系统测试、应用与示范

一、系统测试

为了保证向各示范单位提供完善实用的软硬件产品，并全方位测试北斗的相关技术指标与性能，项目组采用边研制开发边测试的方式，在全国范围内选择有代表性的区域进行测试。根据测试结论及时完善系统，并总结北斗技术在地质调查工作中的使用技巧，规范化使用过程。

测试场景一：厦门市，城市街道（图6-32）

测试内容：①北斗在低纬度、植被发育情况下的通信情况；②北斗在城市街道中通信成功率；③北斗蓝牙终端与掌上机的连接稳定性；④北斗蓝牙模块在车载情况下的通信情况。

测试过程：沿城市主要街道，先以步行方式选择植被发育处进行测试：测试一段时间后再乘车，将北斗模块放置车头位置，并且模块朝向车头，在此期间一直将北斗蓝牙模块和掌上机保持连接并进行位置报送操作。

图6-32 北斗应用测试场景一

测试结果：北斗信息发送成功率78%，模块成功反馈率：92%。

结果分析：①在植被茂盛实现全覆盖的地区，北斗信号强度比较弱，短信发送的成功率比较低，一般在70%左右。②模块的朝向应保持在朝南方向最好，当方向在西北、东北、北方向时，北斗的信号强度比较弱。③城市中的高层建筑物如果在使用者南方时对北斗信号的屏蔽作用比较明显。④北斗蓝牙模块与掌上电脑蓝牙连接较稳定，未出现断开现象，可满足野外短距离分体式操作的需求。

测试场景二：西藏阿里地区，高原无人区（图6-33）

测试内容：①北斗设备在高海拔地区的适应能力；②车载高速行驶时的位置报送成功率；③设备续航能力。

测试过程：在西藏阿里地区选择典型地貌进行人工操作测试，乘车时将北斗模块置于车窗位置，进行连续位置报送，测试为期4天。

图6-33 北斗应用测试场景二

测试结论：①高海拔对北斗设备的性能基本无影响。②在高海拔地区由于没有遮挡物，信号的强度相比城市地区更好，北斗定位和通讯的成功率比较高，信号良好时成功率可达92%。③车辆在速度为100km/h行驶时对北斗信号收发无明显影响，车辆行驶方向对其影响较大，偏南行驶时信号较好，偏北较差。④北斗设备续航能力良好，可满足野外工作全天的使用需求。

测试场景三：黑龙江，大兴安岭森林覆盖区（图6-34）

测试内容：低纬度森林覆盖区的北斗适用性

测试过程：2012年7月项目组在大兴安岭地区进行测试，测试蓝牙北斗通讯定位终端在森林覆盖地区的信号强度和应用模式。

图6-34 北斗应用测试场景三

测试结论：森林覆盖对北斗模块的信号强度有影响，当覆盖比较严重时，北斗定位信号强度比较弱，可以通过GPS定位的方式获取位置信息，然后通过北斗通讯的方式发送短信方式向驻地发送位置信息。

二、应用示范

2011年初推广以来，项目组根据北斗技术与地质调查工作的特点，在我国西南、西北、东北比较艰苦的地区选取数十个艰险地区野外项目组进行示范应用。涉及单位包括西安地调中心，沈阳地调中心，成都地调中心；7个省级地调院：西藏地调院、青海省地调院、新疆地调院、四川省地调院、云南省地调院、黑龙江省地调院、内蒙古地调院；以及青海东昆仑地区1∶5万填图项目和大兴安岭地区1∶25万填图项目两个示范区。

