龐波波

( 1. 中兵北斗衛(wèi)星通信有限公司, 北京 100089；2. 北斗應(yīng)用發(fā)展研究院, 北京 100089 )

0 引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satelite System，BDS)是我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的GNSS，設(shè)計(jì)之初創(chuàng)新融合衛(wèi)星無(wú)線電定位系統(tǒng)(radio determination satel-lite system，RDSS)、衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)(radio navigation satellite service，RNSS)和移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)(mobile satellite service，MSS)三大業(yè)務(wù)[1-3].2020年北斗三號(hào)(BeiDou-3 Navigation Satellite System，BDS-3)正式開(kāi)通，具備集定位導(dǎo)航，區(qū)域短報(bào)文、全球短報(bào)文、國(guó)際搜救等通導(dǎo)一體特色服務(wù)[4]，為亞太區(qū)域及全球用戶的海上遇險(xiǎn)與安全業(yè)務(wù)提供技術(shù)基礎(chǔ).

回顧國(guó)際海事組織(International Maritime Organization，IMO)海上遇險(xiǎn)與安全衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，早在1988年，隨著衛(wèi)星應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)等概念的出現(xiàn)，為加強(qiáng)海上遇險(xiǎn)與安全通信，IMO提出并實(shí)施集成地面與衛(wèi)星無(wú)線電通信系統(tǒng)的全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)(Global Maritime Distress and Safety System，GMDSS)，并修訂國(guó)際海上人命安全公約(International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS)第IV章無(wú)線電通信設(shè)備，新增GMDSS[5]；2002年，為遏制和防范海上恐怖主義及海盜行為，IMO修訂SOLAS公約第XI-2章節(jié)加強(qiáng)海上安全的特別措施，新增第6條船舶保安報(bào)警系統(tǒng)(ship security alert system，SSAS)，于2003年通過(guò)經(jīng)修訂的SSAS性能標(biāo)準(zhǔn)[6]；2006年，為加強(qiáng)海上安保、海上安全和海上環(huán)境保護(hù)，IMO修訂SOLAS公約第V章航行安全，新增第19-1條船舶遠(yuǎn)程識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)(long range identification and tracking，LRIT)于2008年通過(guò)經(jīng)修訂的LRIT功能及性能要求[7]；2018年，在IMO GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化背景下，美國(guó)銥星系統(tǒng)歷經(jīng)5年被IMO認(rèn)可成為GMDSS衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)提供方[8].

北斗海上遇險(xiǎn)與安全業(yè)務(wù)，其中定位導(dǎo)航服務(wù)，2014年我國(guó)推動(dòng)北斗定位導(dǎo)航服務(wù)被IMO認(rèn)可成為全球無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)組成部分，2020年國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrotechnical Commission，IEC)正式發(fā)布北斗船載接收設(shè)備檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[9]；區(qū)域短報(bào)文服務(wù)，2018年我國(guó)正式提出北斗區(qū)域短報(bào)文申請(qǐng)加入GMDSS，2022年基于北斗區(qū)域短報(bào)文建立的北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)被IMO認(rèn)可成為GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)服務(wù)提供方[10]；國(guó)際搜救服務(wù)，2017年我國(guó)啟動(dòng)北斗國(guó)際搜救服務(wù)加入國(guó)際搜救衛(wèi)星組織，2022年我國(guó)完成與國(guó)際搜救衛(wèi)星組織四個(gè)理事國(guó)(加拿大、法國(guó)、俄羅斯、美國(guó))合作意向聲明簽署，正式成為空間段設(shè)備提供國(guó)，面向全球提供國(guó)際搜救服務(wù)[11]. 國(guó)內(nèi)方面，有關(guān)學(xué)者開(kāi)展北斗RDSS體制應(yīng)用于衛(wèi)星搜救服務(wù)及北斗應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)(BeiDou emergency position indicating radio beacon，BD-EPIRB)搜救系統(tǒng)研究[12-14]；交通運(yùn)輸部海事局也將BD-EPIRB配備要求及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)入《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則2016修改通報(bào)》[15]；同時(shí)有關(guān)學(xué)者開(kāi)展北斗全球短報(bào)文技術(shù)特性及北斗短報(bào)文在全球海事通信領(lǐng)域應(yīng)用研究[16-18]，為北斗在LRIT和SSAS自主可控應(yīng)用提供可能.

