淺論建設(shè)湄洲灣口RBN-DGPS 差分臺站的必要性

黃迪輝

摘 要：湄洲灣港是福建省沿海的一個重要港口，近年來港口業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，對航海保障基礎(chǔ)設(shè)施的要求日益增加。本文從各方面對建設(shè)湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的必要性進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：RBN-DGPS臺站 建設(shè) 必要性研究

1.RBN-DGPS系統(tǒng)概述

1.1什么是GPS

GPS是由美國國防部負(fù)責(zé)研制，主要滿足軍事需求，用于地球表面及近地空間用戶的精確定位、測速和作為一種公共時間基準(zhǔn)的全天候星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。它可全天候、連續(xù)地為用戶提供三維位置、速度和時間基準(zhǔn)。出于自身安全考慮，美國人為增加衛(wèi)星鐘差和星歷誤差，從而加劇GPS系統(tǒng)定位誤差。此外還存在電離層、對流層傳播等自然誤差。要獲取精準(zhǔn)定位，就必須減少存在的干擾誤差。DGPS概念便應(yīng)運(yùn)而生。

1.2什么是DGPS

所謂差分GPS（DGPS）就是把一臺GPS基準(zhǔn)接收機(jī)放在位置已精確測定的點(diǎn)上，它將收到的定位數(shù)據(jù)不斷地與其準(zhǔn)確位置相比較，求得GPS在該點(diǎn)的位置或偽距測量誤差，再把這些測量誤差通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)射機(jī)廣播出去，工作區(qū)內(nèi)的GPS用戶接收到這些誤差校正信息。修正GPS測量值，提高定位精度。

1.3什么是RBN-DGPS

RBN-DGPS是（Radio Beacon Navigation/DGPS ）簡稱，中文名為無線電指向標(biāo)/差分全球定位系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)鏈發(fā)射機(jī)使用的是原有的海事無線電信標(biāo)發(fā)射機(jī)，系統(tǒng)主載波是信標(biāo)，副載波是經(jīng)過MSK調(diào)制的差分GPS修正信息，通過這樣的設(shè)計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)原有信標(biāo)的功能，又可以向信號可覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)送差分校正信息，以達(dá)到高精度導(dǎo)航和定位的目的。

2.湄洲灣港口區(qū)域的RBN-DGPS工作現(xiàn)狀

1989年2月14日美國發(fā)射成功了第一顆 GPS 衛(wèi)星 ，到1993年底初步具備可使用功能的GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組建完成，標(biāo)志著人類開始進(jìn)入利用衛(wèi)星系統(tǒng)來進(jìn)行全球定位的時代 。為了跟上時代的腳步，1995年中國海事局作為中國海上交通的主管部門在對當(dāng)時的國內(nèi)外各種海上無線電導(dǎo)航設(shè)施、技術(shù)和未來一段時間無線電導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了深入的研究，做出了將依托原有無線電指向標(biāo)站和勞蘭 A 導(dǎo)航臺站等設(shè)施，逐步在我國沿海建設(shè) RBN-DGPS全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng) ，并將該系統(tǒng)列入中國交通運(yùn)輸部“九五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目 。到2002年經(jīng)過7年的辛勤建設(shè)，根據(jù)“統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)”的建設(shè)原則，分3期完成建設(shè)了共 20 座RBN-DGPS 臺站，臺站信號覆蓋分布從最北的鴨綠江口到最南的西沙群島，基本上將我國沿海主要港口、重要水域和狹窄水道納入了DGPS導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)絡(luò)范圍，完善性監(jiān)控臺與基準(zhǔn)臺和發(fā)射臺同步建設(shè)，且同址同臺。此次建設(shè)的臺站信號有效覆蓋范圍為300 公里（海上） ，如果出現(xiàn)跨越陸地傳輸時，則信號衰減明顯。在利用該系統(tǒng)播發(fā)的差分信號進(jìn)行GPS 定位時， 可實(shí)現(xiàn)精度優(yōu)于5米的實(shí)時定位。該系統(tǒng)的建設(shè)和使用，讓中國的航運(yùn)事業(yè)和海洋開發(fā)得到了飛躍性的發(fā)展。最近幾年，隨著我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星配布逐步完善，我們高度重視臺站的北斗信號兼容工作，現(xiàn)在已基本完成RBNDGPS系統(tǒng)的雙模改造，原有的差分導(dǎo)航臺站都已具備處置北斗信號的能力。

湄洲灣港位于福建中部，處于中國兩大經(jīng)濟(jì)活躍地區(qū)（珠江三角洲與長江三角洲城市群）和“海峽兩岸”（中國大陸與臺灣地區(qū)）的聯(lián)接點(diǎn)上，具有獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢，往南往北可聯(lián)通珠三角、長三角，往東能直達(dá)臺灣的西海岸。湄洲灣港與臺中港的距離只有72海里，是福建沿海離臺灣本島直線距離最近的港口，也是江西、湖南等中西部地區(qū)省份可利用最近的出?？?。位于湄洲灣口外的臺灣海峽，是福建和臺灣的航運(yùn)紐帶，也是我國東海和南海之間的交通要道，許多國際重要航線也都經(jīng)由臺灣海峽通過。

湄洲灣港轄湄洲灣、興化灣（南岸）、平海灣三大港灣，水域面積516平方公里，海岸線總長330公里，其中10米以上天然深水岸線長達(dá)30多公里，可建深水泊位150多個。尤以湄洲灣自然條件最優(yōu)，灣口分布有湄洲島、東周半島和文甲岬角等島嶼，能遮擋臺灣海峽的風(fēng)浪。湄洲灣向內(nèi)陸深入約34公里，且航道寬度大，灣內(nèi)無大型河流進(jìn)入，所以水體的含沙量低，該區(qū)域?qū)儆趶?qiáng)潮差地區(qū)平均潮差在5米左右，最大潮差可達(dá)7米以上，而且還有口小腹大、不凍不淤的特點(diǎn)。

