北斗導航:航海事業的“救星”與“幫手”
自1957年人造地球衛星首次升空以來,人類便開始研究衛星導航技術,組建天基導航系統,其中就包括我國北斗衛星導航系統。
據公開資料顯示,20世紀70年代,我國老一輩科學家推進“燈塔計劃”,奏響了我國衛星導航“序曲”。80年代,我國利用兩顆靜止通信衛星,進行了定位演示驗證試驗,為后續北斗系統工程實施奠定了技術基礎。
1994年,北斗系統正式立項,按照“三步走”規劃,逐步實施發射組網工作。截至今年5月17日,北斗系統累計發射衛星60顆(含4顆北斗一號導航試驗衛星),現役50顆。
北斗系統由空間段、地面段和用戶段組成。其中,空間段由一系列靜止軌道衛星、中圓地球軌道衛星等組成,用于收發信號,即衛星接收地面設備發出的信號,然后結合地圖信息,將信號轉換為位置坐標信息,再發送給地面設備。

地面段由主控站、地面站、星間鏈路運行管理設備等組成。主控站主要根據衛星發來的信號,對衛星觀測數據進行分析,并設定指令,發送給衛星,促使衛星做出對應動作,比如驅動衛星高精度“關注”地面目標等。地面站主要作為主控站與衛星之間的信號中轉站。
用戶段包括終端設備、應用系統等,便于用戶開展遠程操作,便利地享受服務。
北斗系統發展過程中,導航、通信功能進行了全面融合,能夠高效實現信息交換和位置共享。目前,北斗系統已被廣泛地應用在航海領域,具體職能包括船舶交通管理、海上搜救和航海保障等。
由于海洋環境較為復雜,船舶在航行過程中必須接受實時監測,才有望避免一些意外突發情況。當前,海事部門主要采用船舶交通管理中心和船舶自動識別系統(AIS)來實時監測船舶。如果將北斗系統和AIS結合應用,船舶的AIS信息就可以通過短報文發送至岸端,從而有效拓寬實時監測的范圍,已成為越來越常用的航行安全保障手段。
眾所周知,海上搜救是危險且復雜的。通常,海上事故伴隨著惡劣天氣、海況發生,觀察條件不利,因此海上搜救工作最大的難點就是對失事船只、被困人員進行準確定位。傳統上,海上救援工作者主要使用全球海上遇險與安全系統,但該系統的應用價格高且操作復雜,許多船舶沒有安裝。
北斗系統正式應用后,一種較好的解決方案誕生:利用北斗系統的應急示位標,在海上人員遇險時,自動或人為發送求救信號。由于北斗系統具備雙向短報文通信功能,當求救信息發送后,陸地控制中心能夠第一時間開展信息收集工作,在最短時間內實施救援,最大程度上提高救援的成功率。
事實上,北斗系統不僅在危難關頭“顯身手”,平時同樣作用大。航海保障部門是海事系統的核心部分,涉及航標設置維護、海道測量、潮汐觀測等細致復雜的工作,對于設備的精準度的要求較高。北斗系統能夠有效滿足海事工作者對于精確度和定位準確度的要求,并且提供定制化服務,顯著降低成本。
總之,隨著北斗衛星導航系統不斷實現技術升級,應用范圍不斷拓展,必將在航海事業中發揮越來越關鍵的作用,為營造科技化、信息化和智能化的海上通航環境奠定堅實基礎。