綜上，本文系統(tǒng)性的從北斗在遇險(xiǎn)報(bào)警、搜救通信、特色返向鏈路服務(wù)、海上安全信息播發(fā)及動(dòng)態(tài)監(jiān)管等方面開(kāi)展海事業(yè)務(wù)研究；提出北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系概念，給出體系概念、架構(gòu)和功能特征，分析體系內(nèi)融合的業(yè)務(wù)系統(tǒng)；最后從系統(tǒng)化、國(guó)際化及定制化進(jìn)行展望，有助于從全局模式構(gòu)建起規(guī)范統(tǒng)一、服務(wù)閉環(huán)和應(yīng)急保障的北斗海事業(yè)務(wù)體系.

1 服務(wù)體系架構(gòu)

1.1 服務(wù)體系概念

北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系是利用北斗通導(dǎo)一體手段構(gòu)建、符合國(guó)際海事通用慣例及規(guī)范的海上遇險(xiǎn)與安全業(yè)務(wù)體系. 該體系有機(jī)融合多套利用北斗特色服務(wù)建立的天基海上遇險(xiǎn)與安全業(yè)務(wù)系統(tǒng)，分別是用于GMDSS衛(wèi)星系統(tǒng)的北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)、用于航行安全的北斗LRIT服務(wù)和北斗海上安全信息播發(fā)服務(wù)、用于海上保安的北斗SSAS服務(wù)、用于COSPAS-SARSAT的北斗國(guó)際搜救及返向鏈路服務(wù)、用于我國(guó)海事漁業(yè)的BD-EPIRB北斗應(yīng)急示位搜救系統(tǒng). 基本實(shí)現(xiàn)國(guó)際及國(guó)內(nèi)海事框架下北斗海事業(yè)務(wù)的規(guī)范統(tǒng)一和全鏈路閉環(huán)，有效豐富海上應(yīng)急通信手段和提升海上搜救能力. 服務(wù)體系架構(gòu)組成如圖1所示.

圖1 北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系架構(gòu)

1.2 體系架構(gòu)組成

服務(wù)體系架構(gòu)由空間段、地面段和用戶段三部分組成.

1.2.1 空間段

空間段由BDS 3顆地球靜止軌道(geostationary orbit, GEO)衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道(inclined geosynchronous orbit, IGSO)衛(wèi)星和24顆中圓地球軌道(medium earth orbit, MEO)衛(wèi)星混合星座組成. 其中，3顆GEO衛(wèi)星定軌于80°E、110.5°E和140°E；24顆MEO均勻分布在三個(gè)軌道面，軌道傾角為55°；3顆IGSO分布在三個(gè)軌道面，軌道傾角55°[19-20].星座包含RDSS載荷、RNSS載荷和SAR載荷三種，集合導(dǎo)航和通信數(shù)傳為一體，并具備星間鏈路功能[19]，為亞太提供區(qū)域短報(bào)文和位置報(bào)告服務(wù)；為全球提供全球短報(bào)文和國(guó)際搜救服務(wù)，如表1所示.

表1 北斗系統(tǒng)服務(wù)、頻段與載荷對(duì)應(yīng)表

1.2.2 地面段

地面段主要由北斗主控站和北斗任務(wù)控制中心(BeiDou mission control center，BD-MCC)組成. 其中，北斗主控站負(fù)責(zé)衛(wèi)星的跟蹤、遙測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)入站信號(hào)接收，出站信號(hào)注入等業(yè)務(wù).

