摘 要： 隨著我國北斗衛星導航系統的逐步完善，北斗定位通信技術在定向運動中得到充足應用，有效幫助教練員實現了對訓練過程的實時監視、控制、指揮與安全預警，解決了訓練過程中“又聾又啞”的尷尬問題，彌補了定向運動“只看結果、不計過程”的盲目訓練方法的不足，為定向運動隊進行科學施訓、制定訓練計劃、針對性指導各項技能訓練奠定了堅實基礎;切實提高訓練質量，防止傷亡等突發事件的發生，不斷增加定向運動的安全性、科學性和實踐性。

　　關鍵詞： 通信工程師論文,北斗定位,北斗通信,定向運動,安全預警

　　Application of BD positioning and data communication technology in orienteering

　　HOU Zhi?bin， L? Cao?fang， ZONG Jun?jun， BAI Guo?feng

　　(Army Officer Academy of PLA， Hefei 230031， China)

　　Abstract： With the gradual perfection of Compass Navigation Satellite System， BD positioning and data communication technology has been fully used in orienteering， which effectively helped coaches to achieve real?time monitoring， training process control， command and safety warning， solved “deaf and dumb” embarrassment in the training process， and made up the deficiency of blind training orientation (just looking at the results of motion， regardless of the movement process). The technology laid a solid foundation for performing the scientific training， making the training programs， guiding the skill training for the orienteering team. With the technology， the training quality was improved， the casualties and other emergencies were avoided， and the directional movement security and scientificity were enhanced.

　　Keywords： BD positioning technology; BD data communication; orienteering; safety warning

　　定向運動不僅能全面檢驗運動員識圖用圖能力，提高運動員心智技能，升華運動員身心素質，強化運動員體能訓練，而且還能培養運動員團結合作、獨立思考、迅速反應、果斷決策、正確分析問題和解決問題的綜合能力，是檢驗運動員基礎綜合素質和能力的有效途徑。但在進行定向運動訓練中，普遍存在施訓細節不可知、訓練過程不可控、組織實施不安全、訓練效果難評估的問題，有些單位還發生過訓練死亡事故。基于利用北斗定位通信技術、加速度計修正技術等研發的定向運動訓練系統，本文詳細分析了北斗定位通信技術在定向運動訓練中的應用，為定向運動隊進行科學施訓、制定訓練計劃提供保障，有效提高訓練質量，防止傷亡等突發事件，為運動員素養的全面提高奠定堅實基礎。

　　1 北斗定位通信原理與實現

　　1.1 語音通信技術原理

　　系統主要由外設模塊、語音處理模塊以及北斗處理模塊組成，系統組成框圖如圖1所示。

　　圖1 系統組成框圖

　　系統工作流程：發端用戶機外設模塊的話筒獲取外界語音信息，語音信息在語音處理模塊中經A/D轉換、壓縮編碼后，形成的數據流通過北斗處理模塊封包，由北斗天線發送給收端用戶機;收端用戶機將接收到的數據經北斗處理模塊拆包后，送至聲音處理模塊對語音壓縮碼流進行解碼，最后經D/A轉換還原成模擬語音由聽筒輸出。

　　1.2 北斗定位通信技術在定向運動訓練系統中的實現

　　北斗定位通信可接收北斗衛星RNSS和RDSS信號，實現無源定位、有源定位和信號收發等功能，其中RDSS部分實現通信功能、有源定位功能、授時功能等，RNSS部分具有單頻B3民碼/軍碼捕獲、跟蹤、定位功能;若是連續定位，還可看到用戶的運行軌跡;針對通信申請，則按北斗信號編碼協議解析后，為發信者發送信息，信息內容以文本框的形式自動顯示在地圖上層。目前，由于連續不斷確定用戶地理位置并將相關信息實時傳輸回指揮中心需要消耗大量電量，運動員不能像車輛和飛行器一樣攜帶大容量電池進行供電，致使北斗定位通信技術連續定位通信較多應用于車輛和飛行器的監控與指揮。

　　基于客觀現實，在優化北斗基帶芯片、功放系統等基礎上，研制了針對運動員的定位通信模塊，極大地減小了定位通信功耗，實現了定位通信技術在定向運動中的應用。為了提高訓練的安全性、運動員定位的準確性以及信息傳輸的可靠性，運動員監測終端優先采用我國獨立研發的北斗定位通信系統，不僅能夠準確定位和通信，而且抗干擾能力比較強;地理環境復雜的地區，在北斗失效的情況下，運動員監測終端將啟用無線自動組網技術，結合中繼器實現運動員監測信息的準確定位及通信。 　　2 在定向運動中的應用

