當前位置：
在我們的日常生活中(zhōng)或許很(hěn)少會碰到百年一遇的暴雨，但每到雨季，積水内澇、江河水暴漲引起的險情在我國(guó)大部分(fēn)地區(qū)卻時有(yǒu)發生，特别是在無網絡、無電(diàn)力、無人值守的“三無區(qū)域”，險情突發的可(kě)能(néng)性就更大了。在本期《天天好技(jì )術》欄目中(zhōng)，你将看到享譽世界的北鬥衛星導航系統應用(yòng)在水文(wén)監測領域的顯著成效，這套創新(xīn)系統運用(yòng)短報文(wén)功能(néng)作(zuò)為(wèi)傳輸鏈路，有(yǒu)效地解決了現有(yǒu)水文(wén)監測數據受地域、信号不穩等條件限制的問題，從而保障了水文(wén)數據的實時監測。
北鬥衛星水文(wén)監測系統借助北鬥衛星導航系統實時監測，在水利方面可(kě)謂十分(fēn)成熟。北鬥衛星導航系統是繼美國(guó)全球定位系統（CPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統 （GLONASS)之後第三個成熟的衛星導航系統，目前在我國(guó)各個領域已廣泛應用(yòng)。今天我們就來詳細了解一下北鬥衛星是如何成功應用(yòng)在環境監測領域的。
1北鬥衛星 民(mín)族驕傲
北鬥天彙衛星應用(yòng)技(jì )術有(yǒu)限公(gōng)司擁有(yǒu)從設計到生産(chǎn)，再到服務(wù)的完整産(chǎn)業鏈。公(gōng)司擁有(yǒu)一支參加我國(guó)北鬥系統論證、研制建設、運行管理(lǐ)和推廣應用(yòng)的高科(kē)技(jì )人才隊伍，掌握着北鬥導航核心基帶芯片、北鬥高精(jīng)度授時、北鬥高精(jīng)度測量、北鬥雙模小(xiǎo)型化手持終端、北鬥導航軟件和北鬥小(xiǎo)型化雙模天線(xiàn)等核心技(jì )術，目前已有(yǒu)八項産(chǎn)品通過北鬥導航國(guó)家主管部門組織的鑒定，整體(tǐ)技(jì )術在在國(guó)内處于領先水平。
“中(zhōng)國(guó)夢，北鬥夢”。北鬥衛星是國(guó)家戰略衛星導航系統，是值得中(zhōng)華民(mín)族驕傲的一項技(jì )術。它的身影也出現在了2015年烏鎮第二界世界互聯網大會上。
2北鬥衛星水文(wén)監測系統
北鬥衛星水文(wén)監測系統由北鬥一體(tǐ)機、太陽能(néng)電(diàn)池闆、太陽能(néng)控制器、蓄電(diàn)池以及RTU控制機構成。北鬥一體(tǐ)機體(tǐ)積小(xiǎo)，重量輕； 40W太陽能(néng)電(diàn)池闆給電(diàn)池提供足夠的電(diàn)能(néng)；60Ah蓄電(diàn)池确保在無光照的氣候條件下能(néng)夠長(cháng)時間的繼續給整套系統提供電(diàn)能(néng)；RTU控制器功耗低，操作(zuò)方便。整套系統的功能(néng)十分(fēn)先進完善。
該系統具(jù)備數據雨量及水位采集、定位、北鬥短報文(wén)通信等功能(néng)。将雨量及水位數據采集出來之後，打包通過北鬥短報文(wén)進行通信，五分(fēn)鍾上報一次發送給指揮中(zhōng)心，通過定位，指揮中(zhōng)心能(néng)夠準确的查看到位置信息，不僅效率高，而且數據精(jīng)準。
該系統采用(yòng)太陽能(néng)供電(diàn)，環保安(ān)全，技(jì )術成熟，穩定可(kě)靠，并且在水文(wén)數據傳輸方面應用(yòng)十分(fēn)廣泛。
3關鍵技(jì )術
北鬥RDSS天線(xiàn)技(jì )術
何為(wèi)北鬥RDSS天線(xiàn)技(jì )術？簡而言之就是為(wèi)了保證天線(xiàn)的性能(néng)指标，在天線(xiàn)有(yǒu)效使用(yòng)面積減小(xiǎo)的情況下，如何保證有(yǒu)效地L波段天線(xiàn)小(xiǎo)型化且同時保證天線(xiàn)的駐波比帶寬與主方向增益。北鬥衛星水文(wén)監測系統中(zhōng)天線(xiàn)L波段采用(yòng)雙饋點，S波段采用(yòng)單饋點設計技(jì )術，介質(zhì)闆分(fēn)别采用(yòng)不同的新(xīn)型高介電(diàn)常數材料，實現了S/L雙波段天線(xiàn)，并保證了天線(xiàn)的良好性能(néng)。
RDSS模塊技(jì )術
