中國沿海無線電指向標(biāo)

1、 中國沿海無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)(RBN/DGPS)介紹 沿海無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)（RBN/DGPS ）是一種新型、高精度、全天候的海上導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國海事局“九五”期間的重點建設(shè)項目，截止2000年底，中國沿海20 個RBN/DGPS 基準(zhǔn)臺站已全部建成，并于2002 年1 月1 日零時起全面開通，正式向公共用戶無償提供服務(wù)。 1. 中國沿海RBN/DGPS 系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃及臺鏈布局 為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)、國際貿(mào)易和社會發(fā)展的需要，滿足航行在我國主要港口、重要水道和沿岸的海上公眾用戶、國防、海洋測繪、海洋石油開發(fā)、海洋漁業(yè)、海洋資源調(diào)查、海上交通安全管理、疏浚、引航等和其它需要

2、高精度導(dǎo)航服務(wù)的用戶需求，中國海事局結(jié)合我國國情，在分析我國沿海無線電指向標(biāo)現(xiàn)狀及主要問題的基礎(chǔ)上，借鑒和吸收國際先進(jìn)經(jīng)驗，參照國際組織有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和建議，于1995年制定了中國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，規(guī)劃根據(jù)各海區(qū)特點，采用無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)的成熟技術(shù)，充分利用現(xiàn)役無線電指向標(biāo)站的設(shè)施，統(tǒng)一部署，分期實施，在國家“九五”期間建成中國沿海無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)臺鏈，信號完全覆蓋中國沿海海域，使之成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化的助航系統(tǒng)，達(dá)到九十年代國際水平。 根據(jù)這一規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮我國航行水域現(xiàn)狀，并結(jié)合周邊國家和地區(qū)的情況，中國海事局從1995年2000年分三期在

3、我國沿海地區(qū)共建設(shè)20座RBN/DGPS臺站，按規(guī)定強(qiáng)度信號覆蓋（或多重覆蓋）整個沿海水域和部分陸域。完善性監(jiān)控臺與基準(zhǔn)臺和播發(fā)臺同步建設(shè)，且同臺址。一期臺站包括大三山、秦皇島、北塘、王家麥、大戢山和抱虎角，共6座，于1996年改造建成。二期臺站包括燕尾港、石塘、鎮(zhèn)海角、鹿嶼、三灶、硇洲島和三亞，共7座，于1998年建成。三期臺站包括老鐵山、成山角、蒿枝港、定海、天達(dá)山、防城和洋浦，共7座，于2000年建成。臺站位置及信號覆蓋范圍見附圖。 2. 中國RBN/DGPS 采用的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) 為使無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)化，我國RBN/DGPS采用的國際國內(nèi) 標(biāo)準(zhǔn)包括： (1) 美國航

4、海無線電技術(shù)委員會104特委會（Radio Technical Commission For Maritime Service Special Committee No.104）（RTCM SC-104 ）于1990年頒布的適用于 差分衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式和接收機(jī)接口的推薦標(biāo)準(zhǔn)（2.0版），1994年該委員會公布 的2.1版，增設(shè)了一些新的格式內(nèi)容以支持實時動態(tài)(RTK)應(yīng)用。 (2) 美國航海無線電技術(shù)委員會104特委會（RTCM SC-104 ）1996年公布的適用 于差分GPS基準(zhǔn)站和完善性監(jiān)測站（RSIM ）的推薦標(biāo)準(zhǔn)(1.0版)。 (3) 1993年美國海岸警衛(wèi)隊公布的DGPS導(dǎo)航服

5、務(wù)播發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。 (4) 1994年國際航標(biāo)協(xié)會（IALA）發(fā)布的關(guān)于差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)規(guī)劃的通函。 (5) 1994年國際電聯(lián)無線電通訊研究組第八小組提出的關(guān)于在283.5-315kHz(1區(qū)) 和285-325kHz(2和3區(qū))頻段的航海無線電指向標(biāo)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)差分發(fā)射的技術(shù)特性的建議（ITU-R M.823-2建議）。 (6) 1998年9月28 日交通部頒布的中國沿海無線電指向標(biāo)-差分全球定位系統(tǒng)播發(fā)標(biāo) 準(zhǔn)(JT 377)。 3. 中國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) (1) 工作頻率 依據(jù)國際電聯(lián)劃分的海上無線電指向標(biāo)頻率范圍（283.5325.0kHz ），RBN/DGPS

