北斗+天通双网融合水文监测及卫星图传一体站及应用方案

近年来，随着信息化的不断发展，各种户外监控和在线运检的模式得到普及，通过无线网络将户外设备状态、图像、声音传输至监控中心，在线监控各个户外站点，并对数据进行处理、分析、预警及处置已成为工作的一种主要手段。

但受局部地域网络覆盖盲区影响，数据无法传输或者传输中断的问题时有发生，给开展远程监管工作带来极大困难。再加上图像数据对传输带宽的要求及限制，监控中心很难及时对各终端发出的问题做出相应指挥，很可能造成突发事件处理最佳时期的延误。

• 方案内容

本系统是以北斗三号系统的短报文数据通信为基础做水文和气象的数据传输，利用天通一号卫星结合高倍率图片压缩、边缘计算处理、GIS和云平台处理构建了户外数据的监控指挥系统。

该系统能在一些环境恶劣的地点满足各种不同的通信需求，将现场的状态数据、抓拍图片、预警信息等及时传到指挥中心，弥补现有通信手段的局限性，使紧急情况下的通信覆盖能力得到加强，在任何地点都能有效地进行监控指挥。实现节约卫星流量，高效回传，提高效率；只需供电，设置好策略，设备即可稳定工作，性价比高，简单易用。

方案设备构成

设备组成和通信流程图

方案现场端设备概述（可按需定制）

• 北斗数传终端PD19

具备北斗RNSS/GPS双模定位功能，高集成化，收发天线和RDSS模块集成一体，并配有专门的固定支架，安装使用方便，适用于任何区域任何环境全国范围内进行监测数据的传输。

• 边缘计算网关

终端平台设计采用瑞芯微的RK3568为硬件平台，瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，是一款高性能低功耗四核应用处理器，可用于轻量级人工智能应用。

• 方案特点

1. 支持天通一号物联网；
2. 支持北斗三号区域短报文；
3. 支持定时回传气象水文信息和图片；
4. 日夜全彩，晚间自动补光；
5. 支持人形检测，支持入侵检测；
6. 支持1:100高倍率渐进式图片压缩；
7. 支持客户云端接入和快速的本地化部署；
8. 支持宽温工作-40℃~+60℃工作（北斗双向短报文数据卡除外）；
9. 支持边缘计算，事件的前置分析与处理，可第一时间进行事件预警和播报；

• 方案功能

1. 实现基于北斗通信的数据回传；
2. 实现基于天通一号卫星的抓拍图片监控；
3. 摄像头拍到变化画面后，通过天通物联网回传到后端；
4. 采用太阳能电池供电，采用北斗+天通物联网回传，可在野外无信号区域长时间作业，无需人员值守；
5. 摄像头可以分辨人形，动物等，也可以定时拍照回传、可按用户使用需求制定回传策略；
6. 内置渐进式图片压缩算法，可有效压缩相片传输到后台后还原；北斗/GPS双模定位功能；

• 方案意义

1. 野外生态监测，解决无信号，弱信号地区的生态监测和信息回传问题；
2. 节约流量，提高效率，全国领先的图片压缩算法，节约卫星流量，高效回传；
3. 性价比高，简单易用，只需要供电，设置好策略，设备即可稳定工作；

• 方案工作流程

1. 终端拍下相片或者从相册选择相片后，可选择裁剪比例和压缩率；
2. 确认发送后，终端内置的压缩库将图片分割为N包，并通过天通一号发到电脑端；
3. 电脑端接收数据包后，通过压缩库进行解压，并实时显示最新图像效果；
4. 本技术采用渐进式传输方式，收到2-3包数据则能看清大概轮廓，收到数据包越多则越清晰；
5. 在接收数据的后期即使丢包了1-2包数据也不会对图片质量造成较大影响；

• 方案优势

高压缩比

创新性提出并实现了分包传输情况下图像渐进式显示技术，最优化利用宝贵的信道带宽，实现窄带宽下抗误码、高压缩比图像传输，最大可实现100倍压缩比。

高质量

实现图像数据的渐进式数据分包传输协议，后台收到数据后会进行解压和补偿，根据满足用户实际使用中的图像质量要求。

高时效

传统的方式是收到所有压缩包后才解压看到图片，如果遇到丢包则无法解压，而本技术收到2-3包数据则能看清大概轮廓，收到数据包越多则越清晰。

渐进式图片压缩库图片接收和解析效果图

北斗+天通双网融合水文监测及卫星图传一体站的引入，为水文监测等户外监测领域带来了革命性的变革。本融合方案集成了北斗卫星系统的高精度定位和通信服务与天通卫星图传技术，基于北斗卫星通讯网络的物联网数据传输和基于天通一号的图片传输很好的解决了地面无线通信网络的信号弱及信号盲区的数据传输和监控问题，形成了高效、全面的监测与数据传输系统，为户外自然资源管理提供了更为科学的依据和更强大的工具。