各单位分别选取工作环境较为典型的野外项目进行示范应用，共涉及野外工作项目27个。分别为：

1）云南1∶5万师宗县、泸西县、隆德、舍得幅区调；

2）班公湖－怒江成矿带矿产资源遥感地质调查（西藏地调院）：

3）大渡河流域重点地区GPS监测；

4）青海省门源县青石嘴地区矿产远景调查示范项目；

5）青海省门源县青石嘴地区矿产远景调查示范项目1:25万巴什库尔干幅（J46C001001）、茫崖镇幅（J46C002001）区域地质调查（修测）项目；

6）青海省玉树州地质灾害详细调查；

7）内蒙古莫力达瓦旗库如奇地区矿产远景调查：

8）辽宁凤城双岭子地区矿产远景调查：

9）内蒙古莫力达瓦旗巴彦街地区矿产远景调查：

10）辽宁1∶5万本溪县（K51E017017）、草河掌（K51E018017）、田师傅（K51E017018）、南孤山子（K51E018018）幅区调；

11）青海省格尔木市昆仑河地区矿产远景调查；

12）青海省格尔木市拉陵灶火中游铜多金属矿预查；

13）西昆仑成矿带矿产资源遥感综合调查；

14）1∶25万景洪、澜沧、勐海、勐腊（国内）区调修测；

15）1∶5万半坡、大山、谦六、芒蚌街、丫口街、官房幅区调；

16）新疆1∶5万富蕴县喀拉安—恰库尔特一带4幅区调；

17）新疆1∶25万哈密市幅、雅满苏镇幅区域化探：

18）黑龙江1∶5万嫩北农场四队、座虎滩公社、杨树村、沐河屯幅区域地质矿产调查；

19）西藏1∶5万拉果错地区（144E024024、I45E024001、H44E001024、H45E001001）4幅区调；

20）班公湖－怒江成矿带矿产资源遥感地质调查；

21）西藏1∶5万土布加、奴玛、年木、联幅区域地质调查；

22）班公湖－怒江成矿带矿产资源遥感地质调查（四川地调院）；

23）内蒙古1∶5万巴润布格拉等5幅区调；

24）内蒙古东乌旗阿拉坦合力地区矿产远景调查：

25）内蒙古满洲里－扎赉诺尔地区矿产远景调查；

26）青海东昆仑1∶5万（J46E024013、J46E024014、I46E001013、I46E001014、I46E001015）五幅区调；

27）黑龙江1∶25万开库康、塔河县、新街基幅区调修测。

图6-35至图6-38为部分示范项目工作场景和系统截图。

图6-35 “黑龙江1∶5万嫩北农场四队等4幅区调”项目野外工作现场

图6-36 “云南1:5万师宗县、泸西县、隆德、舍得幅区调”项目示范

图6-37 “羌塘盆地及其外围重点盆地油气远景调查”项目野外驻地利用DGSInfo系统实时监控

三、典型案例

2011年8月，项目组在东昆仑1:50000区调项目野外驻地（青海格尔木市西南200 km，海拔4600m）进行了北斗系统部署和1∶50000区调应用示范。野外项目组专门选择海拔高（超过5000m）、工作环境恶劣的野外路线进行系统应用试验，全部野外路线均装备了北斗移动终端，探索在艰险环境下北斗系统的应用模式。

图6-38 西藏阿里地区野外路线追踪

1野外救援保障

在某天路线工作结束后，野外地质队员返回驻地途中，野外辆车发生机械故障，随行队员通过北斗终端及时与驻地联络，驻地在收到野外队员的救援信息之后，根据野外队员发回的事故车辆位置和车辆故障原因，立刻派车携带相关维修设备前往救援，及时地解决了问题（图6-39）。车辆故障、人员受伤是野外地质工作中常见的一类问题，在以往工作中如果遇到类似的突发事件，由于野外路线组无法与驻地取得联系，只能是被动地原地等待救援，或者部分队员按照当前出发前的原定路线回驻地求援，对地质队员的人身安全构成威胁。而驻地即使按照时间推断出野外组遇到突发事件，由于无法准确定位出事地点和了解出事原因，也只能通过推断，派出大量的人员和车辆按照出发前的原定路线前往救援，盲目性比较大，常常与实际的出事地点有偏离。很多情况下，野外地质队员可能就需要在野外寒冷的天气中度过一夜，光荣地成为“团长”。北斗系统改变了传统的野外救援模式，由被动变主动，由盲目实施变准确定位，形成鲜明对比，可以有效地避免部分安全事故发生。

图639 通过北斗终端与驻地联络

2野外工作指导和交流

在示范工作过程中，野外工作组使用数字填图系统结合蓝牙北斗终端自动实时向驻地报送位置，并通过短报文与相邻项目组之间互通短信交流；有一次驻地老师通过驻地监控指挥系统，根据实时的行进路线，判断两个相邻野外组之间的路线间隔过近，其中一野外组偏离原定路线，及时通过短报文的方式告知野外组注意并改正行进路线，避免了由于相邻野外组之间因路线过近、观察的地质现象类似而造成野外工作重复、浪费。同时驻地老师根据野外工作人员报送的当前位置，对一些野外工作内容、典型的野外地质现象和注意事项给予野外组指导，有利于一些典型地质现象和岩体的发现（图6-40）。而在以往的工作中，由于野外组之间、野外组与驻地之间缺乏沟通手段，当野外工作组发现某些典型现象时也无法得到有效的指导。

图6-40 驻地与野外人员利用北斗实时沟通

四、应用模式总结

在示范应用过程中，项目组与野外工作人员密切配合，大胆探索，注意总结北斗技术的使用模式与技巧，逐渐形成了一套成熟有效的北斗应用方法，编制了《数字化野外地质工作管理与服务技术指南》，促进了北斗与地质工作的融合。

