提到北斗,大部分人第一反应是"北斗导航"——车载导航、手机定位用的那个。但北斗跟GPS、伽利略、格洛纳斯最大的不同,是它不仅能定位,还能发短报文。这个"能发短报文"的功能,在那些没有手机信号覆盖的地方,简直是救命的存在。今天就聊聊北斗通信模块到底是什么、能做什么、哪些行业在用。
先澄清一个容易混淆的概念:北斗通信模块≠北斗导航模块。导航模块(也叫GNSS模块,GNSS是全球导航卫星系统的统称,包括北斗+GPS+伽利略+格洛纳斯)只干一件事——接收卫星信号算出自己的经纬度坐标和时间,不发射信号,功耗很低,手机、手环、车载导航里都有,成本从几块到几十块不等。通信模块不一样,它不仅能收卫星信号定位,还能向北斗卫星发送短报文——就像发短信,但不需要任何地面基站,直接上天,覆盖全国包括海洋、沙漠、无人区。短报文的内容一般是70个汉字左右,也能发二进制数据(比如传感器采集的温度、压力值)。
北斗短报文到底能用来干嘛?举几个真实的应用场景。第一个是海洋渔业——渔民出海作业,手机信号到了外海就没了,以前遇到险情只能靠海事卫星电话(贵,一分钟十几块钱),现在渔船上装个北斗通信模块,一键就能发短报文给岸上的渔政和家人,还能自动回传位置坐标。全国几十万条渔船,现在基本都装了北斗,是北斗最大的用户群体。第二个是森林防火——深山老林里手机没信号,护林员走丢了或者发现火情,用北斗发个位置坐标过去,救援就能精准定位过去。第三个是电力巡线——高压输电线路穿越大山无人区,巡线工人带的北斗终端既能定位自己走到哪了,又能把巡检发现的问题(比如杆塔倾斜、导线断股)发回调度中心。
聊一下北斗通信模块的技术参数,选型的时候要看什么。首先是频段,民用北斗通信用的是L波段,天线是微带贴片天线或者陶瓷天线,体积不大但必须对着天空,不能被金属或者厚墙挡住。然后是短报文的发送能力——不同型号的模块,单次短报文长度从70个汉字到几百个汉字不等,发送频率也不一样(一般1-2秒一次,具体看模块型号和卫星信道繁忙程度)。功耗方面,定位的时候耗电少(待机电流几十毫安),发送短报文的时候电流会大一点(一般200-500毫安,持续几百毫秒),用太阳能板或者大容量锂电池供电就能撑好几个月。
北斗有个容易被忽略的特性——RDSS(无线电测定卫星服务)和RNSS(无线电导航卫星服务)是两套独立的系统。RNSS就是定位,北斗三号加起来有35颗卫星,全球覆盖,精度能到1米以内。RDSS是短报文通信,目前还是中国及周边地区覆盖,但北斗三号的短报文能力比二号强太多了——二号只能发70个汉字,三号能发几百个汉字,而且能双向通信(对方也能用北斗短报文回复),以前二号只能单向发,不能收回复。现在很多模块是RNSS+RDSS一体化的,既能定位又能发短报文,一套模块搞定两件事。
有没有局限性?有。短报文速度慢,一条消息发完要等1-2秒,跟短信差不多,肯定比不了4G/5G。而且卫星信道是共享的,高峰期(比如节假日大家都在发)可能会有延迟或者发送失败。但这些局限性在没有地面网络覆盖的地方根本不是问题——能用就是天大的好,没信号的时候你连短信都发不出去。另外要注意,北斗通信模块是要向北斗系统交通信服务费的,一般按年或按发送次数计费,比卫星电话便宜得多,但比手机短信贵。
未来的方向是什么?北斗三号之后,已经在往"全球短报文"走了,预计未来一两年就能实现全球任何地方都能发北斗短报文,届时在公海上也能用北斗。还有一个趋势是跟物联网结合——在深山里的气象站、地震监测台、野生动物追踪项圈上装北斗模块,数据自动回传,不用人定期去现场取数。甚至有人在研究用北斗短报文实现紧急求救——手机如果支持北斗(现在大部分国产手机都支持北斗定位,但还不支持短报文发送),未来在野外没信号的时候,手机就能发北斗短报文求救。北斗,从"导航"到"通信"再到"万物互联",这条路才刚开始。