北斗短报文在广电应急广播中的应用

+孙功宪

（泰斗微电子科技有限公司 ）

一、广电应急广播体系及其面临的挑战

广电应急广播体系是国家应急体系、公共服务体系的重要组成部分。广播电视遵循统筹规划、分级建设、安全可靠、快速高效、平战结合的基本原则，统筹利用现有广播电视资源，建设形成中央、省、市、县四级统一协调、上下贯通、可管可控、综合覆盖的全国应急广播体系，向城乡居民提供灾害预警应急广播和政务信息发布、政策宣讲服务。应急广播技术系统由国家、省、市、县四级组成。

广电大喇叭经过七八年时间的发展，目前已经覆盖全国主要省份的大多数县市的自然村，发挥着重要作用，实现了自然村的语音通播、分区组播和点对点广播，针对各类突发公共事件，实现文字、图片、视频等多媒体信息的发布，支持全网设备运行状态监测及参数远程配置，也是老百姓读书看报、科学技术、新闻等重要生活学习平台。

以广东省为例，2015年农村大喇叭建设就已经覆盖全省40个县5263个行政村。2020年初1-3月份疫情期间，各级疫情防控指挥部利用农村大喇叭发布信息1300多万次，覆盖12032个行政村，覆盖3000多万人。“覆盖广、靶向准”是大喇叭播报的优势。在农村尤其是偏远山区，大喇叭能让广大群众第一时间获取突发应急信息，而且支持客家话、潮州话等方言播报。

国外有利用直播卫星DTH开展应急广播，国内户户通也开展了相关的试验和试点工作，其主要原理是利用区域编码或位于卫星接收机中的智能卡卡号触发，在待机或者开机情况下切换到应急广播的电视频道收看，是广电体系应急广播大喇叭的有益补充。但是功能相对单一，主要是音视频播放，面对的用户是单个家庭用户，只能在用户未关闭机顶盒情况下实现，用户如果不在家中也无法收看。

县级应急广播体系包括应急广播平台、应急广播传输覆盖网、终端应急广播大喇叭，覆盖每个自然村，然而在实际应用中面临着一些问题和挑战：

●广电总局颁布了《GD/J 089—2018应急广播大喇叭系统技术规范要求》，在该规范中要求传输大喇叭前端和终端的运行状态、终端播发情况，可以采用3G、4G、GPRS、短信、IP等传输方式，因地制宜采用安全保护措施后实现数据回传，实际上定义了回传通道但是未规定具体的上行、下行的传输方式。（参见图1）

图1 广电应急广播终端回传体系

图2 北斗RDSS短报文通信

2008年5月，“北斗”在汶川抗震救灾中发挥了重要作用

●我国幅员辽阔，很多自然村位于偏远、地形复杂的地区，往往无公网信号、布置有线网络成本也较高。这些地区又恰恰是容易发生突发事件的重点地区。

●在发生突发事件如地震、台风、泥石流等时，更需要紧急广播。但此时，往往公用网络发生瘫痪，无法使用，严重影响到应急广播的效果。

●没有位置和时间信息，不利于资产的管理，设备工作状态是否正常也无法实时了解。

二、北斗短报文及其在应急广播中的应用

我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段组成，由35颗卫星组网构成。其中北斗一代于2000年开始使用，又称为RDSS，服务中国，属于军民两用技术。北斗二代于2012年开始使用，又称为RNSS，覆盖亚太地区。2020年，北斗三代开始使用，覆盖全球。RDSS更多属于卫星通讯的范畴，可以提供有源定位与短报文服务，最先为我国大众所知是2008年的汶川地震，大显神威，为应急指挥、救援起到了重要的作用。

北斗短报文系统中，地面中心站是RDSS业务的控制中心，GEO卫星构成地面中心站与用户 之间的无线电链路，共同完成RDSS无线电测定业务。地面中心站和卫星之间是通过C波段进行通信，终端和卫星之间通过L/S波段进行通信。每一次定位或者交互通信需经过M型链路无线连接。北斗RDSS主要功能包括定位、单双向授时、短报文通信，定位精度优于 50-100米，授时精度单向 100纳秒/双向 20纳秒，短报文通信一般为民用三级60s/300s通信卡。北斗一代在地震、台风、泥石流等自然灾害发生时，起到了非常重要的作用。

北斗短报文在广电应急广播应用的系统框图如图4。

图3 北斗在汶川地震、台风时发挥重要作用

图4 北斗RDSS在广电应急广播的应用

北斗短报文主要提供如下功能：

●补盲应用：很多自然村存在很多无公网信号区域，无短信、GPRS、3G、4G、5G、IP等网络信号，利用RDSS系统可以将该区域数据回传到县应急广播平台。

●当发生突发事件时，公共网络瘫痪，县级应急广播平台可以利用RDSS系统对乡级应急广播平台、村级应急广播平台及应急终端进行指令下发（或短信息下发）和数据回传，并通过大喇叭转换成语音、显示屏转化为文字。

●备份应用：可以用RDSS系统作为整个系统指令下发和数据回传的备份通道。

利用北斗短报文的定位功能，还可以对大喇叭终端实现GIS可视化管理，实现北斗RDSS定位的位于偏远地区的资产GIS管理，而且可以实时回传设备的位置，并且带有时间信息，如图5所示。

北斗短报文与应急广播的结合，国内已经有成熟的行业应用案例可以借鉴。中国气象局于2018年颁布了气象行业标准《QX/T 417-2018北斗卫星导航系统气象信息传输规范》，利用短报文优势，摆脱了无电源、无地面网络信号条件下的限制，实现卫星播发预警、太阳能终端大喇叭、显示屏接收信息等功能。国家气象信息中心以及多个省市气象局组织了基于北斗短报文的气象应急系统招标，取得了良好的效益。

三、北斗短报文应急广播的优势

和传统的应急广播相比，采用北斗短报文的应急广播具有如下优势：

●不受地形环境和气候限制，无通信盲区，传送距离远，全天候在线；

●在重大自然灾害时，可以继续保持通信；

图5 基于北斗RDSS的可视化资产管理

●可采用短报文方式实现数据通信，实时传输大喇叭终端状态；

●良好的加密功能，用户终端采用一户一密，安全加密性好，用户数据不受干扰，可保证用户数据通信安全；

●一次性投入，终身免费试用；

●可以提供本地位置和时间，可以扩展基于位置和时间的应用，可实现资产定位管理。

四、展望

应急广播作为突发事件时的指挥及公共服务体系，北斗短报文具有全天候无盲点不受突发事件以及地形影响的特点，都是应急之利器，两者强强联合，将大大提高我国应急广播服务的水平，是一项重大的民生工程。SATNET