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衛星導航定位:抗震救災如何顯身手
2008年10月15日  杭州繪天網  出處:中國測繪報

    隨著科技的進步,越來越多的高新技術被用于人類與各種自然災害的斗爭中。汶川大地震后,在爭分奪秒的救援過程中,一些先進技術手段成為抗震救災的有力手段。我國自主研制開發的“北斗”衛星導航定位系統就被成功運用于本次抗震救災中并發揮了重要作用。下面通過我們在抗震救災中的實際應用情況略加闡述。

定 位

    救援人員持衛星導航定位系統用戶終端設備在趕往災區的過程中,通過定位得知經緯度坐標,然后對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,保證救援隊伍以最快的速度到達災區開展救援工作。在行進過程中,如果發現沿途道路塌方堵塞,可以迅速進行定位,把位置信息及時通知后續部隊,讓其繞行,并報告指揮部,讓指揮部能在第一時間內派出工程部隊對損毀道路進行搶修。到達災區獲得位置信息后,及時通知指揮部、后援部隊、其他合作部門,讓他們明確目的地的精確位置。例如在小分隊到達救援現場后,如需要人員增援、物資增援、設備增援,可將所在地經緯度通過通訊工具報告指揮部。另外,對可能產生二次災害或有其他危險的區域,也可以通過共享位置信息告知其他相關人員。
    實現這一功能可利用的設備主要是導航定位系統用戶終端設備,如手持式“北斗”、 GPS(全球定位系統)接收機。手持式GPS接收機可以進行各種點、線、面數據的采集,精度通常在7至15米。也有精度達到亞米級甚至更高的GIS(地理信息系統)型手持GPS、測量型GPS接收機,不過這些設備通常是用在災前的精確監控,以及災后對水庫、大壩等特殊建筑的精確監控。便攜式車載導航儀、PDA式GPS、GPS手機,以及PDA配合藍牙GPS等主要應用于車輛導航的產品,通過內部安裝的導航軟件或定位軟件,也可以實現這一功能。
    此外,通過對大量相關地物的定位普查并進行統計分析,也可以為開展救災與災后重建的指揮、調度、管理、統籌和各項決策提供依據,有利于對災情信息快速上報和共享。在災后重建的交通、農業、衛生、房屋重建、災害預防等各方面的野外工作中,利用“北斗”、GPS的定位功能進行數據采集、計算(如長度、面積計算)和統計,可應用于整體或局部區域的決策、施工、綜合治理。

導 航

    在抗震救災工作中,通過定位得知目的地的位置信息后,利用“北斗”、GPS設備的導航功能可以讓救援人員迅速到達目的地。
    在道路沒有毀壞的區域,通常是災區的外圍區域,可以利用各種車載導航設備導航。在災區通常使用手持式“北斗”、GPS設備導航。其原因,一是由于地震導致道路毀壞無法按照導航軟件規劃的路徑行進,二是鄉鎮一級的區域導航地圖不夠詳細,三是導航軟件通常只有基于道路的智能規劃功能,在點對點的直線規劃方面不夠直觀。
    手持式GPS可以通過航點、航線、航跡三種方式來導航。航點導航指通過輸入已知點的經緯度坐標,在GPS設備中生成一個航點并將其設為目的地,即可進行導航。航線導航指通過輸入多個已知點的經緯度坐標,在GPS設備中生成一條航線,即可進行導航。航跡導航有兩種情況,一是行進時自己用GPS設備開啟記錄航跡功能,在到達目的地后將自動生成一條航跡,可利用它進行返航導航;另一種情況是利用與他人共享的航跡數據,直接進行導航。
    手持式GPS通?;咕哂斜ňδ?,包括偏離航線或航跡、接近航點、到達目的地附近等,都可以用不同方式報警。它在三防性能、耗電性方面通常都優于車載導航設備,因此更多地被應用于抗震救災工作中。
    此外,監控類的“北斗”、GPS設備也可用于抗震救災工作中對人員和車輛的監控、指揮和調度工作。這類設備通常是利用內置手機卡的通訊功能來傳輸位置等信息,依賴通訊網絡來實現監控、指揮和調度功能。而地震往往導致通訊中斷、道路中斷,救災人員也往往比較集中,所以它的運用具有局限性。

通 訊

    在抗震救災過程中,通訊設備具有極其重要的戰略意義,但汶川大地震后有線、無線通訊中斷卻給救援工作造成極大困難。衛星電話此時作用突顯,但目前我國通信衛星較少,信號覆蓋率和通信質量都不夠高,加之災區衛星電話極少。于是,我國自主研制的“北斗一號”系統在通信中斷的情況下發揮了重要作用,救災部隊通過北斗系統陸續發回各種災情和救援信息。
    短信傳送功能是“北斗”系統區別于其他導航定位系統的一大特點,這種優勢在本次抗震救災中得到了充分體現。北斗衛星導航定位系統作為一個天基導航通信系統,猶如一條摧不垮的“生命線”,特別適合在地震災害救援指揮中應用。終端用戶向衛星發送短信息后,衛星將信息通過北斗地面控制中心和北斗運營中心可以發往全國各地的救災指揮中心,指揮中心將命令處理后通過衛星播發給各終端,整個過程速度非???,達到秒級。北斗衛星精密授時精度高達10至20納秒(雙向),充分保障了救援工作通訊的實時性。
    汶川大地震發生后,國家有關部門迅速將“北斗一號”終端機配備給一線救援部隊?!氨倍貳蹦芪仍∽榛蚓仍蹬潯肝佬塹己澆郵罩斬?,該終端不但可接收北斗衛星的導航信號,還可以用短報文的形式與指揮中心取得聯系。指揮人員在監控中心可隨時通過監控屏幕關注每個救援小組的位置信息,必要時也可以短報文形式發出監控指令,北斗導航系統一次可傳送多達120個漢字的信息。
    “北斗”系統在此次抗震救災中的成功運用,進一步突顯了衛星導航定位系統的重要性。衛星導航定位系統是國家信息基礎設施之一,也是國家科技水平和經濟實力的象征。北斗系統的建成,打破了美國等發達國家壟斷衛星導航定位技術的局面,大大推進了我國信息基礎設施建設,提高了我國的經濟社會和軍事信息化的水平。


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