BD-MCC是在該體系中提出的一個(gè)廣義北斗海事業(yè)務(wù)處理中心，由多個(gè)傳統(tǒng)意義上實(shí)體業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成. BD-MCC涵蓋全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)(COSPAS-SARSAT)北斗返向鏈路服務(wù)提供商、北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)提供商、北斗LRIT通信服務(wù)提供商、北斗SSAS通信服務(wù)提供商和BD-EPIEB任務(wù)控制中心等功能. 其通過(guò)與搜救中心(rescue coordinate center，RCC)、海上安全信息提供方(maritime safety information provider，MSIP)、遠(yuǎn)程醫(yī)療援助提供方(telemedical maritime assistance service，TMAS)、國(guó)際搜救衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)控制中心(COSPAS-SARSAT mission control center，CS-MCC)、社會(huì)公眾和LRIT數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)連接，實(shí)現(xiàn)海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)閉環(huán). 此外，北斗國(guó)際搜救服務(wù)中406 MHz-EPIRB遇險(xiǎn)報(bào)警是由COSPAS-SARSAT中本地用戶終端(local user terminal，LUT)和CS-MCC接收處置.

1.2.3 用戶段

用戶段由運(yùn)行于該體系中各類(lèi)北斗海事終端組成，實(shí)現(xiàn)遇險(xiǎn)報(bào)警、海上安全信息接收、遇險(xiǎn)通信及確認(rèn)回執(zhí)接收等功能. 具體由基于全球短報(bào)文服務(wù)的BD-EPIRB、北斗LRIT終端、北斗SSAS終端，基于國(guó)際搜救服務(wù)的406 MHz-EPIRB終端和基于區(qū)域短報(bào)文服務(wù)的北斗海事移動(dòng)終端和北斗MSI終端等組成.

1.3 體系功能特征

1.3.1 北斗亞太海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)

亞太區(qū)域提供區(qū)域短報(bào)文和位置報(bào)告特色服務(wù)，服務(wù)覆蓋0°～60°N，50°E～160°E. 具備點(diǎn)播、組播、通播和廣播四種服務(wù)模式，入站容量1200萬(wàn)次/h，出站容量600萬(wàn)次/h，單次報(bào)文長(zhǎng)度最大14000 bit (1000漢字)，服務(wù)頻度最小間隔1 s[4]，可實(shí)現(xiàn)遇險(xiǎn)報(bào)警、海上安全信息播發(fā)和船岸通信三類(lèi)海事業(yè)務(wù). 形成面向國(guó)際航行船舶海上遇險(xiǎn)與安全通信的北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)，面向國(guó)內(nèi)海船及漁船應(yīng)急示位報(bào)警的BD-EPIRB船舶應(yīng)急示位搜救系統(tǒng)，面向覆蓋區(qū)域內(nèi)海上大范圍航行警告及氣象預(yù)警的北斗海上安全播發(fā)系統(tǒng)，具體功能特征如圖2所示.

圖2 北斗亞太海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)功能特征

1.3.2 北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)

全球區(qū)域提供國(guó)際搜救、全球短報(bào)文特色服務(wù)，覆蓋深遠(yuǎn)海及極地區(qū)域. 具備點(diǎn)播、廣播兩種服務(wù)模式，具備入站容量30萬(wàn)次/h，出站容量20萬(wàn)次/h，單次報(bào)文長(zhǎng)度最大560 bit (40漢字)，單次通信延遲最小1 s[4]，可實(shí)現(xiàn)船舶遠(yuǎn)程位置報(bào)告、海上保安警報(bào)、406 MHz遇險(xiǎn)報(bào)警及返向鏈路信息確認(rèn)四類(lèi)業(yè)務(wù). 形成面向遠(yuǎn)洋船舶定時(shí)回傳及詢位的北斗遠(yuǎn)程船舶識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，面向遠(yuǎn)洋船舶遭遇海盜威脅時(shí)報(bào)警的北斗海上保安報(bào)警系統(tǒng)，面向全球船舶406 MHz遇險(xiǎn)告警及面向CS-MCC為406 MHz遇險(xiǎn)信標(biāo)發(fā)送返向鏈路確認(rèn)回執(zhí)的北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)，具體功能特征如圖3所示.

