【北斗导航系统在船舶中的应用研究11000字（论文）】

前言近些年以来，伴随着海上航运业、海上贸易和海洋资源的开采利用等的发展，船舶建造量越来越大，海上船舶数量也越来越多。这也将涉及到一系列的突出问题，例如船舶间的避碰，船舶导航仪器的精确程度，海上恶劣天气的侵袭以及海盗的骚扰。北斗导航系统是我国自主设计、研制和维护的卫星导航系统。它颗可以与世界其他国家的卫星系统共同使用。它可以为全球用户提供准确的导航、定位、时间安排和其他服务，是我国最重要的国家空间基础设施之一。2020年，北斗导航系统建设全部完成，服务范围拓展到了全球，目前大部分船舶航行于海上其导航仪器主要是全球定位系统（GPS），考虑到安全性、经济效益和可靠性等因素，中国船只使用北斗导航系统作为GPS定位器，或者采用双模式导航。所以学习北斗导航系统的相关知识，其系统组成和功能，了解北斗导航系统在船舶中的应用是非常有必要的。第1章船舶航行安全导航系统的研究第1.1节国内研究北斗卫星系统（BDS）是一个由中国独立设计、开发和运营的全球导航卫星系统（GNSS）（图1.1），是继美国全球定位系统（GPS）和俄罗斯格洛纳斯系统之后的第三个卫星导航系统。现在已经被联合国卫星导航委员会认定为供应商，目前，北斗卫星导航系统由三部分组成:空间段卫星网络、地面系统和用户设备。准确，连续，几乎真实的时间定位、导航、通信和调度服务。是我国至关重要的国家空间基础设施之一。图1.1北斗卫星导航系统空间分布与美国的全球卫星导航系统、欧洲的伽利略和俄国的GLONASS相比，北斗导航系统具有高定位精度、精确的授时功能，最重要的是短报文通信功能。迄今为止，北斗导航系统已成功应用于测绘、电信、水利水电、渔业、交通、森林防火和公共安全等多个领域[[]郝雅楠,祝彬,朱华桥.全球卫星导航系统发展现状与特点分析[J].国防科技工业,2020(07):20-24.[]郝雅楠,祝彬,朱华桥.全球卫星导航系统发展现状与特点分析[J].国防科技工业,2020(07):20-24.北斗导航系统被认为是结合了上述三个系统特征的新一代导航系统，实现了技术难点的新的突破，并且设计研发出北斗导航系统的三大功能：定定位和导航功能、计时功能和短消息传递功能，其短消息传递功能不在其他三个功能之内。北斗导航系统，能够迅速定位确定用户的位置，并且向用户提供卫星导航信息是其导航系统的核心功能，这个功能也是用户应用最多的。北斗导航系统的定位原理是需要确定空间三点的位置，知道第四点到前三点的距离，就可以确定第四个点的位置。因此，要实现北斗导航系统的精准定位，必须要使用三颗卫星。（图1.2)。图1.2北斗导航系统系统定位示图北斗导航系统呈现出来导航和定位的功能具备一定的特征，所以，此应用已被大量的使用。在国内，汽车、火车、高铁、还有现在的校车以及政府部门车辆和军队车辆战术装备等方面开始使用北斗导航系统。可见北斗导航的研发具有举足轻重的意义，现在已经走向国际舞台，面向全世界提供导航服务了，与其他三款卫星导航系统开始竞争[[]北斗卫星导航系统发展报告（2.1版）[J].卫星应用，2013（1）：9-12[]北斗卫星导航系统发展报告（2.1版）[J].卫星应用，2013（1）：9-12北斗导航系统短报文通信使用独立网络，因此不需要使用其他外部系统进行数据传输。能够在全球通信，可以避免像其他常规手段一样被地域或其他场合所限制。通常情况下，北斗导航系统和其它系统一样向全球提供免费服务，但是里面有一些服务要使用的话必须要通过授权才可以。