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衛(wèi)星導(dǎo)航定位:抗震救災(zāi)如何顯身手
2008年10月15日  杭州繪天網(wǎng)  出處:中國(guó)測(cè)繪報(bào)

    隨著科技的進(jìn)步,越來(lái)越多的高新技術(shù)被用于人類與各種自然災(zāi)害的斗爭(zhēng)中。汶川大地震后,在爭(zhēng)分奪秒的救援過(guò)程中,一些先進(jìn)技術(shù)手段成為抗震救災(zāi)的有力手段。我國(guó)自主研制開發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)就被成功運(yùn)用于本次抗震救災(zāi)中并發(fā)揮了重要作用。下面通過(guò)我們?cè)诳拐鹁葹?zāi)中的實(shí)際應(yīng)用情況略加闡述。

定 位

    救援人員持衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)用戶終端設(shè)備在趕往災(zāi)區(qū)的過(guò)程中,通過(guò)定位得知經(jīng)緯度坐標(biāo),然后對(duì)照地圖就可以知道自己所處的位置,并判斷離救援目的地的距離,從而選擇最佳路線,保證救援隊(duì)伍以最快的速度到達(dá)災(zāi)區(qū)開展救援工作。在行進(jìn)過(guò)程中,如果發(fā)現(xiàn)沿途道路塌方堵塞,可以迅速進(jìn)行定位,把位置信息及時(shí)通知后續(xù)部隊(duì),讓其繞行,并報(bào)告指揮部,讓指揮部能在第一時(shí)間內(nèi)派出工程部隊(duì)對(duì)損毀道路進(jìn)行搶修。到達(dá)災(zāi)區(qū)獲得位置信息后,及時(shí)通知指揮部、后援部隊(duì)、其他合作部門,讓他們明確目的地的精確位置。例如在小分隊(duì)到達(dá)救援現(xiàn)場(chǎng)后,如需要人員增援、物資增援、設(shè)備增援,可將所在地經(jīng)緯度通過(guò)通訊工具報(bào)告指揮部。另外,對(duì)可能產(chǎn)生二次災(zāi)害或有其他危險(xiǎn)的區(qū)域,也可以通過(guò)共享位置信息告知其他相關(guān)人員。
    實(shí)現(xiàn)這一功能可利用的設(shè)備主要是導(dǎo)航定位系統(tǒng)用戶終端設(shè)備,如手持式“北斗”、 GPS(全球定位系統(tǒng))接收機(jī)。手持式GPS接收機(jī)可以進(jìn)行各種點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)的采集,精度通常在7至15米。也有精度達(dá)到亞米級(jí)甚至更高的GIS(地理信息系統(tǒng))型手持GPS、測(cè)量型GPS接收機(jī),不過(guò)這些設(shè)備通常是用在災(zāi)前的精確監(jiān)控,以及災(zāi)后對(duì)水庫(kù)、大壩等特殊建筑的精確監(jiān)控。便攜式車載導(dǎo)航儀、PDA式GPS、GPS手機(jī),以及PDA配合藍(lán)牙GPS等主要應(yīng)用于車輛導(dǎo)航的產(chǎn)品,通過(guò)內(nèi)部安裝的導(dǎo)航軟件或定位軟件,也可以實(shí)現(xiàn)這一功能。
    此外,通過(guò)對(duì)大量相關(guān)地物的定位普查并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,也可以為開展救災(zāi)與災(zāi)后重建的指揮、調(diào)度、管理、統(tǒng)籌和各項(xiàng)決策提供依據(jù),有利于對(duì)災(zāi)情信息快速上報(bào)和共享。在災(zāi)后重建的交通、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、房屋重建、災(zāi)害預(yù)防等各方面的野外工作中,利用“北斗”、GPS的定位功能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、計(jì)算(如長(zhǎng)度、面積計(jì)算)和統(tǒng)計(jì),可應(yīng)用于整體或局部區(qū)域的決策、施工、綜合治理。

