摘要：可以说,导航卫星是一个伟大的发明,从航海航空到个人出行,导航卫星正在深刻地影响着人类的生活模式和现代社会的运转方式。因此,发展中国自己的导航卫星系统,有着显著的必要性。本文对北斗系统在直升机指挥调度系统中的应用进行分析，以供参考。
关键词：北斗系统；直升机指挥调度；应用
引言
纵观中国北斗的发展历程,我们不难发现,坚持自主创新是北斗成功的关键,也是中国航天发展的关键。在北斗建设取得胜利之时,我们更要“练内功”,坚决提高自身的航天科技实力,继续向世界领先水平不断努力。这样,我们才能把命运牢牢掌握在自己手中,实现建设航天强国的伟大梦想。
1系统产品应用需求分析
随着我国直升机产业的大发展，直升机应用范围越来越广泛，越来越多先进的直升机走进百姓生活。除了传统的应用领域得到进一步拓展外，随着国家经济的强劲增长逐渐形成新的高消费阶层，这将使私人与公务直升机的需求不断增长。国内新闻经常可见直升机被用在婚礼、观光旅游等，同时直升机在火灾救援、海上急救、缉私缉毒、消防、医疗救助等公务方面的应用也在很快的展开。伴随着直升机的使用越来越来多，也暴露出直升机的通信问题。
2北斗卫星导航系统
2.1特点
北斗系统定位导航授时服务性能在全球范围内定位精度为10米、高程10米（95%），授时精度为20纳秒（95%），测速精度为0.2米每秒（95%），服务可用性大于99%。其中，在亚太地区，定位精度水平5米、高程5米（95%）。实测结果表明，北斗系统服务能力全面达到并优于上述指标。总的来说，北斗系统有三大特色：一是空间段采用三种轨道卫星组成混合星座，与其它卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区性能优势更为明显；二是提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度；三是创新融合了导航与通信功能，具备基本导航、短报文通信、国际搜救、星基增强和精密单点定位等多种服务能力，系统功能高度集成，实现了集约高效。
2.2筑梦北斗忘不掉的过去
20世纪后期，我国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了“三步走”发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；在2020年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。在北斗系统的发展历程中,自主创新一直是一条鲜明的主线。北斗三号创造性地采用了复合星座方案,以中圆地球轨道卫星作为全球服务主力,以地球静止轨道和倾斜地球同步轨道卫星重点覆盖亚太地区。这样的设计结合了传统导航星座和区域导航增强星座的优势,既能保证全球高精度覆盖,又能进一步提升亚太重点地区的星座可用性和稳定性,在全球导航系统中独树一帜。2020年6月23日，随着最后一颗北斗三号组网卫星成功送入预定轨道，标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。建成后的北斗三号导航系统将提供导航、通信、测控三大类共7项服务，服务包含基本导航服务RNSS、星基增强服务SBAS、高精度服务PPP、RDSS服务、全球短报文通信服务、搜救服务、航天器测控数传服务。到2035年前，北斗系统还将建成更加“泛在、融合、智能”的综合时空体系。
2.3腾飞北斗在新征程中绽放
通过多年的集智攻关，我国实现了卫星导航基础产品的自主可控，形成了完整的产业链，并逐步应用到国民经济和社会发展的各个领域。以民航为代表的高端行业北斗应用将实现突破性进展。2019年8月，民航局发布第一个北斗CTSO标准，以航天恒星为代表的北斗应用企业积极参加该标准适航取证工作，有望实现国内首个北斗CTSOA适航颁证。与此同时，北斗作为时间和空间信息感知采集的关键技术，已在智能交通、物流跟踪、智慧市政等应用中发挥越来越重要的作用。随着5G时代的到来，“北斗＋5G”将充分发挥北斗融网络、融技术、融终端、融数据等天然特性，进一步促进和支持北斗增值服务在智慧城市中的应用普及和多样化发展。
3无人直升机使用方式分析
3.1单机自主作战
