Question

北斗设备的选择

Answer 1

“工欲善其事必先利其器”。北斗设备的选择是北斗技术应用的首要环节。想要在品牌与种类众多的北斗设备中挑选出适合地质工作需要的产品，需要对其特性和使用方法有详尽的了解。

按照设备的功能，北斗设备首先可以分为指挥机和移动终端两大类。

一、北斗指挥机

北斗指挥机是指具备监控和指挥功能的北斗设备，可对一定数量的下属终端进行监控和指挥，一般部署于具备管理功能的固定结点。根据下属用户数量以及配置的差异，一般可分为中心式指挥机与普通式指挥机两种。

（一）北斗中心式指挥型用户机

北斗中心式指挥型用户机的主要功能是对下辖用户进行监控管理。中心式指挥机可管理1000个下属用户。北斗指挥机不但具有定位、通信、导航和授时功能，而且具有指挥、调度、监收和通播的功能。适应比较固定的指挥结点使用。中心指挥机自带显示屏和操作系统，可当做普通服务器使用。

图6-1 北斗中心式指挥型用户机

（1）指挥机配置与部署

北斗中心式指挥型用户机主要由主机、天线、电缆和附件组成。如图6-1、图6-2所示。

设备部署时应注意将天线置于建筑物顶部，并保持天线南向空中开阔无遮挡，以便接收北斗信号。

图6-2 北斗一号中心式指挥型用户机部署图

（2）性能指标

1）接收指标：接收信号误码率≤1×10^-5（用户机天线端口输入信号功率≥－157.6dBW）；

2）发射指标：发射功率EIRP值≤19dBW（方位角0～360°仰角10°～75°）；

3）接收卫星通道数：6个通道；

4）设备零值：1ms±10ns。

（3）功能指标

1）定位功能：定位精度：20m（1σ）（有标校站地区）；100m（1σ）（无标校站地区）；

2）短信息通信功能；

3）导航功能；

4）指挥功能：可以同时监收指挥下属用户数量≤1000。

（二）北斗普通式指挥型用户机

北斗普通式指挥型用户机与中心式指挥机功能上的主要区别是监控的终端数量不同。普通式指挥机最多可监控100个下属用户。它具有定位、通信、导航和授时功能，而且具有指挥、调度、监收和通播的功能。普通指挥机自身不带有服务器，需与其他PC 机或服务器连接配合使用。故整机成本较中心式指挥机也较低（图6-3、图6-4）。

图6-3 北斗一号普通式指挥型用户机部署图

（1）产品特点

1）采用“一线通”专利技术，即通过一根射频同轴电缆实现北斗收发信号、电源信号三种信号的双向传输。从而方便了天线和主机的连接，使得用户的使用更加方便、可靠。

2）支持RS232接口。

（2）性能指标

1）接收指标：接收信号误码率≤l×10^-5（用户机天线端口输入信号功率≥－157.6dBW）：

2）发射指标：发射功率EIRP值≤19dBW（方位角0～360。仰角10°～75°）；

3）接收卫星通道数：6个通道：

4）设备零值：1ms±10ns。

（3）功能指标

1）定位功能：定位精度：20m（1σ）（有标校站地区）；100m（1σ）（无标校站地区）；

2）短信息通信功能；

3）动态组网功能：可根据用户需求进行灵活的动态组网，实现对下属用户信息的监收。

图6.4 北斗普通式指挥型用户机

（三）北斗指挥机的选择与配置

北斗指挥机可以使指挥结点实时掌控下属终端的动态情况，对其进行指挥监控、安全保障和信息服务的推送。具体选择中心式或普通式指挥机，要根据指挥结点的规模以及经费成本等因素综合考虑。对于地调局或地调中心级别的固定结点，由于其下属用户众多，可考虑选用中心式指挥机，甚至多台并联的方式；对于省级地调院或野外驻地结点，由于其规模较小，有的还需经常拆卸移动，选择普通式指挥机就较为合适。

