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摘 要 阐述航空护林发展现状，航空护林作业中使用雷达、基站等进行通信和定位，护林飞机经常会出现通信阻断、偏离航线、数据滞后等问题，而通过在航空护林中使用北斗系统相关技术进行定位和通信，可以有效解决这些问题，并详细介绍了北斗终端系统在航空护林中的应用方式。
关键词 北斗系统；航空护林；导航；数据同步
中图分类号：S762.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.17.026
1 航空护林发展现状
航空护林指利用飞机完成护林飞行、扑灭森林火灾等，实现使用航空手段来保护森林，是森林防火的重要组成部分[1]。我国在航空护林体系的发展已越来越成熟，航空护林站、雷达站、基站等基础设置建设也初具规模，但是同时还是存在着一些问题。
第一，缺乏对护林飞机位置的实时监控。航空护林具有工作区域大、低空飞行、遇到复杂地理环境或火灾、能见度低等特点，易造成护林飞机通信受山体遮挡而阻断、航线偏离等情况，给航空护林工作带来困难。第二，缺乏数据的有效交换。飞行人员获取情报数据、气象数据、离线数据等重要数据具有滞后性、单一性，影响航空护林任务的准确性。第三，缺乏根据飞行计划、航线计划的精准导航。在极端环境下，通信阻断、能见度低的情况下，飞行人员无法有效完成护林任务。
2 北斗系统在航空护林中的优势
北斗系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）是我国独立自主建设和发展的全球卫星导航系统，北斗系统提供免费、持续、稳定、可靠的定位与导航服务[2]。首先，北斗系统是由我国独立研发的，国际环境的變化不会影响到北斗定位服务的可靠性和安全性，为我国森林防火工作带来持续的安全保障。其次，北斗系统定位精度高、运行稳定，抵抗极端环境的能力也十分突出。再次，北斗系统提供短报文通信。在航空护林工作中，北斗系统的报文通信可以有效帮助护林飞机和护林站的数据交互[3]。
3 北斗终端系统应用
在护林飞机中使用北斗终端系统，提供稳定的定位、导航、数据通信等服务，为航空护林工作提供可靠保障。下面将详细介绍北斗终端系统在航空护林中的应用。
3.1 系统概述
北斗终端系统是为航空护林飞行人员提供的便携式终端系统。飞行人员使用该终端系统进行实时定位，通过北斗的短报文通信方式将定位数据发送到护林站，护林站就可以根据飞机的实时位置和其他数据信息进行监视和调度。
3.2 系统架构设计
如图1所示，护林飞机携带北斗终端系统获取定位信号，通过飞行计划和离线地图实现导航，同时将定位信号通过北斗的报文消息传递给护林工作站，工作站根据实时的位置和任务数据对护林飞机进行调度和指挥。另外，北斗终端可以实现与护林工作站的数据同步，为护林任务提供保障。
3.3 系统功能设计
北斗终端系统主要提供的功能包括北斗定位服务、导航服务、数据服务等，解决航空护林中出现的通信阻断、偏离航线、数据滞后等问题。
3.3.1 北斗定位服务
北斗终端系统通过北斗卫星获取实时的定位数据。定位服务主要包括以下几方面的功能：第一，为飞行人员提供实时的位置数据，在终端的地图上显示飞行的当前位置和历史轨迹线，让飞行人员可以获取当前的位置信息，可以更明确地计划与实施护林任务；第二，为北斗终端的导航功能提供位置数据，导航是基于离线地图、航线设定和实时位置的，其中实时位置的获取对于导航功能至关重要；第三，定位信号会不断地传递给护林工作站，空管人员就可以在监控设备上监控不同护林飞机的实时位置和飞行轨迹，更好地进行任务的分配和调度。
3.3.2 导航服务
北斗终端设备通过卫星定位、离线地图、飞行任务实现飞行中导航功能。飞行人员通过导航点经纬度、位置代码、名称等检索方式查询导航点，检索后以列表形式显示导航点信息，点击需要执行任务的导航点位置，开始导航。导航系统与护林站提供的指挥服务相结合，协同配合完成航空护林任务。飞行人员可以根据护林任务设定航空护林路线，这样，即便是在与护林工作站通信暂时阻断的情况下，也可以继续航空护林任务。