導(dǎo) 航

    在抗震救災(zāi)工作中,通過(guò)定位得知目的地的位置信息后,利用“北斗”、GPS設(shè)備的導(dǎo)航功能可以讓救援人員迅速到達(dá)目的地。
    在道路沒有毀壞的區(qū)域,通常是災(zāi)區(qū)的****區(qū)域,可以利用各種車載導(dǎo)航設(shè)備導(dǎo)航。在災(zāi)區(qū)通常使用手持式“北斗”、GPS設(shè)備導(dǎo)航。其原因,一是由于地震導(dǎo)致道路毀壞無(wú)法按照導(dǎo)航軟件規(guī)劃的路徑行進(jìn),二是鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的區(qū)域?qū)Ш降貓D不夠詳細(xì),三是導(dǎo)航軟件通常只有基于道路的智能規(guī)劃功能,在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線規(guī)劃方面不夠直觀。
    手持式GPS可以通過(guò)航點(diǎn)、航線、航跡三種方式來(lái)導(dǎo)航。航點(diǎn)導(dǎo)航指通過(guò)輸入已知點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo),在GPS設(shè)備中生成一個(gè)航點(diǎn)并將其設(shè)為目的地,即可進(jìn)行導(dǎo)航。航線導(dǎo)航指通過(guò)輸入多個(gè)已知點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo),在GPS設(shè)備中生成一條航線,即可進(jìn)行導(dǎo)航。航跡導(dǎo)航有兩種情況,一是行進(jìn)時(shí)自己用GPS設(shè)備開啟記錄航跡功能,在到達(dá)目的地后將自動(dòng)生成一條航跡,可利用它進(jìn)行返航導(dǎo)航;另一種情況是利用與他人共享的航跡數(shù)據(jù),直接進(jìn)行導(dǎo)航。
    手持式GPS通常還具有報(bào)警功能,包括偏離航線或航跡、接近航點(diǎn)、到達(dá)目的地附近等,都可以用不同方式報(bào)警。它在三防性能、耗電性方面通常都優(yōu)于車載導(dǎo)航設(shè)備,因此更多地被應(yīng)用于抗震救災(zāi)工作中。
    此外,監(jiān)控類的“北斗”、GPS設(shè)備也可用于抗震救災(zāi)工作中對(duì)人員和車輛的監(jiān)控、指揮和調(diào)度工作。這類設(shè)備通常是利用內(nèi)置手機(jī)卡的通訊功能來(lái)傳輸位置等信息,依賴通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、指揮和調(diào)度功能。而地震往往導(dǎo)致通訊中斷、道路中斷,救災(zāi)人員也往往比較集中,所以它的運(yùn)用具有局限性。

通 訊

    在抗震救災(zāi)過(guò)程中,通訊設(shè)備具有極其重要的戰(zhàn)略意義,但汶川大地震后有線、無(wú)線通訊中斷卻給救援工作造成極大困難。衛(wèi)星電話此時(shí)作用突顯,但目前我國(guó)通信衛(wèi)星較少,信號(hào)覆蓋率和通信質(zhì)量都不夠高,加之災(zāi)區(qū)衛(wèi)星電話極少。于是,我國(guó)自主研制的“北斗一號(hào)”系統(tǒng)在通信中斷的情況下發(fā)揮了重要作用,救災(zāi)部隊(duì)通過(guò)北斗系統(tǒng)陸續(xù)發(fā)回各種災(zāi)情和救援信息。
    短信傳送功能是“北斗”系統(tǒng)區(qū)別于其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)的一大特點(diǎn),這種優(yōu)勢(shì)在本次抗震救災(zāi)中得到了充分體現(xiàn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)作為一個(gè)天基導(dǎo)航通信系統(tǒng),猶如一條摧不垮的“生命線”,特別適合在地震災(zāi)害救援指揮中應(yīng)用。終端用戶向衛(wèi)星發(fā)送短信息后,衛(wèi)星將信息通過(guò)北斗地面控制中心和北斗運(yùn)營(yíng)中心可以發(fā)往全國(guó)各地的救災(zāi)指揮中心,指揮中心將命令處理后通過(guò)衛(wèi)星播發(fā)給各終端,整個(gè)過(guò)程速度非常快,達(dá)到秒級(jí)。北斗衛(wèi)星精密授時(shí)精度高達(dá)10至20納秒(雙向),充分保障了救援工作通訊的實(shí)時(shí)性。
    汶川大地震發(fā)生后,國(guó)家有關(guān)部門迅速將“北斗一號(hào)”終端機(jī)配備給一線救援部隊(duì)。“北斗”能為救援小組或救援車配備衛(wèi)星導(dǎo)航接收終端,該終端不但可接收北斗衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào),還可以用短報(bào)文的形式與指揮中心取得聯(lián)系。指揮人員在監(jiān)控中心可隨時(shí)通過(guò)監(jiān)控屏幕關(guān)注每個(gè)救援小組的位置信息,必要時(shí)也可以短報(bào)文形式發(fā)出監(jiān)控指令,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)一次可傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息。
    “北斗”系統(tǒng)在此次抗震救災(zāi)中的成功運(yùn)用,進(jìn)一步突顯了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的重要性。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施之一,也是國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征。北斗系統(tǒng)的建成,打破了美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的局面,大大推進(jìn)了我國(guó)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和軍事信息化的水平。


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