　　北斗定位通信技術在定向運動訓練系統中主要對運動員位置、行進路線、完成任務的方法和過程進行定位和監管;對運動員訓練情況進行指揮控制和交互通信，解決訓練過程中“又聾又啞”的尷尬問題;對運動員生理參數(包括心率、呼吸頻率、體溫以及阻抗)、安全狀態數據進行傳輸與監測，并根據相應的安全警界進行預警，運動員出現安全狀況，可以及時按下求救按鈕，指揮中心會調度最近救護小組按照最近路線最快到達指定地點進行救護，防止訓練過程中傷亡事故的發生;彌補定向運動“只看結果、不計過程”的盲目訓練方法的不足，實現對完成任務各個階段技能掌握情況的客觀、真實、可靠的評估，及時發現運動員訓練過程中存在的問題，在滿足實戰要求情況下針對性地指導各項技能進行訓練，切實提高定向運動隊訓練效果。

　　2.1 運動員狀況監視與預警

　　(1) 實時監視運動員狀況，準確把握訓練情況

　　定向運動中，運動員實時所處位置、行進速度、行進方向、行進路線、安全狀態等訓練狀況是教練員急需掌握的信息，這些信息可以準確反映運動員實時訓練狀態、訓練過程、訓練方法、訓練趨向等。我國成功研發了北斗衛星導航系統，北斗定位通信技術恰當地應用于定向運動訓練系統中，實現了定向運動訓練的信息化、科學化和高效化。北斗定位技術實現了定向運動中對運動員的實時定位，北斗短報文通信技術又可以利用北斗衛星將運動員的位置、身體生理參數等信息可靠、安全、實時地傳輸到指揮控制中心，指揮控制中心將這些信息數據加載于地理信息系統，實時監視運動員的訓練狀況及安全狀態;再加上指揮控制平臺對數據準確、科學、高效地分析與處理，教練員就可以準確把握運動員在訓練過程中的位置、行進速度、行進方向、行進路線、安全狀態等訓練信息，正確指導定向運動訓練。

　　(2) 及時預警安全狀態，安全開展訓練任務

　　定向運動訓練中安全是第一位的。傳統定向運動訓練中，運動員的安全一直是令教練員提心吊膽的事情。運動員開始訓練以后，其人身安全只能通過三種方式來確保：一是自己按照教練員要求，并結合自身身體素質;二是教練員組織巡邏力量和定點蹲守;三是出現訓練安全狀況時恰好有老百姓發現并及時救治。這樣就不能及時發現安全隱患，存在較大的安全死角，致使一些單位出現訓練傷亡事件。

　　北斗定位通信技術在定向運動訓練系統中的合理應用，不僅可以實時監控運動員的訓練情況，而且還可以及時預警安全隱患，針對性地指導運動員安全訓練，以達到安全開展訓練任務的目的。主要通過兩種方式來實現：

　　(1) 運動員求救。當運動員在訓練過程中出現身體不適，可以按動隨身攜帶的運動員監測終端的求救按鈕，終端進行響應，并通過北斗通信技術及時將求救信息發送至指揮控制中心，指揮控制中心就會立即發出報警聲音，并在顯示屏上及時、明顯地顯示求救者的位置、行進速度、行進方向、行進路線、心率、呼吸頻率、體溫以及阻抗等信息，指揮控制中心及時組織救援。

　　(2) 指揮控制中心預警運動員訓練安全。運動員訓練過程中，運動員的定位信息、心率、呼吸頻率、體溫以及阻抗等信息會通過北斗通信技術實時傳輸至指揮控制中心，指揮控制中心的監控與預警平臺不僅能實時分析所有運動員的行進速度、行進路線、行進方向，判斷出運動員繼續按照相同速度、方向、路線訓練的前方安全性;同時，運動員在同一個位置長時間停留，要及時做出安全預警并展開救援;還可以從醫學上分析每個訓練人員的身體安全狀態，是處于正常狀態、邊界狀態，還是危險狀態，教練員根據運動員實時安全狀態做出繼續訓練、暫停訓練并休息和停止訓練的決策，并利用北斗通信技術及時傳輸至相應運動員終端，終端做出相應響應。如果是危險狀態，指揮控制中心還要及時調度相應救援力量展開救援。