北鬥RDSS收發模塊是北鬥數傳終端重要組成部分(fēn)，RDSS收發模塊性能(néng)好壞是系統成功的關鍵。目前，限制RDSS模塊功能(néng)的原因主要有(yǒu)兩點：一是基帶、功 放、射頻和低噪放部分(fēn)的相互幹擾，二是功放部分(fēn)所占面積較大。針對第一類問題，在整體(tǐ)設計時采用(yòng)屏蔽盒内部腔體(tǐ)分(fēn)離技(jì )術，使基帶部分(fēn)、功放部分(fēn)、射頻部分(fēn)、低噪放部分(fēn)彼此相互物(wù)理(lǐ)隔離，使得彼此之間的相互幹擾下降到低限度。針對第二類問題，采用(yòng)芯片合成的方式實現，功放由10W功放芯片以及功率合成單元和匹配電(diàn)路等部分(fēn)構成，功放芯結構，且外圍電(diàn)路配置簡單，極大地減少了功放部分(fēn)所占的PCB面積。整體(tǐ)的通信成功率在98%以上。
電(diàn)磁兼容問題
北鬥數傳終端，包含多(duō)種天線(xiàn)和信号處理(lǐ)器件，設備體(tǐ)積較小(xiǎo)，且各類信号頻點較為(wèi)接近，如處理(lǐ)不好會存在較強的電(diàn)磁幹擾，影響設備工(gōng)作(zuò)性能(néng)，甚至無法正常工(gōng)作(zuò)。在本系統研制過程中(zhōng)，通過分(fēn)析各類射頻器件、天線(xiàn)的電(diàn)磁頻譜特性，采用(yòng)空間分(fēn)離、物(wù)理(lǐ)隔離、外加濾波處理(lǐ)電(diàn)路等方式，大大降低了各模塊的相互幹擾，提 高了設備可(kě)靠性。
IP67三防設計
采用(yòng)标準化系列化通用(yòng)化的結構件，具(jù)有(yǒu)足夠的強度和剛性，能(néng)承受規定的環鏡應力試驗。整機結構簡單而緊湊，加工(gōng)量少，接插件的定位誤差盡可(kě)能(néng)小(xiǎo)，保證接觸可(kě)靠，聯接電(diàn)纜加設防震保護措施，重量較大的元器件都有(yǒu)固定措施，有(yǒu)利于終端的産(chǎn)業化推廣。
4系統優勢
北鬥衛星水文(wén)監測系統主要适用(yòng)于水文(wén)部門，通過該系統，可(kě)以對江、河、湖(hú)泊、水庫、渠道等水文(wén)參數進行實時監測，監測内容主要包括可(kě)涵蓋水位、流量、流速、降雨量及水質(zhì)等數據。由于該系統具(jù)備多(duō)重備份、數據接收可(kě)靠等特點，對提高水文(wén)部門的工(gōng)作(zuò)效率有(yǒu)很(hěn)大幫助。尤其是在無網絡、無電(diàn)力、無人值守的“三無區(qū)域”，通過該系統，能(néng)夠對這些地區(qū)的水位、降雨量實時監測，及時發現險情。
北鬥衛星水文(wén)監測系統的主要功能(néng)及優勢有(yǒu)：實時監測降雨量、水位、水質(zhì)等水文(wén)數據；雨量超限、水位超限等狀況發生時，能(néng)夠立刻上報告警信息；具(jù)備監測數據、 報警數據的統計、分(fēn)析功能(néng)，數據報表可(kě)導出、可(kě)打印輸出；具(jù)備遠(yuǎn)程設備維護功能(néng)；水文(wén)監測終端采用(yòng)低功耗設計，可(kě)大大降低太陽能(néng)供電(diàn)設備成本并降低施工(gōng)難度；根據監測要求，可(kě)選用(yòng)不同傳感器實現相應的監測功能(néng)；可(kě)同時将監測數據上報至多(duō)個中(zhōng)心；支持短報文(wén)、衛星、GPRS等多(duō)種無線(xiàn)通訊方式。
經典案例
北鬥衛星解決“三無區(qū)”水文(wén)數據鏈路技(jì )術創新(xīn)項目
杭州市屬水文(wén)監測點現有(yǒu)的水文(wén)監測數據傳輸主要采用(yòng)移動網絡GPRS鏈路，在偏遠(yuǎn)無移動網絡覆蓋的山(shān)區(qū)建設困難，且在發生洪澇、台風、泥石流、地震等自然災害時，上述傳輸手段很(hěn)可(kě)能(néng)失效。
2015年6月，北鬥天彙（杭州）衛星應用(yòng)技(jì )術有(yǒu)限公(gōng)司受杭州市水文(wén)水資源總站委托拟利用(yòng)北鬥衛星短報文(wén)功能(néng)作(zuò)為(wèi)傳輸鏈路，改變傳統水文(wén)監測系統受地域限制的局限性，經過近半年的研發，完成該項目的系統集成，建設成水文(wén)監測點安(ān)全監控兩大塊，并且将其成功應用(yòng)在臨安(ān)水文(wén)站白果水庫、建德(dé)水文(wén)站血嶺塢水庫中(zhōng)。
由于這兩個水庫處于無網絡、無電(diàn)力、無人值守的三無區(qū)域，無法實時傳輸水位、雨量數據。通過北鬥系統，實現了對該地區(qū)水庫水文(wén)數據的實時監測，充分(fēn)保障這些水庫水文(wén)數據傳輸。通過數據分(fēn)析能(néng)及時預防發現險情，提高了緊急情況下的應急救援和指揮效率，進一步提高了水文(wén)監測系統的數據可(kě)靠性和保密性。
關注官方微信