RNSS模式下北斗监控系统组网方式探讨

镇江船艇学院　赵　柯　陈希真

RNSS模式下北斗监控系统组网方式探讨

镇江船艇学院赵柯陈希真

北斗系统启用RNSS定位工作模式后，用户机不再需要执行位置申请即可完成定位，现有基于RDSS工作模式的北斗动态监控系统中惯用的利用北斗指挥机兼收下属用户机位置回馈信息来实现跟踪定位的工作原理，在RNSS工作模式下将不再适用。为了解决这个问题，本文根据北斗指挥机能够兼收下属机短信的特点，论证提出一种基于“短信兼收”的级联式新型组网方式，实现多层级北斗指挥机对运行在RNSS定位模式下北斗用户机的动态监控。试验结果表明：这种基于“短信兼收”的新型组网模式与基于“定位兼收”的传统组网模式相比，能够节省硬件建设成本，简化内部关系，具有更强的灵活性和生命力，对RNSS模式下新一代北斗动态监控系统的研制建造具有一定的指导意义。

智能交通；动态监控系统；组网方式；北斗；定位

1.现状及问题

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗动态监控系统，其组网模式虽然能够在一定程度上实现对多用户的远程动态监控，但是也存在着较为明显的问题：

（1）建设成本较高

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗动态监控系统，在所需监控的用户机数量较多、监控指挥部门层级较复杂的情况下，批量购置大容量的北斗指挥机所需的硬件建设费用相当可观。

（2）后期维护麻烦

由于北斗指挥机和用户机之间的从属关系是通过烧写指挥机内的卡信息来完成的，一旦在系统使用过程中出现用户机数量的增加或者变动（比如出租车公司购入新车，或者某辆出租车所挂靠的公司发生了变动），均需要到指定的北斗设备管理部门对其上各级指挥机的卡信息进行重新烧写，这对后期的系统维护工作带来

了很大的难度。

（3）监控密度较低

由于所有来自于北斗用户机的有源定位申请都将通过卫星转发到地面计算中心进行运算之后，才能得出该北斗用户机的位置信息，而地面计算中心的计算能力是有限的（每分钟能够处理54万个用户请求），所以北斗系统根据用户属性的不同，对每个北斗用户机的有源定位申请频度进行了限制。

（4）难以适应无源工作模式

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗动态监控系统，其首要的一个先决条件就是要求被监控的北斗用户机不断地进行有源定位，其各上级北斗指挥机才能够通过兼收北斗卫星发送给它的位置回馈信息来实现对它的动态监控。

鉴于此，为了压缩北斗动态监控系统的建设成本，增强系统组网的灵活性，提高对所有目标的监控密度，适应新一代北斗系统无源定位的特点，本文提出了一种基于新的动态监控系统组网模式，这种组网模式不再依赖于北斗指挥机对下属用户机的“定位兼收”功能进行设计，而是利用指挥机能够兼收下属机短信的功能，建立起基于“短信兼收”的级联式监控体系，解决传统的系统组网模式所存在的一系列问题［6］。

2.新的组网模式

2.1新型组网模式的工作原理

为了实现其余各级管理机构对所辖北斗用户机动态的同步监控，根据北斗系统“短信兼收”的工作原理，在其余各级管理机构部署北斗指挥机，并将部署在各自所辖最底层管理机构的北斗用户机作为其下属，这样一来，当部署在被监控对象上的北斗用户机向部署在最底层管理机构的北斗用户机发送北斗短信的时候，部署在最底层管理机构之上各级管理机构的北斗指挥机，都将同步兼收到这条北斗短信，经由安装在配套计算机内的专用软件进行解码后，同样可以在各自的地理信息系统上进行标绘显示。

2.2新型组网模式的优缺点分析

2.2.1主要优点

与传统的基于“定位兼收”的组网模式相比，这种基于“短信兼收”的组网模式有着明显的优点：

（1）建设成本低

这种组网方式能够较大地简化整套系统的内部关系，节省硬件建设成本。在本例中，运用这种模式构建出租车动态远程监控系统，除了每台出租车上安装1台普通用户机之外，只需在每个出租车公司内配置1台普通用户机、每个区客管处配置1台100容量指挥机、市客管局配置1台100容量指挥机即可。还是按照上文所述的价格核算，应用这种组网模式建设一套城市出租车动态监控系统，所需花费的硬件购置成本为：2*10100+10*11=20310万元，比上种方案所需的经费至少缩减1390万元。

