一、系統(tǒng)概述 　　水情自動測報是采用現(xiàn)代科技對水文信息進行實時遙測、傳送和處理的專門技術，是有效解決江河流域及水庫洪水預報、防洪調度及水資源合理利用的先進手段。它綜合了水文、電子、電信、傳感器和計算機等多學科的有關最新成果，用于水文測量和計算，提高了水情測報速度和洪水預報精度，改變了以往僅靠人工測量水情數(shù)據(jù)的落后狀況，擴大了水情測報范圍，對江河流域及水庫安全度汛和電廠經(jīng)濟運行以及水資源合理利用等方面都能發(fā)揮重大作用。 　　海事衛(wèi)星水情自動測報系統(tǒng)是利用海事衛(wèi)星通信為通信媒體的測報系統(tǒng)。目前，我國已經(jīng)建成的水情測報系統(tǒng)共有幾百個，其中99%都采用了超短波，這些系統(tǒng)對于短距離、地勢較平坦的地區(qū)來說發(fā)揮了很大的優(yōu)勢。但是，超短波通信的局限性在于會因高山的阻擋而影響通信，為此不得不增加中繼站。這樣系統(tǒng)的設備投資、土建投資和運行維護費用都會相應增加。因此，對于流域面積較大、地勢復雜的水域來說，采用超短波通信傳送水情信息遇到了很大的困難，有時需要經(jīng)過4-5級的中繼才能把水情信息送到控制中心，這樣也降低了系統(tǒng)的可靠性。 二、Inmarsat 衛(wèi)星通信介紹 　　1簡介 　　Inmarsat，國際移動衛(wèi)星組織（原名國際海事衛(wèi)星組織），是一個提供全球衛(wèi)星移動通信業(yè)務的政府間合作機構。創(chuàng)建于1979年，總部設在英國倫敦，目前擁有87個成員國。 　　初創(chuàng)時旨在為海上用戶提供移動通信業(yè)務服務，隨著業(yè)務的發(fā)展，目前它已經(jīng)成為世界上唯一為陸?？沼脩籼峁┤蛐l(wèi)星移動公眾通信和遇險安全通信的業(yè)務提供者。Inmarsat面對不同的用戶提供多種衛(wèi)星通信方式。 　　　　 　　3 Inmarsat衛(wèi)星通訊業(yè)務介紹 　　Inmarsat衛(wèi)星通訊系統(tǒng)是一個以存儲轉發(fā)方式（Store & Forward）向用戶提供雙向全球衛(wèi)星移動數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，其通信速率為600bit/s。Inmarsat衛(wèi)星通訊系統(tǒng)由三部分組成，既空間段、衛(wèi)星地面站和用戶終端。空間段包括通信衛(wèi)星、網(wǎng)絡協(xié)調站和網(wǎng)控中心。衛(wèi)星地面站為衛(wèi)星和陸地網(wǎng)之間的連接樞紐。Inmarsat擁有和運營空間段，制定通信技術規(guī)程。各國簽字方擁有和運營衛(wèi)星地面站，負責面對用戶提供服務，制定收費標準。] 　　Inmarsat 通信方式有兩種：電文方式和數(shù)據(jù)報告方式。電文方式是利用信息信道傳送大批量數(shù)據(jù)的一種存儲轉發(fā)業(yè)務。采用電文方式傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)到達地面站后要重新打包，然后轉發(fā)給接收方，需要的傳輸時間比較長，通常要五、六分鐘，若地面站當時的業(yè)務繁忙則傳輸時間會更長一些。但電文方式傳送數(shù)據(jù)，由于采用了錯誤校驗、信息重發(fā)和收妥確認等技術手段，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃员容^高。 　　電文方式一次最多可傳送數(shù)據(jù)32K字節(jié)。數(shù)據(jù)報告方式是利用信令信道傳送小批量數(shù)據(jù)，一次最多傳送32個字節(jié)。數(shù)據(jù)報告方式分為兩種，一是移動終端到陸地用戶數(shù)據(jù)報告方式，經(jīng)由地面PSDN或PSTN網(wǎng)；另一是移動終端到移動終端的數(shù)據(jù)報告方式。數(shù)據(jù)報告方式傳送時間比較短，從發(fā)送端到接收端為40秒左右，非常適合于要求傳輸數(shù)據(jù)快、傳送信息量小的稀路由用戶，如無人監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集的應用，非常適用于水文測報、輸油輸氣管理監(jiān)控、地震、森林及海洋等領域數(shù)據(jù)監(jiān)控。 　　4 Inmarsat 衛(wèi)星通訊數(shù)據(jù)報告業(yè)務介紹 　　4.1通過PSTN或PSDN網(wǎng)的數(shù)據(jù)報告方式 　　該方式將一組用戶所有的終端作為遙測站，中心控制站由一臺計算機完成，整個系統(tǒng)賦予一個網(wǎng)號，遙測站之間用成員號（Member No.）加以區(qū)分。中心控制站與衛(wèi)星地面站之間通過PSTN或PSDN陸地網(wǎng)連接。