一、系統概述 　　水情自動測報是采用現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據的落后狀況，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濟運行以及水資源合理利用等方面都能發揮重大作用。 　　海事衛星水情自動測報系統是利用海事衛星通信為通信媒體的測報系統。目前，我國已經建成的水情測報系統共有幾百個，其中99%都采用了超短波，這些系統對于短距離、地勢較平坦的地區來說發揮了很大的優勢。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，這樣也降低了系統的可靠性。 二、Inmarsat 衛星通信介紹 　　1簡介 　　Inmarsat，國際移動衛星組織（原名國際海事衛星組織），是一個提供全球衛星移動通信業務的政府間合作機構。創建于1979年，總部設在英國倫敦，目前擁有87個成員國。 　　初創時旨在為海上用戶提供移動通信業務服務，隨著業務的發展，目前它已經成為世界上唯一為陸海空用戶提供全球衛星移動公眾通信和遇險安全通信的業務提供者。Inmarsat面對不同的用戶提供多種衛星通信方式。 　　　　 　　3 Inmarsat衛星通訊業務介紹 　　Inmarsat衛星通訊系統是一個以存儲轉發方式（Store & Forward）向用戶提供雙向全球衛星移動數據通信的系統，其通信速率為600bit/s。Inmarsat衛星通訊系統由三部分組成，既空間段、衛星地面站和用戶終端。空間段包括通信衛星、網絡協調站和網控中心。衛星地面站為衛星和陸地網之間的連接樞紐。Inmarsat擁有和運營空間段，制定通信技術規程。各國簽字方擁有和運營衛星地面站，負責面對用戶提供服務，制定收費標準。] 　　Inmarsat 通信方式有兩種：電文方式和數據報告方式。電文方式是利用信息信道傳送大批量數據的一種存儲轉發業務。采用電文方式傳送數據，數據到達地面站后要重新打包，然后轉發給接收方，需要的傳輸時間比較長，通常要五、六分鐘，若地面站當時的業務繁忙則傳輸時間會更長一些。但電文方式傳送數據，由于采用了錯誤校驗、信息重發和收妥確認等技術手段，數據傳輸的可靠性比較高。 　　電文方式一次最多可傳送數據32K字節。數據報告方式是利用信令信道傳送小批量數據，一次最多傳送32個字節。數據報告方式分為兩種，一是移動終端到陸地用戶數據報告方式，經由地面PSDN或PSTN網；另一是移動終端到移動終端的數據報告方式。數據報告方式傳送時間比較短，從發送端到接收端為40秒左右，非常適合于要求傳輸數據快、傳送信息量小的稀路由用戶，如無人監控、數據采集的應用，非常適用于水文測報、輸油輸氣管理監控、地震、森林及海洋等領域數據監控。 　　4 Inmarsat 衛星通訊數據報告業務介紹 　　4.1通過PSTN或PSDN網的數據報告方式 　　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，整個系統賦予一個網號，遙測站之間用成員號（Member No.）加以區分。中心控制站與衛星地面站之間通過PSTN或PSDN陸地網連接。遙測站發來的信息經衛星地面站，通過PSTN或PSDN網直接傳遞給中心控制站，也可由中心控制站撥號到衛星地面站去取遙測站發來的信息。 　　4.2 移動終端到移動終端的數據報告方式 　　移動終端到移動終端的數據報告業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控中心站組成一個網，分配給它們一個數據網號（DNID），此網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（中心監控站），其余終端為從站（遙測站），每個網絡最多可容納255從站，如果一個網的容量不夠，可申請使用多個網號，每個衛星地面站的網號資源可達65536個。從站可定時自動地向主站控制中心發送數據，每次可發1至3包，各個包捎帶數據量分別為8、12、12字節，共32個字節。主站可向網中所有從站發送數據或控制指令，也可以向網中某一從站發送數據或控制指令。通過PSTN或PSDN網的數據報告方式的特點是地面站與中心控制站間不是通過衛星鏈路連接，而是通過PSTN或PSDN有線網連接。移動終端到移動終端的數據報告方式的特點是所有通信均不經過陸地網，通信不受陸地網的限制，對于陸地網不發達的地區使用這種組網方式比較合適，如西藏、新疆等地區。兩種方式的通信如圖2.4.2-1所示： 5 Inmarsat衛星通訊用于水情測報的特點 　　（1）可靠性高 　　Inmarsat衛星通訊系統是為海上遇險、緊急與安全通信而設計的，系統主用衛星四顆，備用衛星七顆，網絡協調站均有備份，全球有Inmarsat衛星通訊系統地面站30多個，整個系統的備份好。