗生產(chǎn)企業(yè)也要按照新標(biāo)準(zhǔn)來(lái)生產(chǎn)多系統(tǒng)船載導(dǎo)航接收機(jī)，把握市場(chǎng)機(jī)遇，船舶高航管理部門(mén)要及時(shí)做好準(zhǔn)備，為新標(biāo)準(zhǔn)下的船載導(dǎo)航接收機(jī)提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 李慧，張淑芳.船載導(dǎo)航接收機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)我國(guó)北斗應(yīng)用的建議[J].世界海運(yùn)，2016，39（8）：1-5.

[2] 房媛媛，趙燕，曹陽(yáng)，等.船載北斗導(dǎo)航接收機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015，（12）：61-61，65.

[3] 林德輝.船載北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）接收設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)[J].船舶，2017，28（6）：97-102.