北斗设备的选择

“工欲善其事必先利其器”。北斗设备的选择是北斗技术应用的首要环节。想要在品牌与种类众多的北斗设备中挑选出适合地质工作需要的产品，需要对其特性和使用方法有详尽的了解。

按照设备的功能，北斗设备首先可以分为指挥机和移动终端两大类。

一、北斗指挥机

北斗指挥机是指具备监控和指挥功能的北斗设备，可对一定数量的下属终端进行监控和指挥，一般部署于具备管理功能的固定结点。根据下属用户数量以及配置的差异，一般可分为中心式指挥机与普通式指挥机两种。

（一）北斗中心式指挥型用户机

北斗中心式指挥型用户机的主要功能是对下辖用户进行监控管理。中心式指挥机可管理1000个下属用户。北斗指挥机不但具有定位、通信、导航和授时功能，而且具有指挥、调度、监收和通播的功能。适应比较固定的指挥结点使用。中心指挥机自带显示屏和 *** 作系统，可当做普通服务器使用。

图6-1 北斗中心式指挥型用户机

（1）指挥机配置与部署

北斗中心式指挥型用户机主要由主机、天线、电缆和附件组成。如图6-1、图6-2所示。

设备部署时应注意将天线置于建筑物顶部，并保持天线南向空中开阔无遮挡，以便接收北斗信号。

图6-2 北斗一号中心式指挥型用户机部署图

（2）性能指标

1）接收指标：接收信号误码率≤1×10-5（用户机天线端口输入信号功率≥－1576dBW）；

2）发射指标：发射功率EIRP值≤19dBW（方位角0～360°仰角10°～75°）；

3）接收卫星通道数：6个通道；

4）设备零值：1ms±10ns。

（3）功能指标

1）定位功能：定位精度：20m（1σ）（有标校站地区）；100m（1σ）（无标校站地区）；

2）短信息通信功能；

3）导航功能；

4）指挥功能：可以同时监收指挥下属用户数量≤1000。

（二）北斗普通式指挥型用户机

北斗普通式指挥型用户机与中心式指挥机功能上的主要区别是监控的终端数量不同。普通式指挥机最多可监控100个下属用户。它具有定位、通信、导航和授时功能，而且具有指挥、调度、监收和通播的功能。普通指挥机自身不带有服务器，需与其他PC 机或服务器连接配合使用。故整机成本较中心式指挥机也较低（图6-3、图6-4）。

图6-3 北斗一号普通式指挥型用户机部署图

（1）产品特点

1）采用“一线通”专利技术，即通过一根射频同轴电缆实现北斗收发信号、电源信号三种信号的双向传输。从而方便了天线和主机的连接，使得用户的使用更加方便、可靠。

2）支持RS232接口。

（2）性能指标

1）接收指标：接收信号误码率≤l×10-5（用户机天线端口输入信号功率≥－1576dBW）：

2）发射指标：发射功率EIRP值≤19dBW（方位角0～360。仰角10°～75°）；

3）接收卫星通道数：6个通道：

4）设备零值：1ms±10ns。

（3）功能指标

1）定位功能：定位精度：20m（1σ）（有标校站地区）；100m（1σ）（无标校站地区）；

2）短信息通信功能；

3）动态组网功能：可根据用户需求进行灵活的动态组网，实现对下属用户信息的监收。

图64 北斗普通式指挥型用户机

（三）北斗指挥机的选择与配置

北斗指挥机可以使指挥结点实时掌控下属终端的动态情况，对其进行指挥监控、安全保障和信息服务的推送。具体选择中心式或普通式指挥机，要根据指挥结点的规模以及经费成本等因素综合考虑。对于地调局或地调中心级别的固定结点，由于其下属用户众多，可考虑选用中心式指挥机，甚至多台并联的方式；对于省级地调院或野外驻地结点，由于其规模较小，有的还需经常拆卸移动，选择普通式指挥机就较为合适。

