浅论建设湄洲湾口RBN-DGPS 差分台站的必要性

黄迪辉

摘 要：湄洲湾港是福建省沿海的一个重要港口，近年来港口业务发展迅猛，对航海保障基础设施的要求日益增加。本文从各方面对建设湄洲湾口RBN-DGPS差分台站的必要性进行了论述。

关键词：RBN-DGPS台站 建设 必要性研究

1.RBN-DGPS系统概述

1.1什么是GPS

GPS是由美国国防部负责研制，主要满足军事需求，用于地球表面及近地空间用户的精确定位、测速和作为一种公共时间基准的全天候星基无线电导航系统。它可全天候、连续地为用户提供三维位置、速度和时间基准。出于自身安全考虑，美国人为增加卫星钟差和星历误差，从而加剧GPS系统定位误差。此外还存在电离层、对流层传播等自然误差。要获取精准定位，就必须减少存在的干扰误差。DGPS概念便应运而生。

1.2什么是DGPS

所谓差分GPS（DGPS）就是把一台GPS基准接收机放在位置已精确测定的点上，它将收到的定位数据不断地与其准确位置相比较，求得GPS在该点的位置或伪距测量误差，再把这些测量误差通过数据链发射机广播出去，工作区内的GPS用户接收到这些误差校正信息。修正GPS测量值，提高定位精度。

1.3什么是RBN-DGPS

RBN-DGPS是（Radio Beacon Navigation/DGPS ）简称，中文名为无线电指向标/差分全球定位系统，它的数据链发射机使用的是原有的海事无线电信标发射机，系统主载波是信标，副载波是经过MSK调制的差分GPS修正信息，通过这样的设计既可以实现原有信标的功能，又可以向信号可覆盖区域内发送差分校正信息，以达到高精度导航和定位的目的。

2.湄洲湾港口区域的RBN-DGPS工作现状

1989年2月14日美国发射成功了第一颗 GPS 卫星 ，到1993年底初步具备可使用功能的GPS卫星网络组建完成，标志着人类开始进入利用卫星系统来进行全球定位的时代 。为了跟上时代的脚步，1995年中国海事局作为中国海上交通的主管部门在对当时的国内外各种海上无线电导航设施、技术和未来一段时间无线电导航技术的发展趋势进行了深入的研究，做出了将依托原有无线电指向标站和劳兰 A 导航台站等设施，逐步在我国沿海建设 RBN-DGPS全球卫星定位导航系统 ，并将该系统列入中国交通运输部“九五”期间的重点建设项目 。到2002年经过7年的辛勤建设，根据“统一规划、分期建设”的建设原则，分3期完成建设了共 20 座RBN-DGPS 台站，台站信号覆盖分布从最北的鸭绿江口到最南的西沙群岛，基本上将我国沿海主要港口、重要水域和狭窄水道纳入了DGPS导航服务网络范围，完善性监控台与基准台和发射台同步建设，且同址同台。此次建设的台站信号有效覆盖范围为300 公里（海上） ，如果出现跨越陆地传输时，则信号衰减明显。在利用该系统播发的差分信号进行GPS 定位时， 可实现精度优于5米的实时定位。该系统的建设和使用，让中国的航运事业和海洋开发得到了飞跃性的发展。最近几年，随着我国北斗导航系统的卫星配布逐步完善，我们高度重视台站的北斗信号兼容工作，现在已基本完成RBNDGPS系统的双模改造，原有的差分导航台站都已具备处置北斗信号的能力。

湄洲湾港位于福建中部，处于中国两大经济活跃地区（珠江三角洲与长江三角洲城市群）和“海峡两岸”（中国大陆与台湾地区）的联接点上，具有独特的区位优势，往南往北可联通珠三角、长三角，往东能直达台湾的西海岸。湄洲湾港与台中港的距离只有72海里，是福建沿海离台湾本岛直线距离最近的港口，也是江西、湖南等中西部地区省份可利用最近的出海口。位于湄洲湾口外的台湾海峡，是福建和台湾的航运纽带，也是我国东海和南海之间的交通要道，许多国际重要航线也都经由台湾海峡通过。

湄洲湾港辖湄洲湾、兴化湾（南岸）、平海湾三大港湾，水域面积516平方公里，海岸线总长330公里，其中10米以上天然深水岸线长达30多公里，可建深水泊位150多个。尤以湄洲湾自然条件最优，湾口分布有湄洲岛、东周半岛和文甲岬角等岛屿，能遮挡台湾海峡的风浪。湄洲湾向内陆深入约34公里，且航道宽度大，湾内无大型河流进入，所以水体的含沙量低，该区域属于强潮差地区平均潮差在5米左右，最大潮差可达7米以上，而且还有口小腹大、不冻不淤的特点。