比如:高精度定位、综合差分和军民不同级别、不同授权容量的通信服务，军用容量高于民用容量[[]ZhiweiQinetal.TheanalysisanddetectionoforbitmaneuversfortheBeiDousatellitesbasedonorbitalelements[J].ActaGeodaeticaetGeophysica,2021:1-22[]ZhiweiQinetal.TheanalysisanddetectionoforbitmaneuversfortheBeiDousatellitesbasedonorbitalelements[J].ActaGeodaeticaetGeophysica,2021:1-22北斗导航系统的构成分别是：地球静止轨道（GEO）、内嵌地球同步轨道（IGSO）和中地球轨道（MEO）（图1.3）。通过在三种轨道上的卫星之间的相互配合，就如同像是在太空中布了一张大网，它现在也能够覆盖全球，并且还能提供精确度高的定位和导航服务。，近年来，IGSO在中国境内及周边地区的增加，以增加局部地区的导航信号强度，提高中国和亚太地区的导航精度。这三颗不同的在轨卫星在各自的领域都做得很好，相互之间紧密联系，最终形成具有中国特色的卫星导航系统。由于很多不可抗因素，我国没有办法像美国GPS那样，在全球范围内建立地面站。为解决海外卫星的通信通道问题，北斗导航系统首次引入了卫星之间独特的新设计链路，通过这种方法既解决了在全球建地面站的问题，又将其定位精度提升了两倍。北斗系统使用的是功效稍低的铷原子钟和稳定性能比较高的国产氢原子钟二者相结合的授时方式，这样系统的稳定性更强[[]倪晨莹.北斗导航系统在人防信息系统中运用[J].网络安全技术与应用，2017（7）：122-123[]倪晨莹.北斗导航系统在人防信息系统中运用[J].网络安全技术与应用，2017（7）：122-123第1.2节国外研究相对于国内北斗卫星的研究，俄罗斯的GLONSASS早在20世纪80年代就开始研究发展，首次发射时间是1982年，其星座设计数量为24颗，采用的轨道构型是3个中圆地球轨道平面，在轨卫星数量为27，GLONASS轨道倾角较大，会使得该系统在低纬度地区性能变差，它的综合表现为隐藏性能好，抗干扰能力强，使用寿命短。但自苏联解体后其发展就开始变的缓慢，实用能力远不如美国的GPS卫星导航系统。美国的GPS导航系统是世界上最早研发的导航系统，它在20世纪70年代就开始启动研制，首次发射时间在1978年，它也是迄今为止最成熟的卫星导航系统，其优点表现为抗干扰能力强、应用范围广、复盖面广，当前在轨卫星数量为32颗，在绝大多数船舶上都在使用GPS进行导航，是船舶导航系统中的首选。在过去的十年中，GPS接收机得到了迅速的升级，其功能也在不断地改进，而GPS的模拟和仿真却长期落后于真实产品。一方面，软件和硬件的进步为GPS模拟和自动导航研究提供了技术支持。另一方面，现有的模拟软件无法满足现代航海教育的需求，新的GPS模拟和仿真系统亟待开发。欧盟的GALILEO导航系统与我国北斗卫星导航系统启动研制时间相同，在20世纪90年代，其首次发射时间为2005年，是世界上主要导航系统中最年轻的，它最大的优点是定位精度比其它系统好，在轨卫星数量为26颗以及3颗备份星，它应用的领域主要为民用。鉴于目前用户对系统稳定和不间断运行的要求，伽利略系统从一开始就非常强调系统的完整性，这大大缓解了GPS系统容易受到干扰和缺乏系统完整性的缺点。GPS的故障往往是在没有预兆的情况下发生的，但伽利略系统为了解决这个问题，在设计系统结构时最大限度地提高系统的可用性，并及时向用户提供有关系统完整性的信息，以便用户在使用过程中准确、及时地了解系统的状态和性能。系统应及时提供给目标用户。第2章当前海上船舶遇到的困境第2.1节船舶在不同地理位置及环境的定位精度与通信问题许多海上船舶在一些特定的地理位置和天气情况下定位和导航会有一定的偏差和困难，特别是一些中小型船舶。当船舶横跨太平洋或印度洋时，离沿岸很远，没有可以依赖定位的物标，附近也很少有岛屿和地面站。在白天船舶可以利用太阳做天体定位，；晚上可以利用北极星，月亮等其他星体做船舶定位，但是天体定位费时费力且存在很多误差，例如罗经差、高度误差、系统误差、纬度误差以及船舶摇晃所带来的观测误差等，定位精度还与物体和仪表之间的几何关系有关，物体的不同海拔方向提供不同的位置信息，朝北和朝南的物体在纬度精度上有优势，朝东和朝西的物体在经度精度上有优势。