另外，Inmarsat衛星通訊系統是聯合國下的民用國際組織，不會因為戰爭等因素而導致系統關閉，因而系統可靠性極高； 　　（2） 雨、雪衰減小 　　Inmarsat 衛星通訊系統采用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，非常適用于野外監控和數據傳輸。 　　（4） 可無人值守 　　Inmarsat 衛星通訊模塊省電，睡眠狀態下耗電僅為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建立衛星通訊系統沒有通信月租金,即不通信不收費。 　　（6） 建設速度快 三、系統組成及功能 　　水情自動測報系統由中心控制站和遙測站組成。中心控制站實時接收Inmarsat衛星轉發的各遙測站上報的水文數據，對數據進行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測站發送控制命令，包括控制每天發送次數、校時等，按設定的時段間隔，計算出各雨量站的時段雨量值，統計上報數據的次數及工作狀態，檢索數據。遙測站核心采用RTU-1600,主要任務是自動實時采集、存貯雨量及水位數據，按設定的時間及時間間隔通過衛星向中心控制站傳送水文數據。 四、中心站介紹 　　水情自動測報系統由中心控制站和遙測站組成。中心控制站實時接收Inmarsat衛星轉發的各遙測站上報的水文數據，對數據進行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測站發送控制命令，包括控制每天發送次數、校時等，按設定的時段間隔，計算出各雨量站的時段雨量值，統計上報數據的次數及工作狀態，檢索數據。遙測站的主要任務是自動實時采集、存貯雨量及水位數據，按設定的時間及時間間隔通過衛星向中心控制站傳送水文數據。 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、水位數據并將過程存儲到閃存,可保留1年歷史數據 　　◇ 定時自報，按時段向中心控制站發送數據（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，系統會自動將數據發送到中心控制站 　　◇ 可通過人工值數設備現場修改、查詢數據, 　　◇ 可通過計算機讀取歷史數據或設置系統參數 　　◇ 衛星校時 　　◇ 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，它集數據采集、通訊、控制于一體，特別適合水情、水文、環境、氣象、石油、交通等領域的數據自動采集。 　　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，可以通過衛星、無線基站、電話線、GSM/GPRS/CDMA1x等方式實現遠程數據傳輸；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境。 　　4. 工作方式及過程 　　 4.1 工作參數 　　1） 衛通ID碼 　　由海事衛星管理部門分配，每臺衛星設備在使用前需到該國的海事衛星管理部門辦理入網，獲得一個識別碼（ID碼），然后才可投入正常使用。 　　2） 數據網號 　　Inmarsat衛星通訊用于水情測報時，工作方式為數據報告方式，該方式要求分配一組數據網號（DNID）才能工作，一個水情測報系統通常只有一組數據網號，用于區分其它系統。 　　3） 成員號 　　一個數據網號允許有255個成員，成員號是區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。 　　定時報數間隔 　　5） 　　遙測站可按事先設定的時間間隔向中心站發送數據，該時間間隔就是定時報數間隔，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送的數據相差某一數值時，系統啟動發送數據，該值便是降雨量間隔。 　　7） 水位間隔 　　遙測站監測的水位值若和上一次發送的數據相差某一數值時，系統啟動發送數據，該值便是水位間隔。 　　8） 水位計類型 　　本系統可以連接光電水位計和機械水位計，水位計類型參數是區分這兩種水位計。 　　9） 光電水位計監測間隔 　　為了節省功耗，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測水位，該時間間隔即為光電水位計監測間隔。 　　10） 光電水位計量程 　　該參數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”向中心控制站發送數據（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，系統會自動啟動并將數據發送到中心控制站 　　3）查詢應答方式 　　中心站每天9:01分向所有的遙測站發送控制指令，以改變遙測站的工作狀態。