圖3 北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)功能特征

2 體系業(yè)務(wù)系統(tǒng)及服務(wù)

2.1 北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)

北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)，是基于北斗區(qū)域短報(bào)文建立，符合IMO A.1001(25)標(biāo)準(zhǔn)的GMDSS移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示. 承諾服務(wù)區(qū)域10°N～55°N，75°E～135°E，服務(wù)區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)為雙重波束覆蓋，滿足單顆衛(wèi)星發(fā)生故障時(shí)，服務(wù)在1 h內(nèi)恢復(fù)[18].北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)與RCC、MSIP、TMAS以及社會(huì)公眾建立連接，實(shí)現(xiàn)船到岸、岸到船和船到船三個(gè)方向，遇險(xiǎn)報(bào)警、遇險(xiǎn)中繼報(bào)警、搜救協(xié)調(diào)通信、海上安全信息播發(fā)、海上安全信息報(bào)告、常規(guī)通信六類(lèi)閉環(huán)通信服務(wù).

圖4 北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

通信方面，使用北斗應(yīng)急搜救出站幀、應(yīng)急搜救入站幀、報(bào)文通信出站幀、報(bào)文通信入站幀四類(lèi)接口；廣播方面，考慮到廣播電文每幀632 bit長(zhǎng)度及每幀60 s播發(fā)頻度限制，利用報(bào)文通信出站幀中通播方式替代實(shí)現(xiàn).

北斗海事移動(dòng)終端包含區(qū)域短報(bào)文技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境性要求和功能性要求三部分. 2022年底已完成國(guó)標(biāo)《基于北斗區(qū)域短報(bào)文的全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)技術(shù)規(guī)范第3部分：船載終端》立項(xiàng). 其中，區(qū)域短報(bào)文通信要求需滿足《北斗三號(hào)區(qū)域短報(bào)文通信用戶終端技術(shù)要求與測(cè)試方法》及獨(dú)立測(cè)試，終端環(huán)境性要求須符合A.694(17)要求，通過(guò)IEC 60945獨(dú)立測(cè)試；功能性要求須符合MSC434(98)要求，通過(guò)IEC 61097-16獨(dú)立測(cè)試.

2.2 北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)

北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)，通過(guò)6顆MEO衛(wèi)星搜救載荷實(shí)現(xiàn)國(guó)際搜救衛(wèi)星組織框架下的406 MHz示位標(biāo)遇險(xiǎn)報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)功能，并通過(guò)24顆MEO衛(wèi)星及3顆IGSO衛(wèi)星RNSS載荷實(shí)現(xiàn)返向鏈路服務(wù)功能，服務(wù)覆蓋全球海域，系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示. 北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)通過(guò)融入現(xiàn)有國(guó)際搜救衛(wèi)星組織體系下，實(shí)現(xiàn)將406 MHz示位標(biāo)遇險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，讓CS-MCC通過(guò)LUT接收到該遇險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)；同時(shí)BD-MCC承擔(dān)返向鏈路服務(wù)提供方功能，面向CS-MCC提供特色的返向鏈路服務(wù)，通過(guò)響應(yīng)CS-MCC返向鏈路信息請(qǐng)求，使用北斗廣播電文接口為遇險(xiǎn)信標(biāo)提供返向鏈路確認(rèn)回執(zhí).