与观测的准确性一样，定位的准确性也与最初的测试经验有关，推算误差越大，定位误差也越大。并且海上的天气多变，很多时候是阴天的状况，无法利用天体去定位。在使用纸质海图时无法利用雷达定位，在使用电子海图时连接有雷达传感器也无法有物标去定位，基本上完全依靠GPS或者卫星，利用卫星定位导航是个很好的办法，但是以当前的技术还是有许多弊端和不足，不能完全依赖依靠GPS卫星导航，它在遇到极恶劣天气时会存在信号丢失，误差增大等情况。同时船舶在这种情况下也很难与岸上进行联系，就算使用发射频率最高的高频也无法对岸上进行有效沟通，很多时候利用中高频单呼或者使用SSB电话呼叫，地面站也很难收到信息，或者延迟极大；使用卫星流量系统可靠性也很低，卫星流量发展还不成熟，远远没有达到像在地面上时一样的高速流量，并且它很受天气情况影响，例如乌云稍微多一点就无法收到卫星流量，在不同纬度或者航行上航行会因为船舶桅杆遮挡卫星信号而无法正常接收发送流量；而使用INMARSAT-C站效率也很低下，它要通过发射信息到指定地面站，再有地面站转发到收信人邮箱，操作起来繁琐，程序复杂，很容易发送信息失败，发射速度也很慢，从船舶发射信息到收信人接收到信息最长要几十分钟，当有紧急情况时使用INMARSAT-C站会耽误重要信息的发送。第2.2节搜救遇险船舶时效性通常海上船舶在遇险时发送遇险信号的方式是通过中高频、甚高频、C站遇险信号的播发以及手动开启EPIRB。中高频与甚高频是有强制值守的遇险频道，它是通过在遇险频道上播发遇险信号，附近船舶接收到遇险报警进行转发或确认，地面站接收到遇险报警后安排和协调附近船舶进行救援。C站则是发送遇险报警到地面站等待地面站安排救援。EPIRB手动开启后就会连续自动发送遇险信号，由地面站接收。以上传统的遇险报警发送及接收，到组织安排救援，再到实际开展救援，到最后遇险船舶被救助，实际效率很低，中间过程繁琐，很容易浪费救援的黄金时间，使得遇险人员长时间处于危险状况。并且，在组织救援的过程中不能快速有效的确认遇险船舶位置，在单船搜救，多船搜救，以及海空协调搜救中，多为利用雷达搜寻船舶，雷达搜寻SART，以最后船舶发送的船位为基准扩大搜救，没有明确的位置，搜救工作进行很困难。与国际通用搜救遇险程序一样，我国的海上搜救救援主要是通遇险船舶拨打VHF、海岸电台以及通过应急无线电示位标发出的信号等方式进行报警，海岸巡逻队和救援队会检查并确认船上的情况，然后开始实施救援工作。但依然存在很多问题，使得救援工作效率很低。如遇险船舶信息是不确定的、救援工作协调很慢，错过了最佳的救援时间。第2.3节交通密集水域船舶航行安全问题在一些大型港口及其沿岸附近，交通密集复杂，渔船众多，船舶航行安全极其重要，例如在新加坡海峡、长江口等地方，每天船舶流量就有成百上千。通常船舶安全航行是利用雷达的标绘，进行最小会遇距离和最小会遇时间计算，来进行判断碰撞危险及避碰；另一种方式是利用AIS来进行物标识别和避碰导航。这两种方法都有一定的局限性。在交通复杂水域，船舶航行密度高，利用雷达ARPA标绘物标效果很差，首先驾驶员从捕捉物标开始到计算物标动态稳定，最少要花费2-3分钟，周围船舶很多，距离基本上都是零点几海里，花费几分钟才能有效判断碰撞危险是很危险的，特别是多条船舶存在碰撞危险时，很影响驾驶员的判断与操作，极大的提高了危险性。雷达另一个弊端是很容易产生盲区，首先雷达安装在船舶上就已经有固定的盲区，它根据船舶的吃水来决定盲区的大小，在船头以前的盲区最大，大型船舶的船头盲区可以达到几百米，其次是船尾，它根据船舶烟囱或桅杆来决定，船舶两舷以外也存在盲区。