装配北斗指挥机时，应注意将天线固定于南向开阔处，以保证北斗信号的顺利接收。

二、北斗移动终端

北斗移动终端用于移动单兵结点，包括人员、车辆和大型设备等。随着北斗技术的成熟，北斗二代的芯片级产品的出现，更促进了北斗终端机多样化与小型化。根据终端使用方式的区别可分为车载机，手持一体式终端机和蓝牙分体式终端机。如何选择适合野外工作的北斗终端机是北斗技术推广应用的关键。

（一）北斗车载用户机

北斗车载用户机按照组装方式可以分为嵌入式北斗车载用户机和分离式北斗车载用户机。嵌入式北斗车载用户机是将显控终端潜入到车体操控版中，一般采用手触式显示屏，用户可以通过触摸屏控制北斗相关功能，并且设备会随着车辆启动而自动开机启动。分离式北斗车载用户机的显示终端不与车体先关联，用户通过操作手柄控制北斗功能，一般情况下，显示屏幕比较小，并且需要车辆通过车载电源为手柄和天线提供电源。每次启动车辆都需要手动重新启动手柄控制端。

北斗车载用户机可以安装在各种不同的车辆上进行使用。它不但具有北斗定位、通信、导航和授时等功能，还具有GPS 导航定位以及接收中国卫星导航增强系统广播的差分信息，实现差分GPS导航定位等工作模式，能提供用户手动设置工作模式及编辑工作模式切换策略功能。

北斗车载用户机主要由一体机、电缆、锂电池、操作手柄及附件组成（图6-5）。

（二）北斗手持一体式终端机

北斗手持型用户机将北斗导航通信与GPS相结合，并自带显示屏与操作系统，携带方便，易于操作，可实现北斗定位、通信及导航功能，适合野外单兵使用。

北斗设备厂商根据用户使用需求和场合的不同，设计出不同类型的终端机。操作系统方面，既有传统的W indows CE，也有目前较流行的Android系统：外观设计上，既有适合野外的工业级三防设计，也有适合商用的轻薄设计；使用方式上，既有集成度高的一体化设计，也有可拆卸式的分体设计。下面列举几种常见的北斗手持终端机。

（1）“北斗一号”/GPS双模手持用户机

“北斗一号”手持型用户机是“北斗一号”系统用户终端的一种，它将北斗一号与/GPS功能组合应用，采用Windows CE操作系统，可以满足单兵手持使用时的定位通信需求。将天线、射频单元以及信号处理主板集成在一个单元中，主机含显示触摸屏和按键键盘，也集成有对外数据接口和供电接口（图6-6）。用户机使用电池供电，通过手写笔或键盘完成信息输入，通过在手持机上安装的人机交互软件，来完成用户机的各项应用。双模型用户机具有北斗定位、GPS定位导航以及接收中国卫星导航增强系统广播的差分信息，实现差分GPS导航定位等工作模式。

图6-5 北斗车载双模型用户机

图6-6“北斗一号”手持一体式终端机

（2）三防北斗二代手持机

该机采用工业级三防设计，集成了北斗二代导航与通信、GPS、蓝牙、W ifi、3G等多种技术，配备Android 4.0操作系统，集成度较高，可扩展性好（图6-7）。

图6-7 三防北斗二代手持机

（3）可拆卸式北斗二代手持机

该机采用了灵活的可拆卸式设计，其底座可用于北斗发送北斗短信。主机端相当于一部手机，具备北斗二代定位、GPS和3G通信等功能。平时在手机网络覆盖的条件下完全可以单独使用主机，而在进入无网络的野外环境时可临时装配底座以实现北斗通信（图6-8）。