（2）后期维护方便

在本文所提出的基于“北斗短信”的组网模式下，作为系统最底层的车载北斗用户机，与部署在出租车公司以上各级管理机构的北斗指挥机之间，不再构成直接的从属关系，系统内所有北斗指挥机的下属用户列表，只与系统内包含的出租车公司有关，而与最底层的出租车无关。在系统内出租车公司没有增加的前提下，系统内出租汽车数量的变化、隶属关系的转移等情况，均不会对各级管理机构的北斗指挥机造成影响，无需对任何指挥机的卡信息进行重新烧写操作，对系统的后期维护带来了先天性的优势。

（3）监控密度大

由于所有被监控对象的位置动态信息通过专用软件进行编码变成一条北斗短信进行发送，只要经过科学合理的编码处理，每条北斗短信可以一次性完成多个位置点信息的传送，从而提高对被监控对象的监控密度。以北斗系统内应用比较普遍的三类通信等级用户为例，该类用户的短信发送频度被限制为1次/分钟，单条短信的长度被控制为72字节。我们可以通过以下算法，实现每分钟30个位置点的一次性传送。

（4）能够适应无源工作模式

这种基于“短信兼收”的组网模式，无论是部署在最底层被监控对象的北斗用户机，还是部署在各级管理机构的指挥机，全都可以在RNSS的无源定位模式下正常运行，尤其是最底层被监控对象，可以通过无源定位方式获得实时的、连续的自身位置动态，能够为自身的定位导航等作业提供极大的便利。

2.2.2主要缺点

虽然这种新的组网模式与传统模式相比有着诸多显著的优点，但也有着一定的局限性：

一是需要专用控制软件的支持。新方案中，所有出租车用户机的组网逻辑都是由软件系统进行控制的，而且对于车位的打包上报、接收解码也均需要编制相应的系统软件，所以相对于传统的组网方案，所需要的软件技术含量要更高。

二是由于各级管理机构的指挥机与出租车上的用户机没有构成直接的从属关系，所以这两者之间也不存在“定位兼收”和“短信兼收”的可能。虽然各级管理机构的指挥机能够收到每辆下属出租

车所上报的位置信息，也依然能够对任意一级管理机构或者任意一辆出租车进行点对点指挥，但是至于任何一台出租车上的用户机到底接收到指令了没有，或者在其他时间还收到了些什么内容，除非这辆出租车能够及时主动给予回执，否则，作为任何一级管理机构都无从知晓。当然，至于这种功能到底重不重要，那就需视具体情况而定了。

三是用普通用户机来代替公司级的小容量指挥机，虽然在成本上得到了很好的控制，但是同时也损失了一个指挥机对从属机进行短信群发的功能。若是非要保留这一个群发功能，可将新方案中的每个中转站由普通用户机改为小容量指挥机，其他各级主管单位若需要对所属出租车进行短信群发，可以在软件的控制下由每个中转站进行即时转发。

3.结论

综上所述，本文所提出的基于“短信兼收”的动态监控组网模式与传统的基于“定位兼收”北斗组网模式相比，能够较好地解决在RNSS工作模式下北斗指挥机对下属用户机的动态监控问题，能够节省一定的建设成本，且具有更高的组网灵活性和扩容性，有一定的推广应用价值，对现有北斗动态监控系统的升级改造具有一定的指导意义。

［1］李永吉.基于北斗系统军车定位监控技术的研究［DB］.中国优秀博硕士学位论文全文数据库，2010：23-25.

［2］刘永光，侯鹰.基于北斗卫星定位技术构建车辆监控系统［J］.全球定位系，2007，4：33-35.

［3］杨森.基于北斗的无人飞机指挥控制系统技术解决方案［EB］.百度文库，2010：35-36.

赵柯（1980—），男，浙江东阳人，上海海事大学交通运输规划与管理专业硕士，主要研究方向：交通运输规划与管理。

陈希真（1963—），男，教授，硕士生导师，现供职于镇江船艇学院。