在船舶较多的水域，附近船舶较大时，其面朝我船的另一侧为盲区，会挡住其他较小船舶，雷达会扫描不到，当小船、大船与我船成三点一线时，小船处在我船雷达的盲区，我船雷达扫不到小船，三条船距离很近，小船的航速又很快时，我船判断不了与小船是否存在碰撞危险，如果存在碰撞危险，当小船从大船的盲区处驶出时，我船根本来不及进行避碰操作，很容易造成碰撞。雷达同时还会产生假回波误导驾驶员，常见的假回波有旁瓣回波、间接反射回波、多次反射回波、二次扫描回波，除此之外当船舶周围物标很多时容易产生假回波，假回波与真物标一样有速度，有方向，显示与真物标无异；在晚上视觉瞭望看不清周围船舶时基本上依靠利用雷达来进行瞭望，驾驶员很难分辨真假回波，当驾驶员判断与他船是否存在碰撞危险时假回波也会被计算在内，很可能驾驶员为避开假回波而与真正的船舶产生碰撞危险，极大提高了危险性。船舶利用AIS来进行避碰与航行同样存在一些缺点，配备AIS的船舶会向周围同样配备AIS的船舶发送信息，信息包括静态信息和动态信息，其中动态信息包括CPA、TCPA、航向、航速、船位等，驾驶员利用这些动态信息来判断与他船的态势，从而进行避碰航行。AIS的可靠性很差，很多船舶都遇到过这种情况，海面上无缘无故出现一个AIS标志，但是没有任何信息，很容易让驾驶员产生误导，特别是在船多的时候降低了船舶航行安全性。在交通密集区域，基本上每条船舶都有AIS，船舶的AIS的容量会被填满，发出警报，影响驾驶员操作船舶，并且船舶会有可能接收到错误的AIS信息，而就算驾驶员发现这是错误的AIS也无法手动更改其信息，错误的AIS会一直存在，影响着驾驶员的判断。很多渔船、渔浮都配有AIS，但是渔船的AIS不稳定，时而出现时而消失，渔浮也一样，有的船舶很小，雷达扫描不到，同时它的AIS也消失了的话，如果驾驶员过于依赖AIS的信息就会发现不了小渔船，造成碰撞危险。在交通密集区域航行，虽然AIS是他船发出信息，但是可靠性很低，甚至不如雷达的ARPA标绘，当驾驶员没有发现AIS信息的错误，这将是对船舶安全航行的极大威胁。第3章北斗卫星导航系统当前发展第3.1节北斗导航系统的优点基于以上分析，总结出北斗导航系统的四大优势。一是不容易被遮挡，北斗导航系统具有明显的低纬度性能优势，系统的空间段采用了由三颗旋转卫星组成的混合星座。北斗导航系统中有许多高轨卫星，所以不容易被遮挡。二是具有双向通信能力，应用领域更加丰富，使用对象更多。北斗系统创新设计了一种能够实现用户与用户、用户与控制中心双向通信的短报文通信功能，进行短报文通信、紧急救援搜救等多种服务，而其他的卫星导航系统是单向通信的。北斗系统的短报文通信功能在海上生产作业、人员搜救、船舶运输等领域都有着很大的优势，未来的使用对象，应用会更广泛。第三，定位精度与其他卫星导航系统基本相同。目前GNSS提供的实时定位精度低于10米，民用GNSS的精度约为10米，军用GNSS为0.3米。对这两个系统的比较分析表明，它们在民用方面的精度大致相当，而在亚太地区，北斗系统的定位精度比5米还要小。其测速精度甚至可以达到0.1米/秒。对军队用户，北斗系统的定位精度更是小于1米的，这种水平已经达到世界先列。四是有先进的授时精度技术，大幅度领先其他导航系统。北斗系统采用功效比较低的铷原子钟和稳定性比较好的国产氢原子钟二者相结合的授时方式，误差小于10纳秒，使其稳定性变得更强，对于时间的测量才能更加精确[[]柳桂财,栾法敏．电子海图的种类和使用[J]．世界海运，2007（4）：31-33.[]柳桂财,栾法敏．电子海图的种类和使用[J]．世界海运，2007（4）：31-33.第3.2节北斗导航系统的不足第一，北斗卫星导航系统的整体构造已全部完成，它能为世界各地的用户提供服务。虽然定位精度和全球导航系统中基本保持一致，但也有一定的差异。GPS单点定位精度的范围是1-5m，这是北斗导航系统无法企及的。这个系统在亚太地区的定位精度可达5米。面向全球服务的北斗卫星导航系统定位精度为水平10m、高10m，测速精度为0.2m/s，授时精度为20ns。亚太地区精度翻倍，射程比全球精度降低一半。