北斗卫星导航远海位置服务研究

Beidou satellite navigation system (BDS) is a Chinese satellite navigation system with independent intellectual property right, and the pelagic location-based service is one of the important application fields of BDS. However, different from the problems in the onshore and offshore applications, the new problems in the application of pelagic location-based services are the common basic research subjects which are urgent in the application of BDS. Therefore, this project takes the pelagic aquaculture as the breakthrough point, the key problems on how to effectively utilize BDS location-based service are to be researched based on the analysis of new problems that exists in the pelagic aquaculture. The main researches include: 1) Beidou communication coding research based on the data compression, fusion algorithm research based on the location-based service and other attribute information of monitoring sensors. 2) The research about the isomorphism strategy of heterogeneous data and communication methods among BDS short messages, Wifi networks, GIS and meteorological data. 3) Data-driven location-based service warning of aquaculture environmental health degree. 4) Experimental verification based on the actual monitoring data of pelagic aquaculture. The obtained results have important theoretical significance and practical application value for improving the location-based information sharing and the intelligent management of pelagic aquaculture, for accelerating the development of Marine technology and BDS business expansion application, and for promoting the intersection and fusion of different disciplines.

北斗卫星导航系统（BDS）是我国具有自主知识产权的卫星导航系统，远海位置服务是BDS的重要应用领域之一。然而，不同于陆地和近海，BDS在远海位置服务中所出现的新问题，是BDS应用中亟待解决的共性基础研究课题。为此，本项目以远海养殖为切入点，在分析远海养殖所出现的新问题的基础上，研究如何有效利用BDS进行位置服务的关键问题。主要内容包括：1）基于数据压缩的北斗通讯编码研究，以及基于位置服务与其它监测传感器属性信息的融合算法研究；2）BDS短报文、Wifi无线网络、GIS、气象数据之间的异构数据的同构策略和通讯方法研究；3）基于数据驱动的养殖环境健康度位置服务预警；4）结合远海养殖的实际监测数据进行实验验证。本课题的研究成果对提高我国远海位置信息的共享和远海养殖的智能化管理，加快我国海洋科技的发展和BDS的业务化拓展应用，以及促进不同学科之间的交叉融合，有着重要的理论意义和实际的应用价值。

基于北斗卫星导航系统的远海位置服务应用具有不同于陆地或近海的新特点：远海没有移动网络基站，无法直接利用陆地上的GSM/GPRS/5G/4G等无线传输方法进行通讯；在远海养殖区中，除了卫星信号外，没有其它的通讯信号可用且需要进行大量的数据通讯，而北斗的短报文通讯能力有限等。这些问题的出现使得现有的基于卫星导航位置服务的理论和方法无法解决远海位置服务中的新问题。为此，本项目针对远海养殖位置服务中所出现的新问题，开展基于北斗的位置服务研究不仅具有重要的学术意义，而且具有重要的经济与生态价值，对于我国的远海开发和北斗的广泛应用具有深远的意义。主要研究内容包括：(1)基于数据压缩的北斗通讯编码方法、基于位置服务与其它监测传感器属性信息的融合算法研究；(2)北斗短报文数据通讯和装配方法研究；(3)卫星导航信号处理方法及干扰信号检测方法研究；(4)养殖环境健康度预警算法和北斗应用。该项目研究得到了系列理论成果，发表了32篇研究论文，其中16篇论文发表在SCI收录源期刊上；申请国内发明专利8项（2项已授权）、国际PCT发明专利1项、软件著作权3项；获得省级科技进步奖1项；培养博士研究生1名和硕士研究生9名。该项目的研究丰富了北斗位置服务的理论与方法，促进了不同学科之间的交叉融合，对于北斗的技术创新以及海洋资源的开发和利用具有潜在的应用价值，对丰富和拓展北斗的应用领域具有重要意义。