摘要：隨著中國海洋漁業(yè)的不斷發(fā)展和從業(yè)人員持續(xù)增加，漁業(yè)安全生產(chǎn)受到社會廣泛關注，近些年北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)在漁業(yè)生產(chǎn)領域廣泛應用，漁業(yè)主管部門利用北斗系統(tǒng)對漁船實施動態(tài)監(jiān)管，精準實施海上搶險救助。漁民憑借北斗衛(wèi)星的指引，在茫茫大海上能夠清晰找準回港的路。北斗系統(tǒng)降低了海上漁業(yè)生產(chǎn)作業(yè)風險，大幅提高了漁業(yè)生產(chǎn)效率，保障了漁民的生命財產(chǎn)安全。文章對北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)、遼寧海洋漁業(yè)船舶動態(tài)管理系統(tǒng)、北斗船載終端設備在漁業(yè)船舶導航中的應用進行了闡述。

　　關鍵詞：北斗衛(wèi)星;導航;漁業(yè)船舶

　　中國是海洋漁業(yè)大國，海岸線3.2萬km，海洋面積300萬km2，漁船56萬艘，傳統(tǒng)漁民550萬人。海洋漁業(yè)是高風險行業(yè)，漁業(yè)船舶安全關系到千家萬戶，船舶導航技術的發(fā)展對保障漁船安全生產(chǎn)發(fā)揮了至關重要的作用，早期漁船的定位導航主要根據(jù)天體的位置進行判定，同時使用羅盤判定航行方向。隨著導航技術的發(fā)展，衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)已取代了原始的導航方法。中國自主建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會認定的四大核心供應商之一，雖然起步晚卻后來居上，與美國GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)共同成為世界最先進的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

　　1 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)簡介

　　北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)分3代：1994年北斗工程立項，2000年，我國自主完成了北斗一號衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，共有4顆北斗一號試驗衛(wèi)星，服務中國區(qū)域[1];2012年完成了北斗二號導航系統(tǒng)建設，共有25顆北斗二號衛(wèi)星，服務亞太地區(qū);2020年完成了北斗三號導航系統(tǒng)建設，共有30顆北斗三號衛(wèi)星，服務全球。可以提供免費定位和授權服務，授權服務包括提供高精度的定位、測速、授時和通信以及系統(tǒng)完整性信息服務。北斗系統(tǒng)具有全天候、精度高、定位快、功能全、運行穩(wěn)等特點，廣泛應用在交通運輸、漁業(yè)生產(chǎn)、氣象預報、通信授時、應急救災、安全保障等諸多行業(yè)領域，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　1.1 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的組成

　　由空間端、地面端、用戶端三部分構成。空間端包括地球靜止軌道、同步軌道和中圓軌道三種多個衛(wèi)星。地面端包括主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等多個地面站，以及星間鏈路運行管理設施[2]。用戶端包括衛(wèi)星導航系統(tǒng)芯片、模塊、天線等基礎構件，以及終端產(chǎn)品、應用系統(tǒng)與運行軟件等。

　　1.2 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的工作原理

　　北斗系統(tǒng)最重要功能是定位功能，定位的基本原理是依據(jù) “三球交會”定律完成空間定位目標，也就是以空中三顆已知坐標參數(shù)和精確狀態(tài)的衛(wèi)星作為圓心，以衛(wèi)星分別到用戶終端設備之間的距離參數(shù)作為半徑，建立三個球面狀空間結構，這三個球面的交點即為用戶端地理位置，利用衛(wèi)星通信技術測定衛(wèi)星和用戶設備的距離通過自動解算實現(xiàn)精準定位。而有地面控制中心參與的定位，依靠兩顆衛(wèi)星就可以實現(xiàn)定位，以空中兩顆已知坐標參數(shù)和精確狀態(tài)的衛(wèi)星作為圓心，以衛(wèi)星分別到用戶終端設備之間的距離參數(shù)作為半徑，建立兩個球面狀空間結構，通過測定衛(wèi)星和用戶終端設備的距離為半徑的兩個球面，這兩個球面與用戶端所在的地球球面的交點即為用戶端地理位置，這種定位需要地面控制中心根據(jù)地球電子高程地圖庫提供地形圖，兩衛(wèi)星圓弧線與地球表面地形圖的交點，可以得到用戶的二維位置。