　　2.2 訓練救援指揮與調度

　　(1) 正確組織指揮訓練，圓滿完成訓練任務

　　北斗定位通信技術在定向運動訓練系統中的合理應用，極大地增加了定向運動組織者組織規劃訓練的科學性、實踐性、靈活性和實戰性。主要通過四種方式來實現：

　　一是利用北斗定位通信技術將訓練人員的位置等信息在指揮控制中心實時顯視，超出或即將超出規劃訓練區域或進入預先設定的訓練“禁區”時，指揮控制平臺會及時做出響應，教練員下達相應的指令;

　　二是指揮控制中心可以隨時利用北斗通信技術向各訓練人員通報天氣、環境、目標點等公共信息，也可以根據訓練需要廣播通報訓練任務、虛擬信息等，達到相應的訓練任務;

　　三是指揮控制中心可以對訓練人員進行點名操作，要求運動員在一定時間內上報所在位置的坐標，檢驗運動員的識圖用圖技能;

　　四是當運動員無法獨立完成作業任務或需要求助時，可向指揮控制中心發送服務請求，指揮控制中心根據需要提供導航信息。北斗定位通信技術在定向運動訓練中的靈活應用，確保了訓練任務的圓滿完成。

　　(2) 及時調度救援力量，高效展開救援工作

　　無論是運動員求救還是指揮控制中心預警運動員訓練處于危險狀態，指揮控制中心都要及時響應救援工作。首先，利用北斗通信功能及時下達停止訓練的命令和相應安全醫囑，并等待救援;其次，根據各個巡邏力量、救援力量和被救援對象所處的位置，及時調度最近救援力量展開救援，確保被救援對象能夠及時得到救援，圓滿完成訓練任務。

　　2.3 訓練質量評估與提高

　　(1) 科學評估訓練效果，準確發現訓練不足

　　北斗定位通信技術在定向運動訓練系統中的應用，實時、準確、可靠地反應出了運動員的位置、運動軌跡、運動時間、運動狀態等信息，教練員可以根據這些信息科學評估運動員訓練效果。主要從以下四個方面進行評估：

　　一是路線評估。教練員根據在相應背景下確定的專家庫系統，科學規劃出訓練任務的運動路線，并對運動員選擇的運動路線作出評估，判定出相應運動員的規劃運動路線技能。 　　二是過程評估。根據運動員各個訓練階段的位置、時間、狀態等情況，對運動員準確確定站立點的圖上位置、正確選擇行進路線、合理分配奔跑速度等技能作出科學評估，并判斷出相應運動員的弱項所在。

　　三是結果評估。教練員對運動員的訓練時間、成果或任務的完成情況給出準確評估。

　　四是綜合評估。教練員依據專家庫確定評估方法以及各項指標權重，對運動員訓練的綜合情況進行科學評估，準確發現相應運動員的訓練不足。

　　(2) 針對指導訓練方法，有效提高訓練質量

　　針對不同的運動員和不同的訓練弱項，教練員可以利用北斗定位通信技術針對性使用一定的訓練方法和訓練內容，有效提高相應運動員的訓練短板，極大提高定向運動的訓練質量。

　　3 結 語

　　北斗定位通信技術在定向運動中的廣泛應用，有效幫助教練員實現了對運動員地理位置、運動路線、運動方向、運動速度、心率、呼吸頻率、體溫以及阻抗等信息的實時監視;實現了對運動員的指揮控制和交互通信，解決訓練過程中“又聾又啞”的尷尬問題;實現了對運動員生命安全的及時預警與救助;實現了對運動員完成任務各個階段技能掌握情況的客觀、真實、可靠的評估，有效彌補了定向運動“只看結果、不計過程”的盲目訓練方法的不足，為定向運動隊進行科學施訓、制定訓練計劃、針對性指導各項技能訓練奠定了堅實基礎;切實提高訓練質量，防止傷亡等突發事件的發生，不斷增加定向運動的安全性、科學性和實踐性。

　　參考文獻

　　[1] 孟虹，苗苗，惠靜.適應新形勢新任務積極推進任職教育課程改革[J].后勤工程學院學報，2012(2)：32?33.

　　[2] 楊明，邊瑞卿，李云凡.北斗衛星導航系統短報文服務在軍事上的應用[J].通信指揮學院學報，2010(4)：58?62.

　　[3] 陳日高，徐益群，趙冬青，等.北斗導航通信在測量數據傳輸中的應用[J].海軍大連艦艇學院學報，2009，32(4)：51?53.

　　[4] 劉黃華.定向運動教學中四種能力的培養[J].南昌教育學院學報，2012，27(2)：185?192.

　　[5] 趙清華，林學華.基于北斗導航定位系統和MGIS的裝備保障指揮自動化系統[J].兵工自動化，2010，29(6)：19?21.