圖5 北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)架構(gòu)圖

406 MHz遇險(xiǎn)信標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，第一代信標(biāo)應(yīng)符合《國(guó)際搜救衛(wèi)星系統(tǒng)406 MHz遇險(xiǎn)信標(biāo)技術(shù)規(guī)范》(C/S T.001)技術(shù)規(guī)范；第二代信標(biāo)應(yīng)符合《第二代國(guó)際搜救衛(wèi)星系統(tǒng) 406 MHz遇險(xiǎn)信標(biāo)技術(shù)規(guī)范》(C/S T.018)技術(shù)規(guī)范；可選支持AIS發(fā)送輔助救援信號(hào)，應(yīng)符合ITU-R M.1371《VHF水上移動(dòng)頻帶內(nèi)使用時(shí)分多址的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)特性》的規(guī)定；可選支持北斗返向鏈路服務(wù)，應(yīng)符合《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件-國(guó)際搜救服務(wù)》(BDS-SIS-ICD-SAR)；如支持伽利略返向鏈路服務(wù)，應(yīng)符合《歐洲全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Galileo)開(kāi)放服務(wù)空間信號(hào)接口控制文件》(OS SIS ICD).

2.3 北斗應(yīng)急示位搜救系統(tǒng)

北斗應(yīng)急示位搜救系統(tǒng)，是基于BDS-3區(qū)域短報(bào)文，利用BD-EPRIB為船舶、船員提供緊急狀態(tài)下報(bào)警、示位和遇險(xiǎn)處置的信息服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示. 其業(yè)務(wù)模式與COSPAS-SARSAT相類(lèi)似，BDEPIRB激活后發(fā)送遇險(xiǎn)報(bào)警信息，經(jīng)北斗GEO衛(wèi)星由北斗主控站轉(zhuǎn)發(fā)到BD-MCC，然后BD-MCC將收到遇險(xiǎn)報(bào)警信息遞送給RCC的同時(shí)，向BD-EPIRB發(fā)送遇險(xiǎn)確認(rèn)回執(zhí). 信號(hào)體制方面，以GEO衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)為主，位置報(bào)告提供主被動(dòng)2種方式，且在定位精度、實(shí)時(shí)性、回執(zhí)確認(rèn)及終端小型化等方面優(yōu)于COSPAS-SARSAT[12]；服務(wù)機(jī)制方面，BD-EPRIB具備落水自動(dòng)激活或手動(dòng)激活遇險(xiǎn)報(bào)警、遇險(xiǎn)鏈路測(cè)試、輔助搜救信號(hào)發(fā)射等功能. 其任務(wù)控制中心由國(guó)內(nèi)多個(gè)省市海事管理機(jī)構(gòu)、漁業(yè)管理機(jī)構(gòu)及北斗分理服務(wù)商組成一個(gè)泛在遇險(xiǎn)報(bào)警值守及分發(fā)網(wǎng)絡(luò)體，實(shí)現(xiàn)報(bào)警回執(zhí)確認(rèn)及遇險(xiǎn)報(bào)警信息遞送. 該系統(tǒng)在我國(guó)海事、漁業(yè)有著廣泛應(yīng)用，已成為COSPAS-SARSAT系統(tǒng)有效補(bǔ)充，正成為下一代衛(wèi)星搜救服務(wù)體制發(fā)展趨勢(shì).

圖6 北斗應(yīng)急示位搜救系統(tǒng)架構(gòu)圖

BD-EPRIB應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GNSS船舶應(yīng)急定位信息服務(wù)系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)要求，包括第1部分功能描述、第2部分交換協(xié)議以及第3部分設(shè)備性能要求及測(cè)試方法；同時(shí)須滿足我國(guó)海事局《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則2016修改通報(bào)》中有關(guān)規(guī)定.

2.4 北斗LRIT系統(tǒng)

北斗LRIT系統(tǒng)，是基于北斗全球短報(bào)文建立起的遠(yuǎn)程船舶位置報(bào)告服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示. 可面向全球海域內(nèi)國(guó)際航行貨船、客船及海上移動(dòng)鉆井平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)每6 h自動(dòng)將船舶識(shí)別號(hào)、位置及時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)BD-MCC傳輸給船舶主管當(dāng)局授權(quán)的應(yīng)用服務(wù)提供商(application service provider，ASP)及LRIT數(shù)據(jù)中心；同時(shí)通過(guò)北斗全球短報(bào)文發(fā)送輪詢指令讓船舶立即發(fā)送位置報(bào)告和遠(yuǎn)程配置為15 min至6 h的位置回傳間隔.

