通信技术对水情测报的重要性范文

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1北斗卫星通信链路

北斗卫星通信链路由北斗卫星、北斗卫星网管中心组成。主要功能是将对所有水情自动测报站发送的水情数据进行备份,可登录到北斗网管中心下载相应的水情数据。

1.1北斗卫星监控中心

北斗卫星监控中心由卫星指挥型终端、数据接收服务器、数据应用服务器、水情数据库等组成。监控中心是系统数据的汇合点和控制中心,具有控制系统运行方式与过程的功能。

1.1.1卫星接收终端北斗卫星指挥型终端除了具有普通用户机功能外,同时监收下辖用户机的定位和通信信息,并可以向下属用户机发送通播信息。特有功能如下:(1)兼收功能。可同时兼收500个下辖用户,包括用户的所有通信、定位情况。(2)通播功能。可向下辖用户发送通播信息,即类似于广播形式,发送一条通播数据后所有下辖终端可同时接收。(3)全信道锁定。可同时锁定北斗系统全部6个信道,普通终端只锁定2个。全信道锁定可大大增强通信成功率,保证在任何一个信道上的数据都可接收至指挥机。(4)大数据处理能力。指挥机硬件配置高,采用高性能处理单元,处理能力远远高于普通终端,可同时处理100多条数据。(5)内置电池。内置大容量锂电池,在断电情况下仍可持续使用,保证指挥机运行稳定。

1.1.2数据接收服务器数据接收服务器从2个信道进行接收。第1信道:互联网。数据通过互联网进行传输,数据接收服务器通过TCP/IP协议和北斗网管中心建立稳定连接,实时接收野外站点传输的数据。第2信道:卫星系统。通过北斗卫星系统实时地将数据发送到数据接收服务器,数据接收服务器通过RS232协议接收数据。

1.1.3水情数据库数据接收服务器接收到数据之后对数据进行解压缩、解码、分析入库处理,将水雨情数据写入实时水情数据库,提供给数据应用服务器分析使用。

1.1.4数据应用服务器数据应用服务器负责对所有水情数据进行搜集、检查、存储、显示、打印以及统计分析等处理。监控中心所发出的指令或信息以广播方式播发至所有测站或单独发送到某一指定测站。

1.2北斗卫星软件设计

1.2.1北斗卫星测站控制软件北斗卫星监控中心与北斗卫星水情自动测站构成一点对多点的传输模式。北斗卫星水情自动测报站将本地水情数据发送到北斗卫星监控中心,由监控中心发送相应的回执确认信息,北斗卫星水情自动测报站根据不同的回执采取相应的行动,或自动转入休眠或重新发送水情数据。

1.2.2北斗卫星信息处理软件北斗卫星信息处理软件的功能是接收北斗卫星传送的数据,将数据进行相应的处理后进行发送。根据北斗卫星数据发送的方式,将北斗卫星信息处理软件进行如下设计(数据流程见图3)。图3北斗卫星信息处理软件框图

1.3北斗卫星通信机制设计

采用北斗卫星与遥测终端机连接,主要解决通信频度控制策略、信息格式设计的问题。

1.3.1通信频度控制策略由于北斗卫星短信单次收费标准高于移动短信收费标准的5倍以上,因此,一般不采用与移动短信通信遥测站相同的发送策略。水雨情数据只在必要时发送。根据北斗卫星通信费用较高(015元/次)的特点,一般设置发送间隔为1次/h,如无变化(不下雨)时不发送数据。每天08B00无条件发送平安报,作为与接收(分)中心之间的/心跳0信号。

1.3.2信息格式设计北斗卫星单条短信字节数分为A、B、C三档,对应的字节长度分别为43,70,98字节。其收费标准相差较大,分别为015,018,110元。另外,北斗卫星运营商还提供包年的收费方式。在满足应用要求的前提下,合理设计,尽可能降低费率。综合考虑包年方式以及实际需求,系统中北斗短信采用98字节长度[2]。

2北斗卫星水情自动测报站通信畅通率应用实验

为了验证基于北斗卫星的水情自动测报技术的工作性能,选取了温州市已建成的19个北斗卫星水情自动测报站点,设定数据向位于监控中心的北斗卫星指挥型终端发送。19个北斗卫星水情自动测报站均设置为15min定时自报,中心站72h(2013年1月16)18日)接收。实验结束后从监控中心计算机数据库中提取相应信息进行统计、分析,得出北斗卫星通信畅通率统计表(见表1)。实验证明,19个北斗卫星水情自动测报站的平均畅通率达到97199%,满足了设计要求。

3结语

浙江省援建项目/青川县水雨情预警系统0中所采用的北斗卫星通信技术,在青川县/201008130、/201008180两次洪水中,其稳定性、可靠性都得到了验证[3]。目前,浙江省内已建设了多个基于北斗卫星的水情自动测报站点,弥补了移动信号覆盖范围不全的缺陷,为水利部门掌握全流域的水雨情数据提供了有力的技术支持。

作者：陈浙梁姚东单位：浙江省水文局