中国航天标准化研究所  康登榜，泉浩芳

　　【摘 要】北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统（GNSS），在国际海事领域有着广泛的应用需求。本文介绍了国外卫星导航系统在国际海事组织（IMO）的标准化历程，解读了IMO关于全球无线电导航系统（WWRNS）和未来GNSS的政策规定、性能要求和认可程序，并据此对IMO认可北斗系统进行可行性分析，最后就北斗相关认可工作的开展提出建议。

　　【关键词】北斗；卫星导航；IMO；标准化；WWRNS；GNSS；认可

　　1 引言

　　北斗卫星导航系统是我国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS），是国家正在建设的重要空间信息基础设施，已于2012年底正式提供区域服务，到2020年左右系统建成时将由30多颗卫星组成，具备全球服务能力[1]。走出国门、走向世界，进而在全球范围的应用推广，是北斗系统必不可少的发展阶段，也是其重要的发展战略。而为国际海事领域提供服务则是北斗系统应用推广的重要突破口，具有典型的行业示范作用。

　　北斗系统在海事领域得到应用并在全球范围内推广，必须先得到国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）的认可，成为全球无线电导航系统（World-Wide Radionavigation System, WWRNS）的组成部分。IMO作为联合国中负责处理国际海事事务的专门机构，是国际海事领域的最高立法机构，其权威性和公信力被各国广泛认可[2]。开展北斗加入IMO的国际标准化工作，推动其认可北斗系统及制定船载北斗接收机性能标准，是北斗卫星导航产品进入海事领域国际市场的通行证。

　　2 国外卫星导航系统在IMO的标准化历程

　　IMO机构中负责卫星导航事宜的主要有海上安全委员会（MSC）和航行安全（NAV）分委员会，其中，MSC是政策制定机构，NAV是技术审议机构。目前，GPS和GLONASS已完成WWRNS组成部分的认可，Galileo正在开展相关工作，但三者均已完成船载接收机性能标准的制修订工作[3]。

　　GPS是目前GNSS中技术最为成熟、应用最为广泛的系统。早在20世纪80年代，美国就开启了GPS加入IMO的标准化工作。截止目前，IMO已认可GPS为WWRNS组成部分，且还分别制定了船载GPS接收机、差分接收机及兼容接收机性能标准。GPS被认可为WWRNS组成部分的过程如表1所示。

　　表1  GPS被认可为WWRNS组成部分的过程　　

    GLONASS加入IMO标准框架的历程与GPS类似，也是大致经历了接收机性能标准制定、WWRNS组成部分认可以及接收机性能标准修订等三个阶段。1996年，MSC以MSC.53(66)号决议的形式通过了船载GLONASS接收机性能标准[7]。在此之前，MSC已确定GLONASS是WWRNS系统的可能组成部分。1996年12月，MSC根据NAV的评估结果，认为GLONASS满足IMO关于开放水域通用导航的操作要求，以航行安全SN/Circ.187号通函的形式正式承认GLONASS为WWRNS组成部分[8]。

　　Galileo虽然系统建设进展较为缓慢，但其在IMO的标准化活动开展的如火如荼。早在2002年7月系统论证之时，欧盟便已完成Galileo在IMO的立项，即NAV将Galileo纳入其工作计划的“WWRNS”议题中[9]。自此，Galileo积极参加MSC和NAV两个级别的会议，并先后向MSC和NAV分别提交了5份文件和4项提案来推动船载Galileo接收机性能标准的制定[3]。2006年11月，MSC以MSC.233(82)号决议的形式通过了船载Galileo接收机设备性能标准[10]。但鉴于其系统建设缓慢，未到达完全运行条件，故Galileo的WWRNS组成部分的认可工作一直是停滞不前。

　　3 国际海事组织WWRNS认可政策解读

　　3.1 IMO卫星导航政策概述

　　随着世界海运事业的飞速发展、造船技术的快速进步、国际上对海上人命的越来越多的关注以及世界各国对航行安全的愈加重视，IMO对船载导航系统的配备也提出了更高的要求。在此背景下，IMO开启了WWRNS的相关研究工作。此后，无线电导航系统得到了飞速的发展，且并在国际海事领域逐步得到广泛的应用。IMO也因此于1989年10月以A.666(16)号决议的形式发布了关于承认某一导航系统为WWRNS组成部分的政策，细化WWRNS在不同水域的导航性能要求，促进海上航行安全[11]。

　　同时，GPS和GLONASS等GNSS也逐步推动其在国际海事领域的应用，促使IMO认识到有必要建立未来GNSS系统为全球船舶提供港口、进港航道及限制水域的导航定位服务，并借鉴国际民航组织（ICAO）正在开展的关于未来GNSS航行要求的研究工作，IMO意识到有必要尽早明确未来GNSS海事用户的要求，以供GNSS系统建设时予以考虑。1997年，IMO以A.860(20)号决议的形式通过了未来GNSS的海事政策，主要规定了未来GNSS在通用导航、系统运行、制度性管理以及过渡期等四方面的要求[12]。

　　3.2 WWRNS组成部分认可政策

　　3.2.1 WWRNS政策概述

　　WWRNS政策由IMO大会审批通过，自1989年首次发布以来，分别于1995年、2003年和2011年进行了修订，目的是为了紧跟船载导航系统和设备的技术进步及无线电导航业务的快速发展，保证WWRNS政策规定的船载接收机性能能够满足海事安全的要求。IMO最新WWRNS政策，即2011年通过的A.1046(27)号决议，主要规定了IMO认可WWRNS的相关程序、系统提供者和运行者（政府或组织）的职责、船载接收机要求以及GNSS运行要求等四方面内容[13]。