圖7 北斗LRIT系統(tǒng)架構(gòu)圖

北斗全球短報(bào)文滿足LRIT功能要求，可特別用于懸掛中國(guó)船旗遠(yuǎn)洋船舶位置回傳，保護(hù)我國(guó)船舶實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)安全性；同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范推動(dòng)北斗全球短報(bào)文成為其他船旗國(guó)通信服務(wù)提供商，形成北斗LRIT國(guó)際服務(wù)網(wǎng)，面向全球海域內(nèi)國(guó)際航行船舶服務(wù).

目前，國(guó)內(nèi)還未制定北斗LRIT設(shè)備規(guī)范，該規(guī)范可分為全球短報(bào)文技術(shù)要求、環(huán)境性要求和功能性要求三部分，全球短報(bào)文技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合北斗全球短報(bào)文民用終端入網(wǎng)通用技術(shù)要求，環(huán)境性要求需符合A.694(17)決議，通過(guò)IEC 60945獨(dú)立測(cè)試；性能要求需符合MSC 263 (84)要求，通過(guò)IEC 62729獨(dú)立測(cè)試.

2021年9月，在“PACIFIC TALENT”輪部署一臺(tái)北斗全球短報(bào)文設(shè)備，設(shè)置每300 s自動(dòng)回傳一次實(shí)時(shí)位置，如圖8所示，開(kāi)展全球位置報(bào)告回傳測(cè)試.根據(jù)回傳數(shù)據(jù)整理，基本上可實(shí)現(xiàn)在全球海域范圍的實(shí)時(shí)位置連續(xù)回傳，偶爾會(huì)出現(xiàn)1～2次數(shù)據(jù)丟失情況，極個(gè)別區(qū)域(如墨西哥灣)短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)連續(xù)丟失情況. 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，整體成功率可達(dá)到95%及以上[21].

圖8 PACIFIC TALENT 輪北斗全球短報(bào)文位置報(bào)告統(tǒng)計(jì)

2.5 北斗SSAS

北斗SSAS，是基于北斗全球短報(bào)文用于國(guó)際航行船舶在遭受海盜襲擊或恐怖行為時(shí)，向岸上主管機(jī)關(guān)發(fā)送保安報(bào)警，系統(tǒng)架構(gòu)如圖9所示. 該系統(tǒng)應(yīng)能從駕駛室及至少一個(gè)其他位置一鍵啟動(dòng)報(bào)警，啟動(dòng)后不產(chǎn)生警報(bào)，直到關(guān)閉或復(fù)位，可持續(xù)將船舶識(shí)別號(hào)、遇險(xiǎn)位置和時(shí)間、遭受威脅或已受到危害狀態(tài)發(fā)送給岸上主管機(jī)關(guān)，實(shí)現(xiàn)船舶保安報(bào)警.

北斗全球短報(bào)文可滿足SSAS有關(guān)要求，專(zhuān)門(mén)服務(wù)我國(guó)自有5000艘國(guó)際航行船舶. 當(dāng)船舶發(fā)生保安威脅時(shí)，船舶發(fā)出保安報(bào)警經(jīng)BD-MCC傳輸給船舶所屬公司，由所屬公司報(bào)告給海事管理機(jī)構(gòu)；如果發(fā)生在我國(guó)水域，將繼續(xù)報(bào)告到中國(guó)海上RCC統(tǒng)一接收，并協(xié)調(diào)采取保安行動(dòng)；如果發(fā)生在非我國(guó)水域，將繼續(xù)報(bào)告到海事主管機(jī)關(guān)，由海事主管機(jī)關(guān)通知該船舶航行位置附近的沿岸國(guó)采取保安行動(dòng)[22].

目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)北斗SSAS設(shè)備規(guī)范，該規(guī)范也分為全球短報(bào)文技術(shù)要求、環(huán)境性要求和功能性要求三部分，全球短報(bào)文技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合北斗全球短報(bào)文民用終端入網(wǎng)通用技術(shù)要求，環(huán)境性要求須符合A.694(17)要求，通過(guò)IEC 60945獨(dú)立測(cè)試，性能要求須符合MSC 147(77)要求.