GPS在全球建立了5个监测站，由于各种不可抗力障碍，平均分布在赤道上，北斗卫星导航系统没有办法在全球范围内建立地面站，目前刚建成一个海外监控站，正因如此，GPS定位精度才会在一定程度上高于北斗卫星导航系统。二是研究开发北斗卫星导航系统的造价也是不菲的，达到了250亿美元，其中这个芯片的价格高也是阻碍大部分民用用户使用的一个重大因素。和GPS进行比较，北斗芯片具有更高的价格和更高的功耗，无法主导市场，所以不具备一定的优势[[]李江,薛冰,崔仁胜,等.北斗授时在地震观测技术中的应用[J].地震地磁观测与研究,2016,37(5):131-135[]李江,薛冰,崔仁胜,等.北斗授时在地震观测技术中的应用[J].地震地磁观测与研究,2016,37(5):131-135具体表现在：一方面，国内的研发团队对北斗卫星导航系统核心部件的制造水平和关键技术都不熟悉，其核心部件只能依靠国外公司的技术来制造。国内的频带和射频芯片与国外企业的功耗、灵敏度、产品稳定性和应用程序解决方案相差甚远；另一方面研究北斗芯片的成本高，初期投资额较大，而且其研发耗时较长，以致于一些中小企业无力承担。第3.3节船舶领域应用有待推广北斗卫星导航系统如今没有在商船和远洋渔船上大规模应用，其一，GPS导航系统已经使用和广泛部署了20多年，其技术、应用研发、产品开发和市场积累都很成熟，而北斗卫星是中国自己开发的导航系统，使用时间不长，还没有被公众熟知。北斗卫星产业的发展仍处于早期阶段。根据中国的数据，中国大约有14000家提供卫星导航和定位服务的公司和机构，包括58家上市公司，但大多数公司不能保证其产品的盈利能力，如果没有政府的政策和财政支持，公司很难维持其业务。第3.4节政策法规不够完善(1)没有单一的、国际标准化的应用服务系统。由于北斗卫星导航推出较晚，基于GPS的VY、AIS和VIS系统，北斗卫星导航系统尚未在船舶上广泛使用。(2)标准建设被推迟。我国目前还没有关于北斗卫星导航系统建设、运行、使用和产业推广的法律法规，特别是在民用领域的推广和使用，还存在着法律空白。例如，文件和其他相关文书不具有法律效力，可能执行不力。第4章北斗导航系统带来的解决方法第4.1节提高船舶定位精度精确授时功能作为北斗导航系统一项很重要的功能，其授时精度在不断提高。北斗导航系统能为双向授时带来100纳秒以及每秒单次精度带来20纳秒。随着全球信息网络化和数字化的迅速发展，也使人们对系统的授时精度越加关注。现代各种网络以及交通系统的管理都依赖于精确的时间来控制。系统的时间、定位和数据传输都在同一通道内进行，地球站的原子钟产生正常时间和标准频率，然后通过查询信号将时间传递给用户。精确的时间安排对北斗导航系统具有重要意义[[11]易彬,谷德峰,邵凯,易东云.BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析[J].国防科技大学学报,2020,42(04):43-50][11]易彬,谷德峰,邵凯,易东云.BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析[J].国防科技大学学报,2020,42(04):43-50短报文通信是北斗导航系统独有的特点。其他导航系统是不具备这个特征的。该功能在很大程度上更改了其他导航系统中只可以被动发送定位请求的限制。短报文通信可以在北斗终端用户之间或用户与控制中心之间提供双向数字(报文)通信和双向通信。一次可以传送120个汉字信息。其与之前的旧的导航系统有着本质的区别，北斗导航系统的段报文通信用卫星信号作为载体，所以说，优点是在工作的时候稳定，很少受外界干扰，不受地域的限制，系统组成简单，通信费用比较低。北斗导航系统短报文通信使用独立网络，因此不需要使用其他外部系统进行数据传输。能够在全球通信，可以避免像其他常规手段一样被地域或其他场合所限制。