北斗短報文通信原理、作用和應(yīng)用領(lǐng)域

最新發(fā)布的旗艦手機Mate50系列是業(yè)界首款支持北斗衛(wèi)星消息的大眾智能手機，當身處荒漠無人區(qū)、出海遇險、地震救援等無地面網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋環(huán)境下，可通過暢連App將文字和位置信息向外發(fā)出，與外界保持聯(lián)系，并支持多位置生成軌跡地圖。北斗短報文是北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特色功能，短報文通信是北斗系統(tǒng)區(qū)別于其它全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獨有的特色服務(wù)之一。

簡單的來說，北斗短報文其實就是可以看做是現(xiàn)在人們平時用的“短信息”，單次通信最大長度達到1000漢字，能在移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等無法覆蓋的地區(qū)以不換卡、不換號、不增加外設(shè)的方式，實現(xiàn)大眾手機星地融合通信。既能夠定位，又能顯示發(fā)布者的位置。北斗的雙向通信功能指北斗地面終端和北斗衛(wèi)星、北斗地面監(jiān)控總站之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進行雙向的信息傳遞，通信以短報文（類似手機短信）為傳輸基本單位，是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)附帶的一項功能特性。GPS是只有單向的，所以說這是北斗的優(yōu)勢。另外，在海洋、沙漠和野外這些沒有通信和網(wǎng)絡(luò)的地方，安裝了北斗系統(tǒng)終端的用戶，可以定位自己的位置，并能夠向外界發(fā)布文字信息。

1、北斗短報文通信功能的產(chǎn)生

北斗一代衛(wèi)星受限于當時的資金和技術(shù)水平，主要是解決中國衛(wèi)星定位“從無到有”的問題。地面上的用戶機需要向北斗一代衛(wèi)星發(fā)送請求，才能接收到定位信息。這種機制我們稱為有源定位。這就跟GPS定位機制不一樣，GPS是無源定位，地面上的用戶機只需要接收，然后解析出坐標，不需要向衛(wèi)星發(fā)送請求。
? ? ? ? 但是正因為這種有源定位的機制，北斗一代衛(wèi)星就具備了衛(wèi)星通信的功能，所以我們才能使用北斗短報文這一物美價廉的衛(wèi)星通信。而且有源定位機制雖然定位精度只有100米以內(nèi)，但是定位速度非常快，兩三秒就可以定位；而GPS定位則需要30秒以上。
? ? ? ? 由于北斗一代需要用戶機發(fā)送請求、定位精度不高、用戶容量有限，加上國家加大投入、技術(shù)的積累，北斗二代衛(wèi)星隨后列入國家發(fā)展規(guī)劃。項目從2005年開始，2017年完成，主要覆蓋中國周邊地區(qū)，提供高精度的無源定位、測速、授時服務(wù)。北斗二代就解決了中國衛(wèi)星定位“從有到優(yōu)”的問題。
? ? ? ? 北斗三代衛(wèi)星是真正意義上的全球覆蓋，中國版的全球GPS。項目從2017年開始，2020年完成，通過發(fā)送更多衛(wèi)星、建成更多的地面基站增強系統(tǒng)，將北斗一代的有源定位和北斗二代的高精度無源定位從中國周邊拓展到全球。

2、北斗短報文通信原理

北斗短報文衛(wèi)星通信系統(tǒng)跟GPS定位系統(tǒng)類似，也是由天上的衛(wèi)星、地面的控制站和用戶機這三部分組成。

衛(wèi)星通信的過程是：用戶機A將短報文發(fā)送給衛(wèi)星，經(jīng)過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)后發(fā)送給用戶機B。衛(wèi)星通信機制類似于手機通信機制。手機A也是通過基站中轉(zhuǎn)才能將消息發(fā)送給手機B。所以一旦基站損壞，所有手機都無法正常使用。

可以這樣說，衛(wèi)星系統(tǒng)都是類似的，通信系統(tǒng)都是類似的，定位系統(tǒng)也都是類似的。當然在細節(jié)上會有很多差異，比如頻率、編碼方式、加密方式、傳輸距離、傳輸功耗、鏈路控制等。

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短報文發(fā)送方首先將包含接收方ID號和通訊內(nèi)容的通訊申請信號加密后通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)入站；

地面中心站接收到通訊申請信號后，經(jīng)脫密和再加密后加入持續(xù)廣播的出站廣播電文中，經(jīng)衛(wèi)星廣播給用戶;