装配北斗指挥机时，应注意将天线固定于南向开阔处，以保证北斗信号的顺利接收。

二、北斗移动终端

北斗移动终端用于移动单兵结点，包括人员、车辆和大型设备等。随着北斗技术的成熟，北斗二代的芯片级产品的出现，更促进了北斗终端机多样化与小型化。根据终端使用方式的区别可分为车载机，手持一体式终端机和蓝牙分体式终端机。如何选择适合野外工作的北斗终端机是北斗技术推广应用的关键。

（一）北斗车载用户机

北斗车载用户机按照组装方式可以分为嵌入式北斗车载用户机和分离式北斗车载用户机。嵌入式北斗车载用户机是将显控终端潜入到车体 *** 控版中，一般采用手触式显示屏，用户可以通过触摸屏控制北斗相关功能，并且设备会随着车辆启动而自动开机启动。分离式北斗车载用户机的显示终端不与车体先关联，用户通过 *** 作手柄控制北斗功能，一般情况下，显示屏幕比较小，并且需要车辆通过车载电源为手柄和天线提供电源。每次启动车辆都需要手动重新启动手柄控制端。

北斗车载用户机可以安装在各种不同的车辆上进行使用。它不但具有北斗定位、通信、导航和授时等功能，还具有GPS 导航定位以及接收中国卫星导航增强系统广播的差分信息，实现差分GPS导航定位等工作模式，能提供用户手动设置工作模式及编辑工作模式切换策略功能。

北斗车载用户机主要由一体机、电缆、锂电池、 *** 作手柄及附件组成（图6-5）。

（二）北斗手持一体式终端机

北斗手持型用户机将北斗导航通信与GPS相结合，并自带显示屏与 *** 作系统，携带方便，易于 *** 作，可实现北斗定位、通信及导航功能，适合野外单兵使用。

北斗设备厂商根据用户使用需求和场合的不同，设计出不同类型的终端机。 *** 作系统方面，既有传统的W indows CE，也有目前较流行的Android系统：外观设计上，既有适合野外的工业级三防设计，也有适合商用的轻薄设计；使用方式上，既有集成度高的一体化设计，也有可拆卸式的分体设计。下面列举几种常见的北斗手持终端机。

（1）“北斗一号”/GPS双模手持用户机

“北斗一号”手持型用户机是“北斗一号”系统用户终端的一种，它将北斗一号与/GPS功能组合应用，采用Windows CE *** 作系统，可以满足单兵手持使用时的定位通信需求。将天线、射频单元以及信号处理主板集成在一个单元中，主机含显示触摸屏和按键键盘，也集成有对外数据接口和供电接口（图6-6）。用户机使用电池供电，通过手写笔或键盘完成信息输入，通过在手持机上安装的人机交互软件，来完成用户机的各项应用。双模型用户机具有北斗定位、GPS定位导航以及接收中国卫星导航增强系统广播的差分信息，实现差分GPS导航定位等工作模式。

图6-5 北斗车载双模型用户机

图6-6“北斗一号”手持一体式终端机

（2）三防北斗二代手持机

该机采用工业级三防设计，集成了北斗二代导航与通信、GPS、蓝牙、W ifi、3G等多种技术，配备Android 40 *** 作系统，集成度较高，可扩展性好（图6-7）。

图6-7 三防北斗二代手持机

（3）可拆卸式北斗二代手持机

该机采用了灵活的可拆卸式设计，其底座可用于北斗发送北斗短信。主机端相当于一部手机，具备北斗二代定位、GPS和3G通信等功能。平时在手机网络覆盖的条件下完全可以单独使用主机，而在进入无网络的野外环境时可临时装配底座以实现北斗通信（图6-8）。

图6-8 可拆卸式北斗二代手持机

（三）北斗蓝牙分体式终端机

北斗蓝牙分体式终端机是一种单独运行的北斗数据接入模块，可通过蓝牙功能与各种显控终端配合使用，灵活方便，简单易用。由于该设备小巧，便于携带，并且可以与现有的数字地质调查野外数据采集设备配合使用（图6-9）。