3.3.3 数据同步服务
北斗设备终端软件提供了与护林站之间的数据同步服务。主要包括情报服务数据同步、气象服务数据同步、离线服务数据同步。一是情报服务数据同步。可同步的情报数据包括护林站最新拟定的飞行计划、航线代码、航线高度、航线起止点、救援信息等相关的飞行计划情报，机场状态、位置、周围障碍物等相关的机场信息情报，空域名称、代码、类型、范围、状态等相关的空域信息情报，飞行人员传递的实际起飞、落地、鸟情等飞行数据情报等。这些情报数据的同步，为飞行人员及时掌握飞行计划变更、火情紧急任务、飞行安全等提供有力保障。二是气象服务数据同步。护林站可以根据气象部门提供的最新天气情况，实时给飞行人员推送天气信息。飞行人员可以根据名称、区域、代码查询气象情况，也可以根据出现的紧急气象信息，向护林站报告，用来帮助护林站调整护林飞行任务。三是离线服务数据同步。离线服务数据包括服务区域离线地图，机场、航线、空域、救援等情报数据、气象数据以及飞行计划数据。这些离线数据在执行任务前加载到北斗终端设备上，在有网络情况下，用户也可以实现数据的更新。这些离线数据为完成航空护林任务提供可靠的数据基础。
4 发展前景及展望
北斗系统在航空护林上的作用非常重要，借助北斗系统能够实现精准的定位，增强飞行航线任务的准确性，保障护林飞机与地面护林站之间的数据同步，有效地解决了航空护林作业中出现的通信阻断、偏离航线、数据滞后等问题，保证了航空护林作业的顺利完成，为我国森林资源的保护工作提供了有力支撑。随着北斗系统的逐步完善和发展，相信其在航空护林领域的应用会越来越广泛，在进一步促进现代化的航空护林中会有更大的作为。
参考文献
[1]魏光兴.关于我国航空护林发展的探究[J].农业与技术，2015（4）：60.
[2]吴海玲，高丽峰，汪陶胜，等.北斗卫星导航系统发展与应用[J].导航定位学报，2015，3（2）：1-6.
[3]常雷.北斗定位技术在林业中的应用探究[J].中国林业产业，2017（2）：8.
（责任编辑：赵中正）
关键词 北斗系统；航空护林；导航；数据同步
中图分类号：S762.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.17.026
1 航空护林发展现状
航空护林指利用飞机完成护林飞行、扑灭森林火灾等，实现使用航空手段来保护森林，是森林防火的重要组成部分[1]。我国在航空护林体系的发展已越来越成熟，航空护林站、雷达站、基站等基础设置建设也初具规模，但是同时还是存在着一些问题。
第一，缺乏对护林飞机位置的实时监控。航空护林具有工作区域大、低空飞行、遇到复杂地理环境或火灾、能见度低等特点，易造成护林飞机通信受山体遮挡而阻断、航线偏离等情况，给航空护林工作带来困难。第二，缺乏数据的有效交换。飞行人员获取情报数据、气象数据、离线数据等重要数据具有滞后性、单一性，影响航空护林任务的准确性。第三，缺乏根据飞行计划、航线计划的精准导航。在极端环境下，通信阻断、能见度低的情况下，飞行人员无法有效完成护林任务。
2 北斗系统在航空护林中的优势
北斗系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）是我国独立自主建设和发展的全球卫星导航系统，北斗系统提供免费、持续、稳定、可靠的定位与导航服务[2]。首先，北斗系统是由我国独立研发的，国际环境的變化不会影响到北斗定位服务的可靠性和安全性，为我国森林防火工作带来持续的安全保障。其次，北斗系统定位精度高、运行稳定，抵抗极端环境的能力也十分突出。再次，北斗系统提供短报文通信。在航空护林工作中，北斗系统的报文通信可以有效帮助护林飞机和护林站的数据交互[3]。
3 北斗终端系统应用