湄洲湾港拥有各种方便快捷的疏运网络，铁路支线能到达各港区的前沿，并利用向莆铁路、福厦铁路、漳泉铁路与全国铁路网相连。连接南北的沈海高速横贯湾顶，连接东西的湄永高速、湄渝高速公路，持续拓展着湄洲湾的港口腹地。管道、国道、省道以及便捷的疏港公路更为港口插上腾飞的翅膀。

经过多年港口建设的连片开发、有序推进，先后建成中化斗尾30万吨级原油码头、国投湄洲湾煤炭码头（10万吨级煤炭接卸泊位）等24个泊位（其中深水泊位12个）。全港共拥有千吨级以上生产性泊位50个，其中包括2个30万吨级原油码头在内的万吨以上泊位26个，总吞吐能力达1.18亿吨，可满足20万吨煤炭船、Q-Flex型LNG船、30万吨级VLCC船、5万吨级集装箱船通航作业需求。东南沿海最大的40万吨铁矿石专用码头，年设计总量8000万吨的国投湄洲湾煤炭集配中心，福建有史以来投资最大、等级最高的湄洲湾30万吨级航道等项目正加快建设中。

预计至2020年底，湄洲湾港吞吐能力将达到2亿吨，吞吐量突破1.5亿吨；可通航靠泊40万吨铁矿石船、45万吨原油轮、20万吨煤炭船和Q-MAX型LNG船等各类世界最大散货船和10万吨级集装箱船。

随着湄洲湾港口的不断发展，对航海保障服务也提出了更多的要求，特别是对精确定位服务的稳定性提出了更高的目标。根据现有中国沿海RBN-DGPS基准台站分布情况，在湄洲湾港口区域能接收到的台站信号有北面的天达山基准站和南面的镇海角基准站所发射的信号，这两个台站与湄洲湾港口区域的距离均在100KM左右。因为RBN-DGPS系统有用户定位精度随距离的增大而降低的特性，在我们的对RBN-DGPS台站信号的长期监测中，发现湄洲湾港口区域用户定位误差（2DRMS）明显高于福州港区和厦门港区。在实际应用中，当地海事管理部门和引航人员也多次向我们反映，在湄洲湾港口区域RBN-DGPS台站信号弱，存在一定的安全隐患。

3.增设湄洲湾口RBN-DGPS差分台站的必要性

3.1军事方面

湄洲湾海域地处台湾海峡中部，地理位置重要，在对台军事斗争中有重要战略意义。由于湄洲湾港口优越的地理水深条件，大型水面作战船艇可以自由进出湄洲湾海域，加上越来越完善的联勤保障条件，近年来进出湄洲湾的军舰数量明显上升。随着军事技术的不断进步，能提供高精度定位能力，不论是对军用船舶的航行还是执行任务都有十分重要的意义。

3.2交通助导航方面

增设湄洲湾口RBN-DGPS差分台站后，可大大提高湄洲湾附近区域的卫星定位精度。首先，在对海上的航行船舶定位、测速、校正仪器等都有重要作用，能提高航海者各项操作的精度和可靠度。而且对陆上的车辆行驶定位精度也能提高，在当今各类卫星导航软件普遍使用的背景下，用户的使用体验满意度会增加。

3.3社会效益方面

增设湄洲湾口RBN-DGPS差分台站是湄洲湾港腹地经济发展的需要。2009年5月14日国务院正式发布《国务院关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》。2009年7月17日，交通运输部与福建省政府签署了《加快海峡西岸经济区交通运输发展会议纪要》。纪要认为，国务院《若干意见》提出的海峡西岸经济区战略定位，对交通运输发展提出新的更高要求。加快交通运输发展是加快建设海峡西岸经济区的重要举措和重要支撑。交通运输部支持福建省政府提出的交通先行、加快发展的发展思路和举措，加大对福建省交通运输发展的扶持力度，为海峡西岸经济区建设提供坚强有力的支撑保障。按照促进海峡西岸经济区发展和两岸直接“三通”的要求，大力推进交通基础设施建设。 随着海峡西岸经济区的进一步建设和发展，对港口建设提出了更高的要求，为适应经济腹地的发展，必须加快港口建设的进程。為此湄洲湾航道条件的进一步改善日趋紧迫。

综上所述，我们认为尽早推动湄洲湾口RBN-DGPS差分台站的建设是有必要的也是很迫切的。

参考文献：

[1]刘鸣华.加快建设福建省湄洲湾港口航运市场服务体系[J].物流科技，2014（12）.