　　1.3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的功能

　　1.3.1 定位導航 為全球提供全天候、高精度、連續(xù)、實時的定位和導航服務。用戶終端設備可免費獲得定位、授時服務，全球定位精度10m，測速精度0.2m/s，授時精度20ns;亞太地區(qū)定位精度5m，測速精度0.1 m/s，授時精度10ns[3]。

　　1.3.2 短報文通信服務 可提供雙向數(shù)字(報文)通信，中國及周邊地區(qū)單次通信能力為1000漢字，全球短報文通信服務單次通信能力為40漢字。

　　1.3.3 國際搜救服務 與全球其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)一起組成全球范圍搜救系統(tǒng)，同時建立用戶終端設備的反向鏈路，大幅度提高了搜救成功率和效率。

　　2 遼寧海洋漁業(yè)船舶動態(tài)管理系統(tǒng)簡介

　　遼寧海洋漁業(yè)船舶動態(tài)管理系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星、地面站、船載終端、運營服務中心、漁業(yè)主管部門監(jiān)控臺站等組成。該系統(tǒng)以北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為基礎，整合移動通信、衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng)+、地理信息等技術，構建海洋漁業(yè)綜合信息服務網(wǎng)絡[4]。2012年遼寧省啟動遼寧海洋漁業(yè)船舶動態(tài)管理系統(tǒng)建設，建立船舶動態(tài)管理系統(tǒng)監(jiān)控平臺，為較大馬力漁船安裝北斗船載終端，截至2019年底共為近1萬艘漁船安裝了北斗終端。漁業(yè)管理部門利用該系統(tǒng)實時掌握漁船海上動態(tài)，實施監(jiān)控管理，接收漁船緊急報警，并通過系統(tǒng)的短報文與漁船實現(xiàn)文字通信，船岸之間建立了有效的聯(lián)絡機制，有效提高了海上作業(yè)漁船的安全保障。2021年，為了進一步提高海上生產(chǎn)漁船的安全保障能力，遼寧省農業(yè)農村廳印發(fā)了《遼寧省海洋漁業(yè)船舶北斗船載終端設備安裝使用管理辦法》，規(guī)定所有船籍港在遼寧的海洋漁業(yè)船舶必須安裝北斗船載終端設備，否則不得出海生產(chǎn)作業(yè)。同步啟動了2021年遼寧省海洋漁業(yè)船舶北斗船載終端設備安裝項目，對北斗船載終端的功能進行了優(yōu)化升級，計劃年內為全省約4萬艘漁業(yè)船舶安裝新款北斗船載終端設備[5]。

　　遼寧海洋漁業(yè)船舶動態(tài)管理系統(tǒng)主要功能：漁業(yè)部門利用該系統(tǒng)對轄區(qū)漁業(yè)船舶進行監(jiān)控和應急響應。遇有大風惡劣天氣，漁業(yè)部門利用系統(tǒng)發(fā)出預警，實時掌握管轄漁業(yè)船舶動態(tài)，指揮調動漁船避險。向漁業(yè)船舶開通定位導航、各種通告、遇險求救等服務。向漁船船載終端提供船、岸間的數(shù)字報文通信服務。向用戶提供漁市、物流、天氣、海浪、漁場、魚汛等信息服務。

　　3 北斗船載終端設備在漁業(yè)船舶導航中的應用

　　北斗導航系統(tǒng)建成以前，衛(wèi)星定位一直被美國GPS系統(tǒng)壟斷，北斗系統(tǒng)打破了GPS一家獨大的局面，為世界船舶提供了一個更安全和精確的定位導航途徑。在遼寧省，2012年開始在漁業(yè)船舶上大規(guī)模安裝北斗船載終端，為漁業(yè)船舶提供安全精準全面的定位導航服務，下面簡要介紹一下北斗船載終端在船舶導航中的應用。