在护林飞机中使用北斗终端系统，提供稳定的定位、导航、数据通信等服务，为航空护林工作提供可靠保障。下面将详细介绍北斗终端系统在航空护林中的应用。
3.1 系统概述
北斗终端系统是为航空护林飞行人员提供的便携式终端系统。飞行人员使用该终端系统进行实时定位，通过北斗的短报文通信方式将定位数据发送到护林站，护林站就可以根据飞机的实时位置和其他数据信息进行监视和调度。
3.2 系统架构设计
如图1所示，护林飞机携带北斗终端系统获取定位信号，通过飞行计划和离线地图实现导航，同时将定位信号通过北斗的报文消息传递给护林工作站，工作站根据实时的位置和任务数据对护林飞机进行调度和指挥。另外，北斗终端可以实现与护林工作站的数据同步，为护林任务提供保障。
3.3 系统功能设计
北斗终端系统主要提供的功能包括北斗定位服务、导航服务、数据服务等，解决航空护林中出现的通信阻断、偏离航线、数据滞后等问题。
3.3.1 北斗定位服务
北斗终端系统通过北斗卫星获取实时的定位数据。定位服务主要包括以下几方面的功能：第一，为飞行人员提供实时的位置数据，在终端的地图上显示飞行的当前位置和历史轨迹线，让飞行人员可以获取当前的位置信息，可以更明确地计划与实施护林任务；第二，为北斗终端的导航功能提供位置数据，导航是基于离线地图、航线设定和实时位置的，其中实时位置的获取对于导航功能至关重要；第三，定位信号会不断地传递给护林工作站，空管人员就可以在监控设备上监控不同护林飞机的实时位置和飞行轨迹，更好地进行任务的分配和调度。
3.3.2 导航服务
北斗终端设备通过卫星定位、离线地图、飞行任务实现飞行中导航功能。飞行人员通过导航点经纬度、位置代码、名称等检索方式查询导航点，检索后以列表形式显示导航点信息，点击需要执行任务的导航点位置，开始导航。导航系统与护林站提供的指挥服务相结合，协同配合完成航空护林任务。飞行人员可以根据护林任务设定航空护林路线，这样，即便是在与护林工作站通信暂时阻断的情况下，也可以继续航空护林任务。
3.3.3 数据同步服务
北斗设备终端软件提供了与护林站之间的数据同步服务。主要包括情报服务数据同步、气象服务数据同步、离线服务数据同步。一是情报服务数据同步。可同步的情报数据包括护林站最新拟定的飞行计划、航线代码、航线高度、航线起止点、救援信息等相关的飞行计划情报，机场状态、位置、周围障碍物等相关的机场信息情报，空域名称、代码、类型、范围、状态等相关的空域信息情报，飞行人员传递的实际起飞、落地、鸟情等飞行数据情报等。这些情报数据的同步，为飞行人员及时掌握飞行计划变更、火情紧急任务、飞行安全等提供有力保障。二是气象服务数据同步。护林站可以根据气象部门提供的最新天气情况，实时给飞行人员推送天气信息。飞行人员可以根据名称、区域、代码查询气象情况，也可以根据出现的紧急气象信息，向护林站报告，用来帮助护林站调整护林飞行任务。三是离线服务数据同步。离线服务数据包括服务区域离线地图，机场、航线、空域、救援等情报数据、气象数据以及飞行计划数据。这些离线数据在执行任务前加载到北斗终端设备上，在有网络情况下，用户也可以实现数据的更新。这些离线数据为完成航空护林任务提供可靠的数据基础。
4 发展前景及展望
北斗系统在航空护林上的作用非常重要，借助北斗系统能够实现精准的定位，增强飞行航线任务的准确性，保障护林飞机与地面护林站之间的数据同步，有效地解决了航空护林作业中出现的通信阻断、偏离航线、数据滞后等问题，保证了航空护林作业的顺利完成，为我国森林资源的保护工作提供了有力支撑。随着北斗系统的逐步完善和发展，相信其在航空护林领域的应用会越来越广泛，在进一步促进现代化的航空护林中会有更大的作为。
参考文献
[1]魏光兴.关于我国航空护林发展的探究[J].农业与技术，2015（4）：60.
[2]吴海玲，高丽峰，汪陶胜，等.北斗卫星导航系统发展与应用[J].导航定位学报，2015，3（2）：1-6.
[3]常雷.北斗定位技术在林业中的应用探究[J].中国林业产业，2017（2）：8.
（责任编辑：赵中正）