图6-9 北斗蓝牙分体式终端机与显控终端配合使用

除具备定位与通讯的北斗基本功能以外，该终端还具备以下特色功能：

1）“北斗一号”定位通讯与G PS的组合使用：采取北斗和GPS双模一体化技术，能够利用北斗卫星定位，也能够利用GPS定位。在没有显示终端的情况下，也可自动按频度向不同级别指挥机发回定位信息。

2）短信缓存功能：当终端处于开机状态而未与掌上电脑连接时，收到的短信（最多20条）将存储于内部缓存，等到与掌上电脑连接时，再将缓存的短信一并“吐”出。

3）一键式“安全报”和遇险报警功能：提供“安全”和“危险”两个快捷按钮，并支持用户通过软件设置两个快捷键的发送地址和短信内容，实现一键式的安全报或遇险报警功能。

4）一键式离线短信查询：提供离线短信（即终端关机状态下或者信号不好时未能收到短信的情况）查询快捷按钮。在终端关机状态下或者信号不好时未能收到短信的情况下，当有信号时，实现在卫星总站查询全部离线短信，确保短信不遗漏。

（四）北斗移动终端的选择

不同的北斗设备在基本功能上都具有定位、通讯功能，但不同的设备的应用模式和适合的用户群体不同。用户应根据自身野外使用的需要配备合适的北斗移动设备。

对于北斗车载用户机的选择而言，应根据车辆改装的工作量和用户需求进行综合考量，因为嵌入式车载北斗终端 *** 作方便、但需要改造车体，组装的技术要求比较高，后期的维护难度比较大。所以适合于新购车辆的配置选择，在车辆出厂交付之前，通过与车厂协商，将车载北斗终端内嵌到车辆的 *** 作面板中，既美观、便于 *** 作，也相对固定、不易损坏。相比于嵌入式车载北斗用户机，分离式车载北斗终端组装技术要求比较低、对车辆的改动比较小，拆卸方便，后期维护技术要求难度低，更加适合于已有车辆的组装。

对于用户终端机的选择而言，应根据用户已有的设备装备情况、用户应用目的和设备的优缺点进行分析，从而确定合适的终端设备。对于已经开展数字填图工作的野外项目，由于已经配备有一定的掌上电脑等设备，这时仅需配置北斗蓝牙分体式终端机即可达到北斗通信、定位服务和野外数字地质调查工作的需求，并且能够有效控制成本。而对于尚未开展数字填图或不需要进行野外数据采集的项目组，把北斗设备仅仅作为仅用于通信和安全保障时，应配备北斗手持一体式终端机。因为北斗蓝牙分体式终端机采用蓝牙连接，当蓝牙由于某种原因断开时无法保障信息的实时性，存在一定的安全隐患。随着基于Android系统的数字地质调查系统的开发，用户在新购置数字地质调查设备终端时也可以选择基于Android 系统的可拆卸式北斗二代手持机，当用户进行数字地质调查工作时，可以将终端分拆，并与用户 *** 作。当用户需要其作为安全保障终端，可以一体化应用，避免了蓝牙传输的不稳定性。

北斗定位掉线是指北斗定位器没有给平台服务器上传数据，与服务器的交互断开，这时在监控平台就会显示掉线。之所以要对这些行为进行罚款，是因为这是法律规定的。

道路运输经营者使用卫星定位装置出现故障不能保持在线的运输车辆从事经营活动的，由县级以上道路运输管理机构责令改正。拒不改正的，处800元罚款。

若是破坏卫星定位装置以及恶意人为干扰、屏蔽卫星定位装置信号的。又或者是伪造、篡改、删除车辆动态监控数据的。处罚力度更加大，处罚金额达到2000元以上、5000元以下。