图6-8 可拆卸式北斗二代手持机

（三）北斗蓝牙分体式终端机

北斗蓝牙分体式终端机是一种单独运行的北斗数据接入模块，可通过蓝牙功能与各种显控终端配合使用，灵活方便，简单易用。由于该设备小巧，便于携带，并且可以与现有的数字地质调查野外数据采集设备配合使用（图6-9）。

图6-9 北斗蓝牙分体式终端机与显控终端配合使用

除具备定位与通讯的北斗基本功能以外，该终端还具备以下特色功能：

1）“北斗一号”定位通讯与G PS的组合使用：采取北斗和GPS双模一体化技术，能够利用北斗卫星定位，也能够利用GPS定位。在没有显示终端的情况下，也可自动按频度向不同级别指挥机发回定位信息。

2）短信缓存功能：当终端处于开机状态而未与掌上电脑连接时，收到的短信（最多20条）将存储于内部缓存，等到与掌上电脑连接时，再将缓存的短信一并“吐”出。

3）一键式“安全报”和遇险报警功能：提供“安全”和“危险”两个快捷按钮，并支持用户通过软件设置两个快捷键的发送地址和短信内容，实现一键式的安全报或遇险报警功能。

4）一键式离线短信查询：提供离线短信（即终端关机状态下或者信号不好时未能收到短信的情况）查询快捷按钮。在终端关机状态下或者信号不好时未能收到短信的情况下，当有信号时，实现在卫星总站查询全部离线短信，确保短信不遗漏。

（四）北斗移动终端的选择

不同的北斗设备在基本功能上都具有定位、通讯功能，但不同的设备的应用模式和适合的用户群体不同。用户应根据自身野外使用的需要配备合适的北斗移动设备。

对于北斗车载用户机的选择而言，应根据车辆改装的工作量和用户需求进行综合考量，因为嵌入式车载北斗终端操作方便、但需要改造车体，组装的技术要求比较高，后期的维护难度比较大。所以适合于新购车辆的配置选择，在车辆出厂交付之前，通过与车厂协商，将车载北斗终端内嵌到车辆的操作面板中，既美观、便于操作，也相对固定、不易损坏。相比于嵌入式车载北斗用户机，分离式车载北斗终端组装技术要求比较低、对车辆的改动比较小，拆卸方便，后期维护技术要求难度低，更加适合于已有车辆的组装。

对于用户终端机的选择而言，应根据用户已有的设备装备情况、用户应用目的和设备的优缺点进行分析，从而确定合适的终端设备。对于已经开展数字填图工作的野外项目，由于已经配备有一定的掌上电脑等设备，这时仅需配置北斗蓝牙分体式终端机即可达到北斗通信、定位服务和野外数字地质调查工作的需求，并且能够有效控制成本。而对于尚未开展数字填图或不需要进行野外数据采集的项目组，把北斗设备仅仅作为仅用于通信和安全保障时，应配备北斗手持一体式终端机。因为北斗蓝牙分体式终端机采用蓝牙连接，当蓝牙由于某种原因断开时无法保障信息的实时性，存在一定的安全隐患。随着基于Android系统的数字地质调查系统的开发，用户在新购置数字地质调查设备终端时也可以选择基于Android 系统的可拆卸式北斗二代手持机，当用户进行数字地质调查工作时，可以将终端分拆，并与用户操作。当用户需要其作为安全保障终端，可以一体化应用，避免了蓝牙传输的不稳定性。

Answer 2

1. 北斗主机采用稳定高性能芯片，主控北斗芯片并行20颗卫星。北斗主机须含有：高电瓶传感器、设防、撤防，电源、后备电池等

2. 设备内含报警功能（被盗报警、非法点火报警、北斗天线开路报警、北斗天线短路报警等其他报警功能）

3. 北斗软件系统内含（车辆定位、实时跟踪、历史轨迹、报表功能、完善的报警报表、里程统计、区域查询车辆、车辆未定位信息、地图信息添加、系统日志管理、车辆超速监管、车辆使用率统计、停靠超时报警）

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