下面列举北斗在地质调查工作中应用的主要模式与方法。

1促进业务交流，提升工作效率

利用北斗的短信功能，地质队员可以方便地与附近人员或驻地联络，促进业务上的交流，有效地提升工作效率。尤其对于区调工作，相邻路线相距几千米或十几千米，地质现象存在一定的关联性，在以往没有通信工具的情况下，地质队员只能各自为战，等待路线工作完成后回到驻地才能互相交流；经验不足的小组在遇到难以识别的地质现象时也无法第一时间向其他同事请教，错过了解决问题的最佳时机。现在，有了北斗的帮助，地质队员之间随时随地可以交流观察到的地质现象和工作进度等内容，使得在野外就可以进行一定的综合分析，实际上扩展了路线的观察范围，有利于形成正确的认识。再者，野外人员可以在现场将疑难问题通过北斗短信发送到驻地，再由驻地的专家进行会诊，进而实时指导野外工作，保证数据采集的质量。

2建立日常沟通，保障人员安全

与卫星电话或对讲机不同，北斗终端设备具备价格相对低廉、通信距离不受约束、操作简便和可接入性强等特点，可以配备到每一个地质队员的手中，成为野外地质工作的日常沟通工具。常规通信渠道的建立，是进行野外安全保障的前提和关键。一旦遭遇危险情况，野外人员可利用北斗设备快速向临近路线或驻地发出求救信号，附近队员或驻地可及时组织救援：同时，紧急短信会被上级指挥结点监控到，并通过手机短信自动通知安全员，再由安全员迅速上报有关领导或机构，如果遇到重大安全事故，野外驻地无法自行解决的，上级管理部门可调度外界力量展开营救。

北斗带来的安全保障还主要体现在减小危险事件的发生几率。过去野外安全事故频频发生，而且大部分后果比较严重，主要原因是信息不畅，救援不及时，甚至无法确认出事人员的位置，错过了最佳救援时机。现在利用北斗的位置报送机制，驻地和上级指挥结点可实时了解野外人员的工作态势，掌握其行进轨迹，如果野外人员遇险求救，可第一时间赶往出事地点救援；即便是野外人员遭遇突发事件来不及求救，驻地就可发现该小组长时间未归等异常情况，也可以沿其路线轨迹搜救。

3方便联系外界，体现人文关怀

对于无人区的地质队员，野外工作的开始就意味着与外界联系的中断，与家人的聚少离多。在紧张而艰苦的工作之余，如果能够与家人聊几句，哪怕只有几条短信，对地质队员也是莫大的支持与鼓励。北斗的指挥功能和手机短信的结合为地质队员实现了这一愿望。通过这项功能，地质队员的北斗终端就变成了一部手机，尽管没有通话功能，但可以通过短信息与全国各地的手机网络互联互通，可随时与亲友联系，充分体现了地质工作管理的人文关怀。

4实时态势监控，利于管理调度

利用数字地质调查信息综合平台（DGSInfo）和GSIGrid 野外地质调查管理服务与安全保障系统，项目管理者无论在野外驻地或指挥中心都可以实时监控野外工作态势，掌握每一个地质队员的路线轨迹和通信内容。在野外驻地，项目负责人可根据监控到的野外小组的路线轨迹和短信内容进行综合分析，指导野外小组工作，及时纠正认识上的错误，保证工作质量：在指挥中心，项目管理者可通过北斗短信与野外项目负责人联系，传达最新通知，敦促项目进度，达到指挥调度的目的。

5扩展通信优势，提供特色服务

北斗的通信功能建立了城市与无人区沟通的桥梁，指挥中心可以将丰富的信息资源经过精简和压缩等处理方式，再通过北斗短信的方式推送给野外人员，为其提供特色的信息服务。

目前，系统已实现的特色服务包括单位公告信息查询、最近用户查询和区域预警与地质、地理、人文等背景信息查询等。

1）单位公告信息查询。指挥结点可以将单位的重要公共信息精简后放置于服务器上，无人区的项目组可以通过北斗设备查询该公告，以便了解单位的最新动向，及时掌握诸如涨工资、评职称等重要资讯。

2）最近用户查询。野外人员在平时工作中或紧急情况下，如果需要查找附近的北斗用户，可向服务器发送“最近用户查询”命令，服务器将根据所有用户的最新定位数据计算出距该用户最近的若干结点，然后将这些结点的通信地址以短信形式返回给该用户。

3）区域预警与背景信息查询。在开展野外工作之前，首先对目标区域进行与调研，对其重点区域的地质、地理、人文和危险因素等背景情况进行收集和整理，最后精简为北斗短信存入数据库中，形成一套区域预警和背景信息数据库，以便在地质人员初次进入目标区域时，提供丰富的背景信息查询服务，为野外工作提供必要提示和预警。

图6-41为东北地区内蒙古巴彦街地区建立的预警预案库；图6-42为该地区野外项目安全预警区域图。

图6-41 预案库数据表截图

野外人员只需要发送一条获取安全信息的报文给中心式指挥机，就可以获知所在区域存在的风险、规避方法与突发事件发生时的应急处置措施，这都大大提升了野外地质工作安全系数，为一线工人员提供了一个安全工作的前提，同时也是地质调查野外安全工作的一种创新。

图6-42 内蒙古巴彦街地区野外项目安全预警区域图

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