北斗定位掉线原因：

导致设备离线的原因有很多种。正常情况下，车载终端通过接收卫星信号实现定位，再将处理过的数据通过电信运营商的网络传输到各个省级监控平台，省平台再上传到全国货运大数据平台。信号状态会显示在设备的显示屏上。

如果设备出现故障，或者车辆处于地下室、隧道等信号不好的地方，行驶记录仪有可能接收不到卫星的信号，或无法将自身数据传出，这种情况下就会显示设备离线。

当今网络管理员面对的一个严峻的挑战是确保连接到私有网络的计算机得到过更新，符合企业的安全策略。这个复杂任务通常牵涉到维护计算机健康，如果计算机是家庭计算机或移动笔记本电脑(不在管理员控制的范围之内)，则强制要求在这些计算机上实现尤为困难。
比如说，攻击者可以先攻击一台没有及时更新补丁的家庭计算机或公司内部的计算机，然后利用这台计算机连接到私有网络，发起攻击。在现实工作中，管理员通常缺乏足够的时间和资源来弥补这些漏洞。
Network Access Protection(NAP)for Windows Server 2008和Windows Vista提供了一个组件和应用程序接口，帮组管理员确保强制的安全健康策略得以贯彻。

开发人员和管理员可以创建一个解决方案，来检查连接到网络的计算机，并且提供所需要的更新资源(叫健康更新资源)，对于不更新的计算机限制接人。同时，NAP的强制更新功能可以和其他厂商的软件整合，来帮助实现对接入计算机特定系统和软件进行检查。
其目的是为了最终实现：监视计算机访问网络是否符合健康策略要求，自动更新计算机，使其符合健康策略要求，或者，限制不符合安全策略要求的计算机，将其限制在受限制的网络中。
很多用户会认为NAP是防止恶意攻击手段，实际不尽然，虽然NAP确实能够辅助达到防范的目的，但NAP本身不是被设计用来防治恶意使用者破坏安全网络的。它被设计用于帮助管理员维护网络上的计算机的健康。它不能防治一个已经符合安全要求的计算机上的恶意用户释放攻击，或执行其他不适当的行为。
在Windows 2008的NAP环境，是一种典型的客户机/服务器架构，其基本结构如图1所示。
客户环境包括SHA(系统安全代理)，QA(隔离代理)和EC(强制客户)，各个组件的作用如下：
系统安全代理(SHA)检查和声明客户的健康状态(补丁状态、病毒签名、系统设置等)，每一个SHA定义一个系统健康要求或一组系统健康要求。比如一个SHA定义防病毒签名，一个SHA指定 *** 作系统更新等等。wind0WSVista和Windows Server 2008包含了一个Windows SecurityHealth Valuator SHA，其他的软件厂商或微软可以提供额外的SHA到NAP平台。
强制客户端运用强制执行的方法，每个NAP EC被定义为不同的网络接入或连接类型。
修补服务器用来安装需要的更新和设置以及应用程序，将客户计算机转化为健康状态，不符合SHA检查要求的计算机被路由到修补服务器。
网络接入设备是有智力判断赋予或拒绝客户访问网络的请求(防火墙，交换机或一台服务器)的设备。
系统健康服务器通过定义客户端上的系统组件的健康要求，提供客户端所要依从的策略。
NPS server包括Qs和Sys-tem Health Validator。Qs sits在IAS Policy服务器上，执行SHV检查下来相配的动作，SHV检查安全代理生成的声明。
很多人会觉得Windows 2008的NAP是一个全新的东西，但实际上，上文提到的四种客户端的强制方式，它们中的大多数都是以前某项技术的延续，了解这种技术发展的脉络，对于我们理解NAP的强制方式有很大的帮助。
首先，我们来看一看第一种强制方式：DHCP的方式：在Windows 2000和Windows 2003的DHCP服务器上，引入了一种分配IP地址选项(option)的方式，类(Class)，我们可以在服务器上设置“用户定义类”或“厂商定义类”，并为这些类设置独特的Options。
当时就有很多的用户自己尝试着�用这个class类技术，让企业内部的私有计算机属于一个类，外来访客的计算机得到的IP地址的选项将和企业内部计算机得到的地址选项不同，这样来控制访客计算机的行为。
而Windows 2008的基于DHCP的NAP可以看成该项技术的发展和延伸。其基本思想就是将不符合健康检查要求的计算机归属于一个类，给这个类的计算机特殊的Options，用路由器的默认网关等选项来约束，这样，这些计算机就被限制在特定的网络中了。
其次，第二种NAP的强制方式是�用IPSEC，这种方式算是最具有微软特色的NAP的解决方案了，其他厂商的类似产品，往往需要网络基础架构的支持，比如Cisco的NAC等等，但采用IPSEC解决方案的NAP，可以完全摆脱网络基础架构的束缚，在主机层面上实现网络的接入保护。
其实，这种方式的NAP实际上也是传统的windowS上的IPSEC技术延伸，在传统的Windows IPSEC的验证方式上，有三种方式，分别为AD、CA和预共享密钥。在验证通过后，可以通过设定“客户端”、“服务器”、“安全服务器”的策略来控制计算机之间的通讯。
其中，最自由的方式毫无疑问是采用CA认证中心所颁发的证书来进行验证，我们可以很自然的想到，只要由一个CA自动给符合健康要求的计算机办法健康证书，就可以实现限制非健康计算机通讯的要求。
而windows，2008基于IPSEC的NAP的基本思想就是建立在颁发健康证书的基础上的。
基于IPSEC的强制NAP将物理网络分割为3个逻辑网络，一台计算机在一个时刻只能在三个逻辑网络之一之中。

