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基于北斗三号卫星的水情监测预报

发布时间:2023-11-16人气:127

1. 北斗系统在水情监测中的应用优势

 

北斗卫星导航系统是我国自主研制的全天候、全天时卫星定位导航通信系统。 具有快速定位、双向通信、精密授时等功能,相较与其他导航系统和通信设备, 其在水情监测中的应用优势体现在以下几个方面。

1.1 受环境制约小

 

北斗系统具有“抗雨衰、容量大、时效强、功耗低、通信快捷、并发能力强” 的特点,能很好地满足水情整点报讯和汛期实时报讯的要求。目前,远距离的数 据传输主要有移动网络、光纤通信、通信电缆、卫星、无线网络等几种方式。下 面是目前几种较为通用的通信方式的比较:

 

技术指标

通信电缆 (双绞线)

光纤通信

无线

GPRS

北斗系统

传输速率

1Mbps

几个 Gbps

几个 Kbps

115Kbps

每 分 钟 约

86-1750字节

传输距离

几个 Km

适 合 长 距 离 通信

几个 Km

 GPRS 网内 不受限制

目前 覆 盖 全球

可靠性

可靠性高; 噪 音 影 响 小;

可靠性高; 噪音影响无;

可 靠 性 中等,天 气 有 些 影响,

也 受 其 它 因 素 影 响

可靠性中等, 同 时 通 信 数 量过大时,

通 信质量下降

可靠性高; 噪 音影响无

成本

便宜

贵些

便宜

运 行 费 用 与 数据量相关

便宜

实施及维护

不方便,涉 及 路 面 开

挖,移杆等 麻烦


不方便,涉及 路面开挖,

移杆等麻烦,投资费用高

方便

方便

方便

适用环境适宜于站内通信

适 合 配 电 主 干 通 信 或 新 建 

线 路 预 先 埋设

城 市 建 筑 影 响 较大,适 宜 于

 郊 区 和 农村

适 合 不 带 控 制 的 配 电 监 测系统

基 本 上 不 受 使 用 环 境 限 制,

市区郊区山区均可

 

从上面的表格可以看出,以上几种通信方式除北斗系统外都很难兼顾通信  可靠性与安全性高,成本低廉与安装维护方便的要求。结合北斗民用运营中心的  多信道接入和完善的数据备份功能,可大大提高测报通信系统的畅通率和可靠性。 同时,洪水灾害发生时对交通(公路、铁路、桥梁)、电力、通信广播、水利等社  会基础设施造成严重的损毁,致使受灾地区对外通信、交通、电力中断,北斗卫  星导航系统是覆盖我国本土的区域性导航系统,覆盖范围东经约 70°-140°   北纬 5°-55° 。由于其具有全疆域无缝覆盖、不受地面灾害和环境条件的限制, 在洪涝灾害发生的特殊时期,可以在水情监测中具有不可替代的作用。

1.2 具备定位与通信功能

 

北斗系统同时具备定位与通讯功能,不需要其他通讯系统支持。北斗系统采 用的是主动导航定位方式,可以进行短报文通信,一次*多可传送多达 1000个汉字的信息。水情监测中可以设定预警值,在未达到预警情况下按照低频度传输监测数 值,在超过警戒值的条件下,高频度发送报警信息。结合数据压缩手段,能够与 监控中心通过短信进行双向通信,从而实时发送监测点的水文信息情况。

1.3 自主开发,独立产权

 

北斗系统是我国自主研制建设的卫星导航系统,可以独立为用户提供服务。 北斗卫星导航系统可以承诺提供不间断的民用信号,这对于应用在水情监测预报 这样关乎人民生命财产安全的方面,我国自主研制的北斗卫星导航系统有着不可 替代的地位。


2.系统总体设计



基于北斗卫星的水情监测预报系统分为两级监控管理系统: 水情防灾监测中 心和野外的水情监测站。通过系统建设实现水情自动测报、水情应急监测和水资 源、水环境监测。系统总体结构如下图所示:

1700131878257.jpg

 3- 1 基于北斗卫星的水情监测预报系统总体结构图


水利监测中心通过服务器接收所有监测站北斗数据传输终端发送的数据,对所有水情监测站水情数据进行汇集、存储,并通过综合监控系统对监测数据进行可视化展现及分析。

水情监测站由太阳能供电系统,RTU ,北斗终端,采集仪器等组成,水情监  测站装备水位计、雨量计等传感器,采集各种水文变化数据,将采集到的监测数  据,发送给信息集成器,信息集成器对采集数据进行数据处理、分析、存储、自  动编码打包,发送给北斗数据传输终端。同时各水文监测站装备小型化低功耗北  /GPS双模定位模块,实现各监测站的精确定位,并将定位信息发送到北斗数  据传输终端。北斗数据传输终端将水文监测信息和位置信息传输到水利监测中心。

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