本文介绍了航标遥测遥控技术和无线电航标雷达应答器在航标助航效能中的工作原理和重要作用，探讨研究了其在航海保障中的助航功能和特点，分析展望了其在未来航标发展建设中的重要意义。 标签：航标；遥测遥控；无线电；重要作用；应用前景
随着国家沿海发展战略的不断深化，沿海经济建设和航运事业日益增进，港口及航道不断延伸拓展，港航企业腹地经济的辐射雄厚，航标助推国家经济的作用日益凸显，航海保障的社会功能将越加的重要，因此，如何做好通信导航技术的应用和发展在服务国民生产经济方面将发挥越来越重要的作用。
oltc一、基本原理和简介
航标遥测遥控系统是实现对航标实时定位测控的一个现代化监控系统。该系统是集全球卫星定位系统（GPS）、全球数字蜂窝移动通信技术（GSM）、地理信息系统（GIS）和計算机网络技术为一体的综合性高科技应用系统，其原理是利用航标上安装的GPS卫星定位接收机 和传感器获得相应的信息，包括航标GPS定位数据、报警信息和航标灯各种工作状况等参数。这些信息通过计算机处理后，由航标灯上的GSM通信模块通过短信息的方式及时传输到航标运行保障中心来，中心的GIS电子地图监控系统将显示航标的准确位置和工作状况参数并可接受航标的报警，中心也可通过GSM通信系统实时查询航标的工作状态并跟踪定位和控制航标灯的运行（如图1所示）。
通过航标遥测遥控系统，可在GSM覆盖的范围内对航标的工作状况实现24小时全天候、实时、动态测控，可显示航标位置是否准确、灯质是否正常、电压是否欠压或过高、灯泡工作是否正常、航标失常状态、航标漂失方向及位置等信息，并在图上进行准确标示。该系统能实现航标工作人员不出海，在办公室对辖区的航标灯进行遥测和控制，出现紧急情况时及时做出处理，保证航道通畅，同时可随时查询辖区每座航标的工作运行情况，大大降低了航标管理人员的工作强度，实现航标的无人值守管理，大量节省了航标管理维护经费。
航标遥控系统主要由中心控制系统、无线通信系统、终端设备等三大部分组成（如图2）。中心控制系统的功能是完成航标数据的收集、处理、存储、显示和决策支持服务；主要由
通信机、服务器、GIS客户端平台组成。通信机可实现多种通信服务，如：GPRS无线网络通信服务、短消息通信服务、AIS通信服务、差分GPS信息收集服务等。服务器包括通信服务器、数据管理服务器；其中通信服务器完成通信机的命令和数据传送；数据管理服务器主要完成数据解析、存储、处理等功能，通过数据解析自动生成各种报表，通过处理完成数据分析、处理、判断、报警等功能；同时为各个管理用户（GIS平台等）提供数据；GIS客户端平台为一客户端软件，以电子海图为基础，在其上叠加航标信息实现可视化实时的航标信息显示、查询、报表等功能。
无线通信系统的功能是实现航标信息和控制命令的无线传输，可采用GSM/CDMA/AIS无线通信系统，可提供SMS和网络两种数据通信服务。
终端设备主要完成以下功能：1、采集航标数据，包括航标工作状态、位置信息、能源信息、其他信息等，并进行处理；2、按照设置命令的要求自动实现终端的工作方式配置；航标数据打包、上传；对航标设备工作状态进行遥控等；3、进行自动定时检测、判断航标工作状态、位置状态、能源状态等情况，当出现异常时发出报警信息。能量传送器
奇石底座
雷达应答器整机包括六大部分：微波天线，微波发射与接收组件，对数检波器及鉴频组件，粘扣
频率校正、编码调制组件，计算机组件和电源变压器（如图3）。
根据雷达应答器的作用不同，使用环境的差异，选择不同的工作波段。雷达应答器有两个不同的工作波段：X波段（9300MHZ-9500MHZ），S波段（2900MHZ-3100MHZ）。雷达应答器的频率响应、输出功率、天线增益、作用距离、发散角度、调制方式等多种技术参数在制造规程中有严格的规定（如图4）。
雷达应答器作为初见陆地、航标、可航桥孔、导标中心线、转向点、危险物的重要识别标志，通过发送特征脉冲来响应船舶雷达，显示其距离和方位信息。主要作用有：海图上没有明显特征的海岸线的识别和测量；对水中和陆上助航标志的识别；船舶初见陆地的识别；警戒区和分道通航制中线和转向点的识别；标志新的海图上未标绘的危险物；标示桥梁下可航行的桥拱；用作导标雷康引导船舶航行。
根据《交通部海区雷达应答器管理办法》要求， 雷达应答器的管理人员应对有人或无人看守的应答器定期检测其工作状况。当应答器的电源输出电压表的读数接近稳压设备所允许的工作下限时， 应更换或调整电源；当应答器工作不正常时， 应及时检修或更换。