通常情况下，北斗导航系统和其它系统一样向全球提供免费服务，但是里面有一些服务要使用的话必须要通过授权才可以。比如:高精度定位、综合差分和军民不同级别、不同授权容量的通信服务，军用容量高于民用容量。第4.2节提高船舶搜救能力4.2.1提高遇险船舶搜救能力中国的海上救援行动主要是由遇险人员通过无线电话、岸上广播、应急信标等应急手段进行呼叫，海上搜救部门对紧急情况的信息进行核对和分析，然后展开救援行动。然而，这种方法的缺点是应急信息的不确定性和救援行动的协调难度。在这个阶段，有两种救援方案。一种是将定位系统装入救生衣，用北斗卫星搜索信号，寻找遇险人员，并将救援信息传递给最近的船只；另一种是将北斗卫星导航系统、海上智能探测系统、陆基控制中心、海图定位系统结合起来，在处理危险信息后确认传递急救信息，搜索遇险人员，在陆地上开展救援行动。现阶段有两种救援方案：一是在救生衣上安装AIS定位系统，北斗卫星利用AIS信号对遇险人员进行定位。然后将救援数据传输给附近的船只和最近的被救组织；第二种是北斗系统完善以后结合AIS、电子海图功能对遇险船舶的搜救。(1)遇险船舶自救:船舶所在海区发生台风或其他紧急情况时，地面空管可及时通知该海区船舶，并酌情为其提供避让航线或合理的避险建议和自救[[]吴佐政.浅谈北斗导航技术在船舶定位中的应用[J].珠江水运，2021（01）：90-91.[]吴佐政.浅谈北斗导航技术在船舶定位中的应用[J].珠江水运，2021（01）：90-91.(2)其他力量救援:地面指挥中心可根据遇险船舶所在海域的具体情况，指挥附近船舶或救助直升机实施救助。,并且整理规划出最佳的救援方案，提高救援速率，使遇险船舶尽快脱离危险。应用实例：交通部和原总装备部于2014年联合启动了第二个大型北斗系统特殊处理项目"中国北斗搜救信息系统示范项目"。加强精神和财产安全，拯救海洋的效率。该示范项目利用北斗系统的精确定位、警报和搜索与救援功能，为海上警报提供各种方法，同时促进了海上应急指挥中心的派遣和现场技术支持。该示范项目开发了三个主要系统，包括基于北斗的海上应急管理系统、基于北斗的海上搜救指挥系统和海上交通综合信息服务系统，以及北斗数据集成处理平台，海上遇险报警系统在手机终端生产出40万套产品进行推广使用，利用短报文通信在手机终端生产出3000套产品进行使用，3300艘海上救援船和100艘海上救援船都装上了智能北斗终端和北斗系统AIS、EPIRB和人员落水设备（MOB）的示范应用（如图3.2）。该船通过码头向系统发送短消息和紧急级别警报，也可以通过按码头的紧急按钮直接发送紧急级别警报。每个警报级别对应不同的颜色，然后在系统图表中显示这些警报标记，并且系统控制中心可以快速通知搜救中心负责人和搜救部门进行搜救，从而促进救援工作的快速进行。为搜救赢得宝贵的时间。4.2.2提高船舶应急搜救能力随着海上运输的快速发展，遇险船舶搜救行动的重要性日益突出。尽快获得遇险船舶及其位置的报警信息的能力已成为成功搜救行动的关键因素。根据《国际海上人命安全公约》（SOLAS），从1999年2月1日所有从事国际航行的300总吨及以上的客货船必须配备406MHz卫星无线电信标（以下简称406MHz信标）。中国于1994年成为COSPAS-SARSAT的成员，并于1998年成为全球卫星搜索和救援系统（COSPAS-SARSAT）的地面设备供应商。目前，COSPAS-SARSAT系统在国际上被广泛用于搜索和救援紧急情况下的船只。除COSPAS-SARSAT系统外，中国还运行了基于北斗卫星导航系统的地图报告系统（以下简称北斗系统），用于船上搜索和救援行动。目前，中国的搜救卫星系统由中国建造的地面系统和外国搜救卫星组成，地面系统只能接收LEOSAR（低地球轨道搜救）卫星发射的遇险信号。2018年，国际搜救卫星组织（COSPAS-SARSAT）将北斗系统纳入全球搜救卫星系统，这意味着中国将很快成为COSPAS-SARSAT空间设备的供应商。