6、臺站采用單頻發(fā)射制，播發(fā)差分修正信息。臺站工作頻率見附表。 (2) 差分全球定位系統(tǒng)識別碼 依國際燈塔協(xié)會（IALA ）分配給我國的基準(zhǔn)臺和播發(fā)臺的識別碼范圍由北向南按區(qū)域進(jìn)行分配，各臺站的基準(zhǔn)臺和播發(fā)臺的識別碼見附表。 (3) 單站信號作用距離 差分修正信號：海上接收場強(qiáng)在75v/m 時，作用距離300 公里。 (4) 差分信息調(diào)制方式和播發(fā)類別 我國RBN/DGPS 向用戶播發(fā)的差分信息采用最小移頻鍵控（MSK ）調(diào)制方式；播發(fā)類別為調(diào)相單信道數(shù)據(jù)傳送（G1D）。 (5) 信號格式和信息類型 信號格式采用RTCM SC-104 信號格式標(biāo)準(zhǔn)，信息類型為9-3、16。視需求，適時調(diào)整或增加信

7、息類型。 類型9- 部分衛(wèi)星組的差分修正：包含了主要的差分修正，且不需要完整的衛(wèi)星組。 類型16- 專用電文：能提供臺站的特殊信息。 (6) 差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率 差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率為200 波特。 (7) 坐標(biāo)系統(tǒng) 我國基準(zhǔn)臺坐標(biāo)采用WGS-84 坐標(biāo)系，其在WGS-84 坐標(biāo)系內(nèi)的位置精度保持在0.5 米以內(nèi)。 4. 中國沿海 RBN/DGPS 臺站建設(shè)情況 4.1 位置聯(lián)測 根據(jù)中國沿海RBN/DGPS 系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，為保證海上用戶獲得高精度助航服務(wù)， 首先要求基準(zhǔn)臺在世界大地坐標(biāo)系（WGS-84 ）中的坐標(biāo)位置必須十分準(zhǔn)確，其絕對精度應(yīng)優(yōu)于0.5 米。為此，從1995 年1998 年，中國海事局

8、組織了兩次RBN/DGPS 臺站位置聯(lián)測。為確保系統(tǒng)的定位精度，專門邀請中國測繪院等單位的專家，共同擬定“沿海RBN/DGPS 臺站坐標(biāo)測定技術(shù)方案”，對RBN/DGPS 基準(zhǔn)臺坐標(biāo)進(jìn)行測定。北起長春，南至三亞，采用16 個國家GPS A 級網(wǎng)點，共聯(lián)測了23 個RBN/DGPS 基準(zhǔn)臺位置 （20 個正式臺站和3 個備選臺站）。通過位置聯(lián)測，獲得了沿海23 個RBN/DGPS 基準(zhǔn)臺在世界大地坐標(biāo)系中的地心坐標(biāo)，使我國RBN/DGPS 基準(zhǔn)臺在WGS-84 坐標(biāo)系內(nèi)的位置精度保持在0.5 米以內(nèi)。該成果1998 年通過交通部科技司組織的成果鑒定，并獲1998 年交通部優(yōu)質(zhì)工程勘察一等獎及19