湄洲灣港擁有各種方便快捷的疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，鐵路支線能到達(dá)各港區(qū)的前沿，并利用向莆鐵路、福廈鐵路、漳泉鐵路與全國鐵路網(wǎng)相連。連接南北的沈海高速橫貫灣頂，連接?xùn)|西的湄永高速、湄渝高速公路，持續(xù)拓展著湄洲灣的港口腹地。管道、國道、省道以及便捷的疏港公路更為港口插上騰飛的翅膀。

經(jīng)過多年港口建設(shè)的連片開發(fā)、有序推進(jìn)，先后建成中化斗尾30萬噸級原油碼頭、國投湄洲灣煤炭碼頭（10萬噸級煤炭接卸泊位）等24個泊位（其中深水泊位12個）。全港共擁有千噸級以上生產(chǎn)性泊位50個，其中包括2個30萬噸級原油碼頭在內(nèi)的萬噸以上泊位26個，總吞吐能力達(dá)1.18億噸，可滿足20萬噸煤炭船、Q-Flex型LNG船、30萬噸級VLCC船、5萬噸級集裝箱船通航作業(yè)需求。東南沿海最大的40萬噸鐵礦石專用碼頭，年設(shè)計(jì)總量8000萬噸的國投湄洲灣煤炭集配中心，福建有史以來投資最大、等級最高的湄洲灣30萬噸級航道等項(xiàng)目正加快建設(shè)中。

預(yù)計(jì)至2020年底，湄洲灣港吞吐能力將達(dá)到2億噸，吞吐量突破1.5億噸；可通航靠泊40萬噸鐵礦石船、45萬噸原油輪、20萬噸煤炭船和Q-MAX型LNG船等各類世界最大散貨船和10萬噸級集裝箱船。

隨著湄洲灣港口的不斷發(fā)展，對航海保障服務(wù)也提出了更多的要求，特別是對精確定位服務(wù)的穩(wěn)定性提出了更高的目標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)有中國沿海RBN-DGPS基準(zhǔn)臺站分布情況，在湄洲灣港口區(qū)域能接收到的臺站信號有北面的天達(dá)山基準(zhǔn)站和南面的鎮(zhèn)海角基準(zhǔn)站所發(fā)射的信號，這兩個臺站與湄洲灣港口區(qū)域的距離均在100KM左右。因?yàn)镽BN-DGPS系統(tǒng)有用戶定位精度隨距離的增大而降低的特性，在我們的對RBN-DGPS臺站信號的長期監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)湄洲灣港口區(qū)域用戶定位誤差（2DRMS）明顯高于福州港區(qū)和廈門港區(qū)。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)?shù)睾Ｊ鹿芾聿块T和引航人員也多次向我們反映，在湄洲灣港口區(qū)域RBN-DGPS臺站信號弱，存在一定的安全隱患。

3.增設(shè)湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的必要性

3.1軍事方面

湄洲灣海域地處臺灣海峽中部，地理位置重要，在對臺軍事斗爭中有重要戰(zhàn)略意義。由于湄洲灣港口優(yōu)越的地理水深條件，大型水面作戰(zhàn)船艇可以自由進(jìn)出湄洲灣海域，加上越來越完善的聯(lián)勤保障條件，近年來進(jìn)出湄洲灣的軍艦數(shù)量明顯上升。隨著軍事技術(shù)的不斷進(jìn)步，能提供高精度定位能力，不論是對軍用船舶的航行還是執(zhí)行任務(wù)都有十分重要的意義。

3.2交通助導(dǎo)航方面

增設(shè)湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站后，可大大提高湄洲灣附近區(qū)域的衛(wèi)星定位精度。首先，在對海上的航行船舶定位、測速、校正儀器等都有重要作用，能提高航海者各項(xiàng)操作的精度和可靠度。而且對陸上的車輛行駛定位精度也能提高，在當(dāng)今各類衛(wèi)星導(dǎo)航軟件普遍使用的背景下，用戶的使用體驗(yàn)滿意度會增加。

3.3社會效益方面

增設(shè)湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站是湄洲灣港腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。2009年5月14日國務(wù)院正式發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于支持福建省加快建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的若干意見》。2009年7月17日，交通運(yùn)輸部與福建省政府簽署了《加快海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)交通運(yùn)輸發(fā)展會議紀(jì)要》。紀(jì)要認(rèn)為，國務(wù)院《若干意見》提出的海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)戰(zhàn)略定位，對交通運(yùn)輸發(fā)展提出新的更高要求。加快交通運(yùn)輸發(fā)展是加快建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要舉措和重要支撐。交通運(yùn)輸部支持福建省政府提出的交通先行、加快發(fā)展的發(fā)展思路和舉措，加大對福建省交通運(yùn)輸發(fā)展的扶持力度，為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)提供堅(jiān)強(qiáng)有力的支撐保障。按照促進(jìn)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展和兩岸直接“三通”的要求，大力推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 隨著海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的進(jìn)一步建設(shè)和發(fā)展，對港口建設(shè)提出了更高的要求，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)腹地的發(fā)展，必須加快港口建設(shè)的進(jìn)程。為此湄洲灣航道條件的進(jìn)一步改善日趨緊迫。

綜上所述，我們認(rèn)為盡早推動湄洲灣口RBN-DGPS差分臺站的建設(shè)是有必要的也是很迫切的。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鳴華.加快建設(shè)福建省湄洲灣港口航運(yùn)市場服務(wù)體系[J].物流科技，2014（12）.