考虑无人直升机特点，在未来战场上的单机使用主要是执行昼夜长航时巡逻监视、远距离侦察探测、通信中继和低空/超低空火力打击任务，任务载荷大，留空时间长，可发展为侦察机、中继机和察打一体无人直升机。
3.2体系作战
未来大规模战争中，陆、海、空、天、电五维一体化作战环境下，无人直升机将会和包括有人机、岸基、舰船在内的更多作战平台进行协同作战。无人机与无人直升机利用其无人特点，将在战场最前沿执行最危险的作战任务，包括侦察预警、目标指示、火力打击、毁伤评估等。
4北斗系统在直升机指挥调度系统中的应用分析
4.1系统组成
目前，成熟的北斗指挥机可实现的功能包括：具有人机交互控制和导航参数显示功能；具有可见及锁定卫星指示；具有卫星信号功率检测和指示；能实现用户定位信息接收、显示、存储和转发，能根据上级指挥型用户机下发的导航指令按指令导航，支持轨迹回放及轨迹数据管理；RNSS可接收BD-2卫星信号，实现实时导航、定位、定时等；RDSS具有定位、通信、位置报告、指令进行导航等功能；接收北斗卫星导航信号，实现下属用户位置监控和通播以及高精度授时等；实现对所属用户终端基本属性信息和动态信息在数字地图上的动态显示处理，态势标绘和历史轨迹回放；实现对所属终端的辅助导航功能；实现信息查询，包括地理信息查询、任务查询、指示命令查询等；实现对北斗定位信息、通信信息及相关信息数据存储、数据管理和综合应用；实现对所属北斗用户机信息的管理。
4.2难点及解决办法
机载用户机采用BD1/BD2/GPS双模设备，对定位精度提高到5m以内，由于直升机的时速达到300km/h，而连续定位间隔需要根据北斗卡频度来确定，一般来说对于民用市场开放的频度为1min，计算得出1min飞机行进距离5km左右，为指挥决策者提供的信息误差较大，为了缩小由于频度引起的误差。可以采用以下两种方式：一是单机多卡的方式，也就是说，一套北斗终端设备采用多个北斗卡轮换连续定位，可以把定位频度缩小至10s之内，在有效地时间段之内连续定位点数增加6–10倍左右，定位误差缩小5倍以上，给指挥决策者提供更可靠地实时数据。二是可以在RDSS通信频度内多次采集RNSS的定位数据，这样不但可以提供更多定位信息，也能提高定位精度，按通信频度60s，根据每次定位数据的容量和每条短报文的容量计算，可以得出一个通信频度内可采集三个RNSS的定位数据，这样定位点数可以提高3倍左右。
4.3系统实现注意事项
由于目前民用北斗卡的频度较高，每条短报文的容量又是有限的，因此在传输的数据量上受到了严重制约。如果随着北斗系统资源的进一步放开，将来或可实现北斗语音对讲，这样就可以实现完全替代直升机现有通信系统的可能。由于通信卫星都位于赤道上方，高纬度的地区卫星信号会有一定影响，高纬度地区使用可能出现通信成功率不高的情况。目前，北斗指挥型用户机可容纳100-1000个用户终端，基本满足行业需求。北斗指挥机是导航定位系统的应用指挥平台，是连接用户和中心控制系统的重要环节，是实现系统功能的关键设备。以北斗指挥机为核心的指挥调度中心利用北斗通信、定位的通信方式，可以实时的监控用户设备飞行路线、实时位置及命令的下达工作，给指挥调度提供高可靠的通信保障，不受深山老林等偏远地区信号的限制，通信线路实时畅通。利用北斗卫星进行精准授时，保证系统的性能和可靠性、安全性。同时结合电子地图可实现如实时位置、轨迹路线、轨迹回放等功能，更直观的显示直升机信息。
结束语
未来，随着北斗系统的全面建设完成和应用技术的不断发展，北斗系统将成为全球位置服务领域不可或缺的组成部分，我们的北斗应用业务将借此东风，做好产品，做大市场，助力国民经济加速发展。
参考文献
[1]鲍志泽,黄盼,汪良华.某型直升机超短波电台信号方向图测量[J].中国科技信息,2019(18):42-43.
[2]王婷婷,林德福,朱永伟.基于无人直升机的任务推演视景仿真研究[J].计算机仿真,2019,36(09):66-69.
[3]葛尧.直升机在消防应急救援中的应用研究[J].中国设备工程,2019(09):211-212.
[4]杨航,李洪烈，基于操作活动的海上航空遇险与安全服务模型[J].中国应急救援,2018(01):33-36.
[5]欧阳育华,张威.基于北斗卫星导航系统的救生信标机[J].科技信息,2017(19):41-42.