安全网络是有健康证书的计算机集合，要求接人的计算机采用IPSEC验证，并采用健康证书。(在一个被管理网络，大多数服务器和客户机属于AD域，在安全网络中。)
边界网络有健康证书，但不需要接人到私有网络，进行IPSEC验证尝试，在边界网络中的计算机必须能访问整个网络的计算机，边界网络通常只由HCS和NAP修复服务器。
受限网络没有健康证书，包含不符合NAP规范的客户计算机的集合。
大家会很自然的，将这种对网络的逻辑划分的方法，和传统IPSEC的client，server，securerserver三个预定策略进行对比，会发现两者非常相似。
第三种NAP的强制方式是针对接人的客户的，不受管理的家庭计算机对网络管理员又是一个挑战，因为IT人员不能直接物理访问到这些计算机。
使用NAP，当用户使用连接的时候，管理员可以检查需要的程序，注册表设置，文件，家庭计算机会被限制在受限网络中，直到健康状态符合要求。
本质上，的NAP和Windows 2003时代的隔离网络很相似，Windows2003的隔离网络需要很复杂的编写脚本，对于大多数的系统管理员而言，实在是太麻烦了，而在Windows 2008的NAP设置则要简单多，对于管理员而言，更容易部署和实施。
而 NAP的最后的一种强制方式，是采用8021X协议，这种方式对微软而言是全新的一种方式，不在我们这篇短文中评论。

GPS卫星时钟服务器是以GPS卫星为源的时钟服务器，北斗卫星时钟服务器是以北斗为源的时钟服务器，在网络正常工作状态下，GPS北斗卫星时钟服务器具有与GPS北斗卫星时钟服务器主钟相同的频率准确度；由于在某些特殊情况下GPS北斗卫星时钟服务器信号会暂时消失，所以基于GPS北斗卫星时钟服务器的时钟模块一般需要另一个外部时钟作为后备输入，预留有外接时钟的时基和频标信号（如GLONASS、中国双星、铷原子钟等）接口。另外，GPS北斗卫星时钟服务器其频率准确度还具有自身保持性能。