遙測站發(fā)來的信息經(jīng)衛(wèi)星地面站，通過PSTN或PSDN網(wǎng)直接傳遞給中心控制站，也可由中心控制站撥號到衛(wèi)星地面站去取遙測站發(fā)來的信息。 　　4.2 移動終端到移動終端的數(shù)據(jù)報告方式 　　移動終端到移動終端的數(shù)據(jù)報告業(yè)務的工作方式是將一組用戶，如：一個水利部門所有遙測站和監(jiān)控中心站組成一個網(wǎng)，分配給它們一個數(shù)據(jù)網(wǎng)號（DNID），此網(wǎng)中所有終端都有各自不同的成員號（Member No.），其中有一個或兩個終端可設為主站（中心監(jiān)控站），其余終端為從站（遙測站），每個網(wǎng)絡最多可容納255從站，如果一個網(wǎng)的容量不夠，可申請使用多個網(wǎng)號，每個衛(wèi)星地面站的網(wǎng)號資源可達65536個。從站可定時自動地向主站控制中心發(fā)送數(shù)據(jù)，每次可發(fā)1至3包，各個包捎帶數(shù)據(jù)量分別為8、12、12字節(jié)，共32個字節(jié)。主站可向網(wǎng)中所有從站發(fā)送數(shù)據(jù)或控制指令，也可以向網(wǎng)中某一從站發(fā)送數(shù)據(jù)或控制指令。通過PSTN或PSDN網(wǎng)的數(shù)據(jù)報告方式的特點是地面站與中心控制站間不是通過衛(wèi)星鏈路連接，而是通過PSTN或PSDN有線網(wǎng)連接。移動終端到移動終端的數(shù)據(jù)報告方式的特點是所有通信均不經(jīng)過陸地網(wǎng)，通信不受陸地網(wǎng)的限制，對于陸地網(wǎng)不發(fā)達的地區(qū)使用這種組網(wǎng)方式比較合適，如西藏、新疆等地區(qū)。兩種方式的通信如圖2.4.2-1所示： 5 Inmarsat衛(wèi)星通訊用于水情測報的特點 　?。?）可靠性高 　　Inmarsat衛(wèi)星通訊系統(tǒng)是為海上遇險、緊急與安全通信而設計的，系統(tǒng)主用衛(wèi)星四顆，備用衛(wèi)星七顆，網(wǎng)絡協(xié)調站均有備份，全球有Inmarsat衛(wèi)星通訊系統(tǒng)地面站30多個，整個系統(tǒng)的備份好。另外，Inmarsat衛(wèi)星通訊系統(tǒng)是聯(lián)合國下的民用國際組織，不會因為戰(zhàn)爭等因素而導致系統(tǒng)關閉，因而系統(tǒng)可靠性極高； 　?。?） 雨、雪衰減小 　　Inmarsat 衛(wèi)星通訊系統(tǒng)采用L頻段，該頻段對雨衰非常小，約為0.2dB，惡劣天氣（尤其是雨季）不會影響通信。 　　（3） 設備輕巧 　　Inmarsat 衛(wèi)星通訊模塊天線很小，雨季不至遭到雷擊，模塊輕，易于運輸、安裝和維護，非常適用于野外監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。 　?。?） 可無人值守 　　Inmarsat 衛(wèi)星通訊模塊省電，睡眠狀態(tài)下耗電僅為30毫瓦，可用太陽能供電。中心站可遙控控制遙測站。 　　（5） 投資少 　　利用Inmarsat建立衛(wèi)星通訊系統(tǒng)沒有通信月租金,即不通信不收費。 　?。?） 建設速度快 三、系統(tǒng)組成及功能 　　水情自動測報系統(tǒng)由中心控制站和遙測站組成。中心控制站實時接收Inmarsat衛(wèi)星轉發(fā)的各遙測站上報的水文數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測站發(fā)送控制命令，包括控制每天發(fā)送次數(shù)、校時等，按設定的時段間隔，計算出各雨量站的時段雨量值，統(tǒng)計上報數(shù)據(jù)的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測站核心采用RTU-1600,主要任務是自動實時采集、存貯雨量及水位數(shù)據(jù)，按設定的時間及時間間隔通過衛(wèi)星向中心控制站傳送水文數(shù)據(jù)。 四、中心站介紹 　　水情自動測報系統(tǒng)由中心控制站和遙測站組成。中心控制站實時接收Inmarsat衛(wèi)星轉發(fā)的各遙測站上報的水文數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測站發(fā)送控制命令，包括控制每天發(fā)送次數(shù)、校時等，按設定的時段間隔，計算出各雨量站的時段雨量值，統(tǒng)計上報數(shù)據(jù)的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測站的主要任務是自動實時采集、存貯雨量及水位數(shù)據(jù)，按設定的時間及時間間隔通過衛(wèi)星向中心控制站傳送水文數(shù)據(jù)。 