接收方用戶機接收出站信號，解調(diào)解密出站電文，完成?次通訊。與定位功能相似，短報文通訊的傳輸時延約0.5秒，通訊的最高頻度也是1秒1次。

3、北斗短報文分類

北斗短報文分為區(qū)域短報文（RSMC）和全球短報文（GSMC）。

區(qū)域短報文（RSMC）

北斗系統(tǒng)利用GEO衛(wèi)星，向中國及周邊地區(qū)用戶提供區(qū)域短報文通信服務(wù)。

全球短報文（GSMC）

北斗系統(tǒng)利用MEO衛(wèi)星，向位于地表及其以上1000千米空間的特許用戶提供全球短報文通信服務(wù)。

4、北斗短報文通信優(yōu)點

快速響應(yīng)能力，短消息通信時延約為0.5s，點對點通信時延為1~5ｓ。

通信抗干擾強，同時采用S/L波段衛(wèi)星傳輸，可穿透平流層和對流層，可保證極端天氣條件下的通信。

設(shè)備要求低、設(shè)備價格低、性價比高。

組網(wǎng)方便，以指揮型用戶機為核心，可以快速組成一對多的通信網(wǎng)絡(luò)。

5、北斗短報文手機有什么特點和功能

在平時的生活中，我們對北斗短報文裝備也許了解的并不是很多，但是在北斗短報文模塊與北斗手機結(jié)合以后，不僅可以實現(xiàn)利用北斗手機定位，還可以實現(xiàn)北斗短報文的雙向通信。

定位功能

設(shè)備能夠?qū)崟r提供其所在位置的經(jīng)度、緯度與高程，定位精度小于20米，并以標準形式顯示（經(jīng)度，度/分/秒）、（緯度，度/分/秒）、(高程，米）、（時間，年月日時分秒）。

通信功能

手持終端發(fā)送短報文時，當前位置信息可同時發(fā)送給平臺或其他終端，平臺及終端能解析或顯示發(fā)送方經(jīng)緯度。接收到通信信息時，根據(jù)設(shè)定給出聲、光或符號提示，實時顯示通信時間、發(fā)信地址和通信電文。

6、北斗短報文的作用和應(yīng)用領(lǐng)域

對于北斗短報文通信功能，在一般的生活中可能人們感覺不到它的好處，但是在沒有移動通信信號的惡劣環(huán)境中，北斗短報文通信功能就顯得尤為重要。北斗短報文通信服務(wù)覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)，具備低成本、廣覆蓋、高可靠和隨時接入等特點，可對地面移動通信網(wǎng)絡(luò)進行有效補充，以滿足我國經(jīng)濟社會在無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)應(yīng)急通信、搜索救援等服務(wù)需要。作為國家應(yīng)急體系的重要組成部分，近年來短報文通信服務(wù)已經(jīng)在民生保障、救災(zāi)減災(zāi)、野外搜救等方面發(fā)揮了積極作用。

在普通移動通訊信號不能覆蓋的情況下（地震災(zāi)害過后通訊基站遭到破壞或者野外無人區(qū)，海洋等沒有移動信號覆蓋的地區(qū)使用短消息進行通信，定位信息和遙感信息等），裝有北斗短報文模塊的北斗終端就可以通過短報文進行緊急通訊。在2008年汶川地震時，進入重災(zāi)區(qū)的救援部隊就利用120字的短報文功能突破了通信盲點，與外界取得聯(lián)系，通報了災(zāi)情，供指揮部及時作出決策。我國堅持要研發(fā)自己的北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，不僅可以在救災(zāi)中利用北斗短報文，同時也可以通過衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)測到災(zāi)情的發(fā)生位置，及時展開營救。

除此之外北斗短報文還可以運用到地質(zhì)監(jiān)測中，在各個監(jiān)測點布局好之后通過短報文直接向中心系統(tǒng)傳遞變化資料，經(jīng)過計算后及時應(yīng)對突發(fā)自然災(zāi)害。

另外，具有北斗短報文模塊的終端設(shè)備，還可以在遠程語音指揮調(diào)度，海上和空中接觸，邊境巡邏，單兵對講，反恐安全，抗險救災(zāi)，保密通信，野外作業(yè)，野外探險等中使用，可以也可應(yīng)用于有線和無線保密呼叫。 ?

編輯：黃飛

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