目前国产的北斗时钟服务器在不断的替代GPS卫星时钟服务器，推荐一个国内比较专业的卫星时钟服务器厂商：

网络时钟同步服务器 主要偏重于网络时钟同步功能并未描述时钟信号来源。

北斗时钟同步服务器 既描述了时钟信号来源是北斗系统，又说明了时钟同步功能。

网络时钟同步服务器和北斗时钟同步服务器除了时钟信号来源，基本功能差不多。

计算机网络系统推荐架设自己的时钟服务器，推荐京准电子科技 HR-901GB型

目前计算机网络中各主机和服务器等网络设备的时间基本处于无序的状态。随着计算机网络应用的不断涌现，计算机的时间同步问题成为愈来愈重要的事情。以Unix系统为例，时间的准确性几乎影响到所有的文件 *** 作。 如果一台机器时间不准确，例如在从时间超前的机器上建立一个文件，用ls查看一下，以当前时间减去所显示的文件修改时间会得一个负值，这一问题对于网络文件服务器是一场灾难，文件的可靠性将不复存在。为避免产生本机错误，可从网络上获取时间，这个命令就是rdate，这样系统时钟便可与公共源同步了。但是一旦这一公共时间源出现差错就将产生多米诺效应，与其同步的所有机器的时间因此全都错误。

网络时钟服务器

另外当涉及到网络上的安全设备时，同步问题就更为重要了。这些设备所生成的日志必须要反映出准确的时间。尤其是在处理繁忙数据的时候，如果时间不同步，几乎不可能将来自不同源的日志关联起来。 一旦日志文件不相关连，安全相关工具就会毫无用处。不同步的网络意味着企业不得不花费大量时间手动跟踪安全事件。现在让我们来看看如何才能同步网络，并使得安全日志能呈现出准确地时间。

北斗是中国自主研发的北斗卫星导航系统，北斗定位掉线是指北斗定位器与服务器的交互断开，这时在监控平台就会显示掉线。交通部门会强制大货车安装北斗定位系统，它除了能显示该车辆的运行轨迹、车速等信息外，还可记录车辆违法超速、超员等违法行为。2021年4月5日，货车司机金某驾车拉货途经丰润区超限检查站时，检测出卫星定位系统掉线，被处以扣车、罚款2000元，金某不能接受，便服毒自尽。

2021年4月5日，河北唐山，51岁的货车司机金某驾车拉货途经丰润区超限检查站时，经检查车辆未超磅，但检测出卫星定位系统掉线，被处以扣车、罚款2000元。金某不能接受此罚款，便到附近买了一瓶除草剂服毒自尽。17分钟后被送往医院救治。当晚金某因抢救无效去世。

导致金某被罚款的北斗定位掉线是什么：

据了解，为了保障大货车司机的出行安全，交通部门会强制大货车安装北定位系统，并利用该系统来实时跟踪司机的行为。道路运输车上安装的卫星定位设备除了能显示该车辆的运行轨迹、车速等信息外，还可记录车辆违法超速、超员等违法行为。此外，这些数据都能在该运输企业的软件平台上实时显示，监控数据还同时导入到交通运输监管部门的平台。

北斗是中国自主研发的北斗卫星导航系统，是全球第三个成熟的卫星导航系统。北斗定位掉线是指北斗定位器没有给平台服务器上传数据，与服务器的交互断开，这时在监控平台就会显示掉线。

据交通运输部官网公布的《道路运输车辆动态监督管理办法》第五章第37条规定，道路运输经营者使用卫星定位装置出现故障不能保持在线的运输车辆从事经营活动的，由县级以上道路运输管理机构责令改正。拒不改正的，处800元罚款。

其中，第38条规定，破坏卫星定位装置以及恶意人为干扰、屏蔽卫星定位装置信号的；伪造、篡改、删除车辆动态监控数据的，有以上情形之一的，由县级以上道路运输管理机构责令改正，处2000元以上5000元以下罚款。

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