9、99 年國家第六屆工程勘察金獎。 4.2 臺站建設(shè) 根據(jù)中國沿海RBN/DGPS 系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，中國海事局自1995 年2000 年分三期完成了沿海20 個RBN/DGPS 臺站的建設(shè)： 1995 年1997 年，對大連大三山、秦皇島、天津北塘、青島王家麥、上海大戢山、 海南抱虎角共6 座現(xiàn)役指向標(biāo)站進(jìn)行改造，增加播發(fā)差分GPS 信息和輔助信息，并引進(jìn)5 套美國LEICA 公司RBN/DGPS 臺站設(shè)備和1 套美國TRIMBLE 公司RBN/DGPS 臺站設(shè)備。 1997 年1999 年，完成連云港燕尾港、溫州石塘、廈門鎮(zhèn)海角、珠海三灶、湛江硇洲島5 座現(xiàn)役指向標(biāo)站的改造，新建汕頭鹿嶼、海南三

10、亞2 座臺站，播發(fā)差分GPS 信息和輔助信息，并引進(jìn)4 套美國LEICA 公司RBN/DGPS 臺站設(shè)備（含1 臺信息產(chǎn)業(yè)部西安二十所產(chǎn)發(fā)射機(jī)）和3 套美國TRIMBLE 公司RBN/DGPS 臺站設(shè)備。 1999 年2000 年，改造了大連老鐵山、煙臺成山角、連云港蒿枝港、福州天達(dá)山、 4 座現(xiàn)役指向標(biāo)站，新建寧波定海、廣西防城、海南洋浦3 座臺站，播發(fā)差分GPS 信息 和輔助信息，并引進(jìn)7 套美國LEICA 公司RBN/DGPS 設(shè)備 （含7 臺信息產(chǎn)業(yè)部西安二 十所產(chǎn)發(fā)射機(jī)）。 4.3 RBN/DGPS 系統(tǒng)綜合性能測試 為檢驗RBN/DGPS系統(tǒng)性能，考核定點和動態(tài)定位精度、信號覆蓋范

11、圍、可靠性等指標(biāo)，1996 年2000 年，中國海事局先后組織了三次RBN/DGPS 系統(tǒng)綜合性能測試： 1996 年610 月，第一次RBN/DGPS 綜合性能測試，分別在南海、東海及北方海區(qū)對一期建成的6 座臺站進(jìn)行海上和陸地定位精度、覆蓋范圍、穩(wěn)定性等指標(biāo)測試； 1998 年11 月1999 年7 月，第二次RBN/DGPS 綜合性能測試，分別在南海、東海對二期建成的7 座臺站進(jìn)行了測試； 2000 年7 月2000 年12 月，第三次RBN/DGPS 綜合性能測試，分別在北方、東海和南海對全部20 個臺站組成的沿海RBN/DGPS 系統(tǒng)（重點是三期建成的7 座臺站）進(jìn)行了全面綜合測試。

12、 三次性能測試結(jié)果表明： 中國沿海RBN/DGPS 系統(tǒng)單站信號基本覆蓋范圍為海上300 公里； 在信號覆蓋范圍內(nèi)，亞米級導(dǎo)航型接收機(jī)的定位精度優(yōu)于5 米（2drms， 95%）； RBN/DGPS系統(tǒng)信號完全覆蓋我國沿海海域，臺站信號之間交叉重疊，絕大部分地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)兩重交叉覆蓋，主要港口、重要水域和狹窄水道達(dá)到了多重覆蓋，其中渤海海峽五重覆蓋，渤海灣、瓊州海峽四重覆蓋，長江口、臺灣海峽三重覆蓋，珠江口二重覆蓋（含香港），從而保證了RBN/DGPS 系統(tǒng)的可靠性。 5. 用戶使用及前景 (1) 一期建成的天津地區(qū)北塘站、秦皇島地區(qū)秦皇島站、大連地區(qū)大三山站、青島地區(qū)王家麥站、長江口地區(qū)大戢山

13、站5 座RBN/DGPS 臺站于1997 年7 月21 日零時起正式對公共用戶提供服務(wù)。 (2) 二期建成的連云港燕尾港站、溫州石塘站、廈門鎮(zhèn)海角站、汕頭鹿嶼站、珠海三灶站、湛江硇洲島站、海南三亞站和一期工程的海南抱虎角站于1999 年9 月15 日零時起正式對公共用戶提供服務(wù)。 (3) 三期建設(shè)的大連地區(qū)老鐵山站、煙臺地區(qū)成山角站、江蘇蒿枝港站、寧波定海站、福州天達(dá)山站、廣西防城站和海南洋浦站于2002 年1 月1 日零時起正式對公共用戶提供服務(wù)。 (4) 臺站播發(fā)的所有信息均為公眾服務(wù)性質(zhì)，不另收費。 (5) 海上公眾用戶可配備1 臺RBN （MSK ）接收機(jī)和1 臺DGPS 接收機(jī)即可利