406兆赫的标签产业在中国已经发展起来，相关的本地公司已经获得了中国和其他国家的分类协会颁发的COSPAS-SARSAT证书。406兆赫标签产业在中国得到了发展，相关的本地公司已经获得了中国和其他地方分类协会颁发的406兆赫标签类型认可证书。同时，基于北斗的搜救系统在中国内陆和海外水域以及内河航道得到了发展，解决了对遇险人员和船只的预警和定位问题，提高了航道搜救作业的效率，带来了显著的经济和社会效益。中国船级社（CCS）已经为BD-EPIRB船颁发了型式认可证书。4.2.3建立船舶应急搜救系统2000年末，中国完成了北斗一号，在本地区提供服务；到2012年底将完成北斗二号在亚太地区提供服务；到2020年完成北斗三号在全世界提供服务。北斗一号、北斗二号和北斗三号是RDSS服务，而北斗三号是全球地图中继服务，可用于紧急情况下的搜索和救援。BD-EPIRB可用于快速获取位置信息，并通过北斗RDSS或全球短报文服务发送紧急警报。目前，北斗全球短报文尚未使用，基于北斗短报文的船舶搜救系统主要基于RDSS，并在亚太沿海地区和中国使用，特别是在内陆河流。由于BeiDou的全球覆盖，基于短信的船舶搜救系统可以在全球范围内提供服务。BD-EPIRB、北斗卫星、北斗地面站、搜救中心和搜救中心是基于北斗短信的海上搜救系统的组成部分。在紧急情况下，当在水中时，北斗EPIRB会自动或手动启动，并通过北斗短信向搜救中心发送紧急信息，包括船舶识别号、紧急情况类型和位置数据。紧急情况信息通过北斗卫星传输给北斗控制中心。如果救援设备位于境外，应急信息首先由境外的MEO卫星接收，然后通过卫星与卫星之间的链接传输到境内的卫星，再通过境内的卫星传输到主监控站。主监测站收到信息后，可通过卫星链路发送至搜救应急指挥中心，或通过北斗骨干网发送至搜救应急指挥中心；搜救应急指挥中心对应急信息进行分析，并发送至最近的搜救应急指挥中心，再由其通知救援部门组织搜救船只或直升机进行救援。直升机和搜救船应配备121.5兆赫位置信号接收机，检测和接收标志物的位置信号，确定与标志物的距离和方向，核实碎片探测情况，从而提高搜救行动的效率。警报信息确认后，搜救中心通过北斗输入链路向北斗主控站发送确认信息。如果是在国外，控制中心首先将确认信息发送给本国卫星，然后由本国卫星通过卫星间链路发送给国外MEO卫星，国外MEO卫星B2b的下载信号将确认信息发送给北斗救援信标。一旦确认，搜救中心就会控制信标的运行模式，从而增加报警的持续时间，延长设备的使用寿命，方便报警确认，防止误报警。当警报被确认后，也会增加救援人员的信心。一般来说，北斗卡响应信息用于发送警报，下行链路用于向无线电信标发送确认，这可以弥补目前406兆赫无线电信标缺乏返回链路的问题。北斗短波应急搜救系统更适合中国的应急搜救系统，具有完整、可靠、安全的信息传输优势。由于北斗三号卫星导航系统覆盖全球，这两个搜救系统在未来可以得到补充和改进。第4.3节提高交通密集水域船舶导航避碰与协调能力传统的海上船舶监控方法尤其包括船舶自动识别系统（AIS）和移动监控。由于秘密区域和昂贵的通信故障，武汉港航局推出了基于北斗卫星导航技术的船舶跟踪系统。该系统提供实时定位、测速、精确计时、船舶之间以及船舶与控制中心之间的双向通信，以及各种功能，如碰撞预警和避免。n1北斗卫星导航系统与电子海图技术相结合，使用短信技术发送船舶状态、求救信号和公共信息。港口控制中心可以利用北斗卫星导航系统，通过调度系统显示港口各泊位的吨位和泊位信息，合理组织港口船舶控制的工作。到2017年底，中国渤海、黄海、东海和南海的5万多艘渔船都配备了北斗终端。在发生台风等自然灾害时，渔业部门可以通过北斗卫星导航系统向港口的渔民发送警告信息，从而保护他们的生命和财产安全。渔船的数据将通过北斗终端收集，以提供渔区的出海次数、鱼种识别、渔获物追踪、状况评估、捕捞强度计算、强度监测和渔获物评估等信息，为更准确地管理渔船提供对比性数据