2.6 北斗海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)

北斗海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)，利用北斗區(qū)域短報(bào)文點(diǎn)播、組播、通播和廣播組合通信方式，在亞太區(qū)域?qū)崿F(xiàn)航行警告、氣象警告、搜救相關(guān)信息及其他預(yù)警信息的大范圍播發(fā)服務(wù)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖10所示. 海事機(jī)構(gòu)、氣象機(jī)構(gòu)、搜救機(jī)構(gòu)以及漁業(yè)機(jī)構(gòu)可通過(guò)BD-MCC或指揮機(jī)，實(shí)現(xiàn)向服務(wù)范圍內(nèi)的航行/氣象警告區(qū)、沿海航行警告區(qū)、自定義圓形/矩形區(qū)域以及衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的船舶用戶播發(fā)海上安全信息，實(shí)現(xiàn)即時(shí)、中英文、長(zhǎng)報(bào)文及大范圍的海上安全預(yù)警服務(wù).根據(jù)北斗短報(bào)文通信特性，利用通播特點(diǎn)向所屬用戶實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)報(bào)文安全信息播發(fā)；利用廣播循環(huán)播發(fā)特點(diǎn)向衛(wèi)星波束下所有北斗用戶實(shí)現(xiàn)海上安全信息有效編號(hào)播發(fā)；利用組播單發(fā)群收特點(diǎn)，為搜救機(jī)構(gòu)、遇險(xiǎn)船只及附近船只動(dòng)態(tài)建群組建搜救網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高效搜救協(xié)調(diào)；利用點(diǎn)播特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)向特定用戶定制化推送海上安全預(yù)警服務(wù).

圖10 北斗海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)圖

目前，北斗海上安全信息播發(fā)體系標(biāo)準(zhǔn)，通播模式已有標(biāo)準(zhǔn)《基于北斗通信的海上安全信息播發(fā)要求》，有關(guān)北斗組播、點(diǎn)播和廣播功能應(yīng)用規(guī)范仍需進(jìn)一步修訂.

3 服務(wù)體系應(yīng)用展望

3.1 系統(tǒng)化應(yīng)用

北斗全球海上遇險(xiǎn)于安全服務(wù)體系的系統(tǒng)化應(yīng)用，一方面，是基于北斗短報(bào)文在漁船、海事公務(wù)船探索應(yīng)用中所累積的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，打造廣義BD-MCC，建立與主管機(jī)關(guān)的業(yè)務(wù)連接，實(shí)現(xiàn)遇險(xiǎn)與安全通信的服務(wù)閉環(huán)，建成一體化、專(zhuān)業(yè)化、高安全北斗海事應(yīng)用服務(wù)體系，在海事業(yè)務(wù)中集成位置報(bào)告、應(yīng)急救援、報(bào)文通信三種基本服務(wù)，形成系統(tǒng)性服務(wù)，豐富海上遇險(xiǎn)與安全手段. 另一方面，在現(xiàn)行國(guó)際海事規(guī)則、海事通用慣例及國(guó)內(nèi)海事需求基礎(chǔ)上，推動(dòng)北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全手段納入基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)相關(guān)管理，納入國(guó)家應(yīng)急通信體系應(yīng)用和國(guó)家網(wǎng)信安全監(jiān)管體系，規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量，基礎(chǔ)產(chǎn)品、終端、應(yīng)用系統(tǒng)，以及體系服務(wù)等納入國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督總局認(rèn)可認(rèn)證體系，奠定規(guī)范化、市場(chǎng)化、規(guī)?；瘧?yīng)用推廣基礎(chǔ)[23].