14、用 RBN/DGPS 臺站播發(fā)的信息進(jìn)行海上高精度導(dǎo)航和定位；需注意的是選用的DGPS 接收 機(jī)的技術(shù)指標(biāo)和用戶與基準(zhǔn)臺距離的相關(guān)性將直接影響定位精度。用戶距臺站越近，定位精度越高。通常情況下，在距基準(zhǔn)臺300 公里的范圍內(nèi)，米級導(dǎo)航型DGPS 接收機(jī)的定位誤差約為10 米；亞米級導(dǎo)航型接收機(jī)的定位誤差約為5 米。 RBN/DGPS 系統(tǒng)具有定位精度高、覆蓋范圍廣、使用方便、不收費等優(yōu)點，其應(yīng)用前景非常廣闊。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于海洋測繪、航道測量、航道疏浚、船舶進(jìn)出港及狹窄水道導(dǎo)航定位、海上交通安全管理、航標(biāo)定位、海上石油勘探、海洋資源調(diào)查、海上救助捕撈、海洋漁業(yè)及其它海上作業(yè)。近年來，我們應(yīng)用RB

15、N/DGPS 信號，實現(xiàn)了電子海圖的迅速開發(fā)，完成了天津至香港的全程電子海圖試行航；在船舶進(jìn)出港引航中，對于特長、特大型船只，對于霧、雪、風(fēng)等惡劣天氣，RBN/DGPS 結(jié)合電子海圖已經(jīng)成為一種嶄新的引航手段，成為海上航行安全的有利武器，已經(jīng)在天津、秦皇島、黃驊等港口得到成功應(yīng)用；在2002 年大連“五·七空難”搜救中，RBN/DGPS 在搜尋“黑匣子”的過程中發(fā)揮了重要作用，取得了良好效果。 中國沿海RBN/DGPS臺站的全面開通，標(biāo)志著我國無線電導(dǎo)航手段已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。從1995 年2000 年，歷時六年，建成了我國RBN/DGPS 系統(tǒng)臺鏈，形成從鴨綠江口到西沙群島，覆蓋（

16、或多重覆蓋）沿海港口、重要水域和狹窄水道的差分GPS 導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)。該系統(tǒng)的建成，不僅使我國擁有了現(xiàn)代化的海上高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng)，更加有效地保障了船舶航行安全，而且實現(xiàn)了對傳統(tǒng)無線電導(dǎo)航技術(shù)的重大突破和變革，必將對我國航運事業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 名稱： 北塘RBN-DGPS臺站 編號： 管理單位： 天津航標(biāo)區(qū) 位置： 緯度：39°06N 經(jīng)度：117°43E 覆蓋范圍： RBN-DGPS站播發(fā)信號覆蓋半徑為海上200海里（場強(qiáng)50uV/m 工作頻率： RBN：310kHz DGPS:310.5kHz 啟用時間： 1958年建RBN，1961年5月啟用 基準(zhǔn)臺： MX9400R GPS接收機(jī)2臺 監(jiān)測站： MX9400N GPS接收機(jī)1臺。MX51R DGPS指向標(biāo)接收機(jī)1臺 IPC486DX工控型計算機(jī)1臺。COMPAQ MT486計算機(jī)1臺。EPSON IQ1800K打印機(jī)1臺。 發(fā)射臺： AMPLIDAN 15770發(fā)射機(jī)1部，天線T型，高35米，長60米 發(fā)射特征： 信號調(diào)制：最小移頻鍵控（MSK）發(fā)射類別：RBN A1 能源： 市電