五、遙測站介紹 　　1 遙測站組成 　　遙測站由傳感器（雨量計、水位計等）、RTU-1600遠程測控終端、充電保護器、太陽能電池板、蓄電池組等組成。 　　2 遙測站功能 　　◇ 實時采集雨量、水位數(shù)據(jù)并將過程存儲到閃存,可保留1年歷史數(shù)據(jù) 　　◇ 定時自報，按時段向中心控制站發(fā)送數(shù)據(jù)（中心控制站可遙控設置時段間隔，按水利部的要求，分為5個時段，也可通過置數(shù)設備設置時段間隔。） 　　◇ 事件自報，當雨量或水位達到預先設定的間隔時，系統(tǒng)會自動將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心控制站 　　◇ 可通過人工值數(shù)設備現(xiàn)場修改、查詢數(shù)據(jù), 　　◇ 可通過計算機讀取歷史數(shù)據(jù)或設置系統(tǒng)參數(shù) 　　◇ 衛(wèi)星校時 　　◇ 接收中心站的控制指令并完成相關操作,如雨量清零的等 　　3 RTU-1600遠程測控終端介紹 　　RTU-1600遠程測控終端是一種全自動、多功能、微功耗的測控終端，它集數(shù)據(jù)采集、通訊、控制于一體，特別適合水情、水文、環(huán)境、氣象、石油、交通等領域的數(shù)據(jù)自動采集。 　　RTU-1600 系列低功耗可編程遠程測控終端集成強大、靈活的通訊功能，可以通過衛(wèi)星、無線基站、電話線、GSM/GPRS/CDMA1x等方式實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸；配備豐富的I/O資源，您可以真正地感受到采集、控制、通訊all in one的服務。特有的低功耗到100μA技術以及全金屬外殼、高可靠的工業(yè)設計，為您提供寬范圍的供電、超低溫、高濕度的運行保 證，使其能夠在任何有功耗限制場合下可靠地工作，適合各種苛刻的應用環(huán)境。 　　4. 工作方式及過程 　　 4.1 工作參數(shù) 　　1） 衛(wèi)通ID碼 　　由海事衛(wèi)星管理部門分配，每臺衛(wèi)星設備在使用前需到該國的海事衛(wèi)星管理部門辦理入網(wǎng)，獲得一個識別碼（ID碼），然后才可投入正常使用。 　　2） 數(shù)據(jù)網(wǎng)號 　　Inmarsat衛(wèi)星通訊用于水情測報時，工作方式為數(shù)據(jù)報告方式，該方式要求分配一組數(shù)據(jù)網(wǎng)號（DNID）才能工作，一個水情測報系統(tǒng)通常只有一組數(shù)據(jù)網(wǎng)號，用于區(qū)分其它系統(tǒng)。 　　3） 成員號 　　一個數(shù)據(jù)網(wǎng)號允許有255個成員，成員號是區(qū)分各遙測站和中心站。每個測站有唯一的成員號。 　　4） 測站類型 　　本系統(tǒng)中測站類型分為純雨量站、純水位站、雨量水位站和雨量水位閘位站。 　　定時報數(shù)間隔 　　5） 　　遙測站可按事先設定的時間間隔向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，該時間間隔就是定時報數(shù)間隔，分為5個時段。 　　6） 降雨量間隔 　　遙測站存儲的降雨量累加值若和上一次發(fā)送的數(shù)據(jù)相差某一數(shù)值時，系統(tǒng)啟動發(fā)送數(shù)據(jù)，該值便是降雨量間隔。 　　7） 水位間隔 　　遙測站監(jiān)測的水位值若和上一次發(fā)送的數(shù)據(jù)相差某一數(shù)值時，系統(tǒng)啟動發(fā)送數(shù)據(jù)，該值便是水位間隔。 　　8） 水位計類型 　　本系統(tǒng)可以連接光電水位計和機械水位計，水位計類型參數(shù)是區(qū)分這兩種水位計。 　　9） 光電水位計監(jiān)測間隔 　　為了節(jié)省功耗，光電水位計在野外不是一直上電工作的，它是按一定的時間間隔上電監(jiān)測水位，該時間間隔即為光電水位計監(jiān)測間隔。 　　10） 光電水位計量程 　　該參數(shù)用于設置光電水位計量程，分8個量程，最小量程為5米，每隔5米為一個量程，最大40米。 　　 4.2 工作方式 　　1） 定時自報 　　按“定時報時間隔”向中心控制站發(fā)送數(shù)據(jù)（中心控制站可遙控設置時段間隔，按水利部的要求，分為5個時段，也可通過值數(shù)設備設置時段間隔。） 　　2） 事件自報 　　當雨量或水位達到預先設定的間隔時，系統(tǒng)會自動啟動并將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心控制站 　　3）查詢應答方式 　　中心站每天9:01分向所有的遙測站發(fā)送控制指令，以改變遙測站的工作狀態(tài)。