3.2 國(guó)際化應(yīng)用

北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系在亞太海域以及全球海域的應(yīng)用，應(yīng)充分發(fā)揮北斗通導(dǎo)一體特色及優(yōu)勢(shì). 國(guó)際組織框架層面，在現(xiàn)有北斗報(bào)文服務(wù)系統(tǒng)成功納入到IMO GMDSS衛(wèi)星系統(tǒng)、北斗國(guó)際搜救系統(tǒng)納入到COSPAS-SARSAT基礎(chǔ)上，積極推動(dòng)北斗全球短報(bào)文成為L(zhǎng)RIT及SSAS的通信提供商，躋身到海上安全及航行安全領(lǐng)域. 同時(shí)，積極參與有關(guān)GMDSS衛(wèi)星系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、LRIT、SSAS、海上安全信息播發(fā)以及COSPAS-SARSAT國(guó)際搜救的規(guī)則制修訂. 全面提升我國(guó)海事話語(yǔ)權(quán)和影響力. 規(guī)范層面，國(guó)內(nèi)聯(lián)合海事、漁業(yè)、氣象、應(yīng)急、工信等多個(gè)行業(yè)主管機(jī)關(guān)、船級(jí)社及相關(guān)廠商，聯(lián)合制定及逐步完善體系業(yè)務(wù)系統(tǒng)及服務(wù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)際方面，推動(dòng)在IEC層面制定北斗海事終端的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；形成北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)生態(tài)體系. 國(guó)際應(yīng)用方面，推動(dòng)北斗應(yīng)急示位搜救系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)在亞太區(qū)域應(yīng)急搜救及航海保障的復(fù)制應(yīng)用，并通過(guò)北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系推廣讓更多國(guó)家認(rèn)識(shí)北斗，運(yùn)用北斗.

3.3 定制化應(yīng)用

北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系定制化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用場(chǎng)景的潛在增值需要. 拓展應(yīng)用場(chǎng)景方面，在北斗EPIRB基礎(chǔ)上，推動(dòng)北斗個(gè)人定位信標(biāo)(personal location beacon，PLB)應(yīng)用，充分利用北斗短報(bào)文在大眾智能手機(jī)端應(yīng)用的技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)俠義北斗PLB，北斗人員搜救信標(biāo)(man overboard，MOB)的小型化、集約化和低功耗；同時(shí)利用大眾、商業(yè)公司及專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)組成廣義BD-MCC，形成一個(gè)泛在的遇險(xiǎn)遞送網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)的廣義北斗PLB(如北斗衛(wèi)星消息智能手機(jī))、俠義北斗PLB和北斗MOB的服務(wù)閉環(huán). 挖掘業(yè)務(wù)需求方面，在北斗海上安全信息播發(fā)基礎(chǔ)上，開(kāi)展北斗船舶氣象導(dǎo)航服務(wù)，利用北斗短報(bào)文通道，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)船位或遠(yuǎn)洋航線的遠(yuǎn)洋氣象導(dǎo)航服務(wù)信息定制推送、氣象信息的自主獲取以及基于船舶位置的海洋氣象要素動(dòng)態(tài)采集. 此外，探索北斗短報(bào)文與搜救雷達(dá)應(yīng)答器(search and rescue radar transponder，SART)、遠(yuǎn)程船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(longrange automatic identification system，L-AIS)等結(jié)合應(yīng)用.

4 結(jié)束語(yǔ)

北斗在全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用中，本文提出北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系，通過(guò)引入廣義BD-MCC概念，設(shè)計(jì)該服務(wù)體系架構(gòu)；結(jié)合北斗特色服務(wù)與海事業(yè)務(wù)，在國(guó)際海事框架下給出該服務(wù)體系在全球與亞太的功能特征；全面梳理該服務(wù)體系所包含業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程及服務(wù)規(guī)范；同時(shí)展望了在系統(tǒng)化、國(guó)際化及定制化方面的應(yīng)用；系統(tǒng)性闡述北斗全球海上遇險(xiǎn)與安全服務(wù)體系內(nèi)涵及未來(lái)發(fā)展方向，為深化北斗短報(bào)文應(yīng)用提供參考.