2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,这是继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后的第3个成熟的全球卫星导航定位系统,为全球用户提供定位、导航、授时服务
[1],同时具备特有的短报文通信能力
[2],可广泛应用于国土测绘、交通运输、农林牧渔、灾害管理等诸多行业领域。北斗短报文功能是北斗卫星系统特有的一项技术,允许卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站之间通过卫星信号直接进行双向的信息传递,在通信困难地区,可提供可靠的定位、通信能力,进而实现安全监控和应急救援管理。
目前,应急救援领域面临着日益复杂的要求,主要涉及通信和数据传输平台的关键技术应用。在通信方面,研究人员已经采取了多种方法来应对短报文通信的局限性。例如,李志炜等
[3]基于数据分包传输机制,设计了一款远程图像传输系统,该系统能够在应急情况下快速传输图像信息,帮助了解应急事态。李攀等
[4]采用无人机作为空中通信中继站,建立了森林消防指挥通信中继平台,提供了一个稳定的通信架构,适用于复杂环境下的通信需求。Ren等
[5]则提出了一种基于北斗短报文的可靠通信链路,采用多卡协调传输机制,提高了数据传输效率,对应急救援中的快速传递信息至关重要。此外,Zhao等
[6]根据无线Mesh网络的功能特性,对网络节点的位置部署与资源配置进行了规划设计,优化了Mesh网络在矿井下应急救援中的通信功能。李刚等
[7]通过增加丢包率控制字段,构建北斗指挥机阵列,提出一种北斗短报文可靠传输方法,提高了传输效率。Hu等
[8]提出一种基于北斗短报文的海事安全信息压缩双级压缩模型,解决了信息冗余的问题,提高了传输的准确性和可靠性。在数据传输平台
[9]方面,相关研究人员专注于北斗短报文在地质灾害
[10]、野外地质调查
[11]、山地休闲旅游
[12]、应急救援
[13]等领域的应用。以上研究仅强调了应急救援数据传输系统的功能和设计,尚未从软件工程的角度详细讨论系统设计和开发。本文更加关注软件工程方法,包括系统架构、数据安全、性能优化和用户界面设计等方面的细节,以确保系统的可靠性和有效性,从而提高整体救援能力。
本文针对现有研究存在的不足,充分利用北斗三号卫星导航系统独特的短报文功能,深入研究了文字和图像压缩编码算法。尽可能减小数据包的大小,从而减少传输所需要的时间,解决北斗短报文单次传输数据容量限制的问题,优化了北斗短报文的服务能力。设计了应急图文信息传输系统平台,实现了终端和指挥中心之间的信息交互,较好地解决了应急救援过程中救援人员对待救援终端所处环境的判断和需求问题,从而提高应急救援服务能力。