目前，在我国应用较为广泛的是采用GSM短消息服务平台构建系统的通信链路， 实现雷达应答器的遥测遥控（如图5）。
GSM短消息服务平台构建系统由航标台子系统和控制中心两部分组成。其中：雷达应答器为所测控的航标模块；微控器模块为整个子系统的核心，既要实现对雷达应答器的遥测和遥控， 还要进行短消息发送和接收以及对相应的数据进行分析、转换、校验等处理；GSM模块采用实现短消息服务数据传输。控制中心生成遥测、遥控命令， 接收数据并进行处理、存储、显示和解析。
遥测遥控时，由控制中心发出遥测命令， 通过GSM通信网传输到航标台子系统， 航标台子系统的微控制器根据接收到的命令向雷达应答器发出遥测命令， 雷达应答器根据命令要求， 发出测量数据， 微控制器接收数据并进行处理， 最后通过GSM将信息发送到控制中心， 在控制中心进行解析、显示和存储。遥控时， 由控制中心发出遥控命令， 通過GSM通信网， 航标台子系统的微控制器， 向雷达应答器发出遥控命令， 雷达应答器根据命令进行遥控设置并发出应答数据， 微控制器接收数据并进行处理， 通过GSM将信息发送到控制中心进行解析， 当收到的是正确的应答信息时， 表示遥控成功。二、助航功能与特点
航标遥测遥控系统助航功能主要有四部分：一是进行航标日常查询功能。可以定时记录航标工作状态、参数和位置，可将航标摇摆方向和位置在电子海图上显示；可实时查询任意航标工作情况，并将情况进行后台存储，便于以后的查询；可通过网络向总站和分控中心传送信息，实现联网查询；二是具有定位跟踪功能。可通过GPS卫星定位，实时监控航标的位置经纬度和摆动状态；在航标偏离的半径大于设定值时自动报警，并进入定位跟踪状态；三是具有报警功能。当航标工作异常时，如：电压过压或欠压等情况时，可向监控中心报警；航标漂失时自动报警，并定位跟踪；航标被破坏（如撞击）时，只要监控装置还能工作，就可向中心发送报警信号，并记录最后的时间和状态，便于查肇事船只；四是有統计报表功能，可生成航标日常工作巡检报表和报表管理功能。
珍珠风
航标遥测遥控系统主要特点：一是定位精度高。系统定位精度，可实现三维位置定位精度优于10米。时间精度为100ns内。二是系统容量大，扩展性能好。系统的容量与GSM容量有关，可从监控几十个目标的系统扩充升级到监控几百个目标的大系统，系统的升级直接在现有系统的基础上进行，扩展时不用增加，特别适合航标分布较分散的水域。三是采用先进的GSM通信方式，具有投资省、成本低、技术先进、系统稳定可靠等优点。可抗恶劣天气，如：台风；不用投资建设无线通信，投资小，并节省管理维护费甩。四是
系统覆盖面广。GPS信号覆盖全球，GSM信号覆盖全国，可实现辖区水域的全覆盖。对于极少数的信号盲区，可采用加装高增益天线的方式解决。五是系统功能强大。可实现航标灯的定位和监控，具备航标失常状态时自动报警功能，丢失时可定位跟踪，便于搜寻。
根据船舶航行需求、航道（航线）条件及重要程度、周围环境、背景条件等因素综合考虑决定。除在航道的重要转向点和碍航物外， 航标雷达应答器的配布间距通常不小于5 海里， 特殊情况下间距小于5海里的， 应采取相应措施减小相互影响。相邻雷达应答器的识别编码应有明显区分， 便于识别。30 海里内不应采用相同的识别码。鉴于雷达应答器应用的优越特性，其广泛应用于近海通航水域，特别是在船舶遇到视线盲区、大雾天气或黑夜航行时，雷达应答器的相对方位和距离在船舶的雷达荧光屏上可直观地判断，为航行安全和营救工作发挥了不可替代的作用。
三 应用展望
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随着电子和通信技术的发展，无线通信以及遥测遥控系统被广泛应用于航海等各个领域中，进一步扩展雷达应用器的使用功能，逐步推进航标智能化管理意义深远。如扩大雷达应答器的作用距离，探索实现化的可能；紧跟定向阵列型天线与可行的静止天线系统
相兼容的新技术雷达的发展，发挥更大助航效能。
通过大力提升航标的通信导航技术水平，着力改变过去单一的航标管理和巡检方式，可提升航标维护水平、减轻职工劳动强度、降低航标维护成本。更为重要的是，通信导航技术促使数字化航标建设步伐，将为船舶和航标用户提供更加便捷、准确、高效的助航信息，实现航海保障事業和社会经济效益的全面发展。
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