　　3.2.2 WWRNS组成部分认可准则

　　IMO在A.1046(27)号决议中表示，欢迎提供无线电导航系统的相关政府或组织申请该系统被认可为WWRNS组成部分，并规定IMO在考虑是否承认该系统为WWRNS组成部分时将遵循以下五项基本准则：

　　1．提供和运行该无线电导航系统的政府或组织，已正式声明该系统处于运行状态，且适用于商船；

　　2．服务提供的连续性必须得到保证；

　　3．该系统能够在其提供者和运行者所声明的覆盖区域内提供定位信息，且性能不低于A.1046(27)号决议附录所规定的运行要求；

　　4．该系统提供者和运行者已做好系统及其状态（需要时还包括系统修正）的特征和参数的公布工作；

　　5．系统提供者和运行者已做好航行安全保证工作，使系统免于因系统特征或参数发生变化而对船载接收设备性能造成不利的影响。

　　3.2.3 政府或组织的职责

　　IMO在A.1046(27)号决议中针对无线电导航系统的提供和运行者（政府或组织）规定了以下三项责任：

　　1．相应政府或组织负责该无线电导航系统的服务提供与系统运行；

　　2．政府或组织如果希望IMO认可其提供和运行的无线电导航系统，就应该正式通知IMO，声明该系统已正式运行并可用于商船，并宣布该系统的覆盖区域以及提供尽可能多的信息，以便IMO遵循上述五项认可准则对系统进行WWRNS认可审议时参考；

　　3．无线电导航系统一旦被认可为WWRNS组成部分，负责其提供和运行的政府或组织，在没有通知IMO前，不得改变系统的运行特征。

　　3.2.4 WWRNS在不同水域的导航性能要求

　　IMO在A.1046(27)号决议中以附录的形式规定了对WWRNS在不同水域的运行要求，并指出该运行要求可由单一无线电导航系统或多个无线电导航组合来满足。具体运行要求如表2所示。

　　表2  WWRNS在不同水域的导航性能要求

　　3.3 未来GNSS政策和要求

　　3.3.1未来GNSS政策和要求概述

　　GNSS概念最早由ICAO提出，并在国际民航领域得到了快速发展，进而为IMO所接受。1995年9月，IMO专门成立会间工作组（Inter-sessional Working Group, ISWG），负责GNSS在海事领域的应用研究。随着GPS、GLONASS在海事领域的逐步推广和使用，1997年11月，IMO以A.860(20)号决议的形式通过了未来GNSS的海事政策。2001年，IMO 以A.915(22)号决议的形式对其未来GNSS政策进行了修订，目的是明确未来GNSS不仅限于满足通用导航的需求，还可应用于海事的其他方面，且有望增加新的综合应用。

　　3.3.2 未来GNSS政策

　　IMO在A.915(22)号决议中对未来GNSS的政策规定如下[14]：

　　（一）通用要求

　　1．未来GNSS系统应主要满足港口入口、进港航道、沿海水域等水域的通用导航要求；

　　2．未来GNSS还应满足其他海事应用的导航和定位服务要求；

　　3．未来的GNSS应该具备局部增强能力，且应与全球系统相协调，避免装载多个接收机或其他设备；

　　4．未来GNSS应具备用户数量不受限制的运行与管理能力；

　　5．未来GNSS应是可靠的、低成本的，并在成本的分摊和回收时平衡普通用户、商业用户、船籍国和邻海国家等各方的利益。

　　（二）运行要求

　　1．未来GNSS应满足海事用户在港口入口、进港航道及限制水域的通用导航的运行要求以及定位服务用户的最低性能要求；

　　2．未来GNSS运行时应兼容当前卫星导航系统的空间和时间参考基准；

　　3．船载接收设备的性能与导航定位服务提供商无关，但应满足IMO通过的性能标准要求；

　　4．建议研制并使用未来GNSS与陆基系统组合的接收机；

　　5．未来GNSS应通过船载设备为用户提供定位、授时、对地航向和对地航速信息；

　　6．未来GNSS的船载设备（包括与陆基系统组合的接收机）应提供与其他船载设备，如电子海图（ECDIS）、船舶自动识别系统（AIS）等的数据接口，以传递或使用导航与定位信息。

　　7．当某一卫星信号或系统服务性能降低时，应及时发布完好性信息告知所有用户。

　　（三）制度性管理要求

　　1．未来GNSS应有合理的管理架构和安排，应由对政府和用户都能负责的国际民间机构负责运行；

　　2．国际民间机构应该具有合理的管理架构和安排，以最低成本准许（监督）系统或服务的供应、运行、监测和控制；

　　3．可通过已有的机构或建立新的机构来实现这些要求。该机构可自己提供和运行未来GNSS系统，也可监测和控制服务供应商；

　　4．IMO自己不提供和运行GNSS，但须评估和认可GNSS涉及的下述几个方面：

　　―   为海事用户提供的无差别的服务；

　　―   GNSS的运行应满足海事用户的要求；

　　―   应遵守成本分摊和本回收的国际原则；

　　―   应遵守关于国际责任义务的原则。

　　1．未来GNSS应与现有卫星导航系统兼容发展，抑或部分或全部由现有系统演变而来；

　　2．区域卫星导航系统具备完全运行能力时，也可以被认可为WWRNS的一个组成部分；

　　3．未来GNSS的船载接收机或其它设备应尽量兼容现有卫星导航系统的船载接收机或其他设备。

　　（四）过渡期要求

　　1．未来GNSS应与现有卫星导航系统兼容发展，抑或部分或全部由现有系统演变而来；

　　2．区域卫星导航系统具备完全运行能力时，也可以被认可为WWRNS的一个组成部分；

　　3．未来GNSS的船载接收机或其它设备应尽量兼容现有卫星导航系统的船载接收机或其他设备。

　　3.3.3 未来GNSS性能要求

　　IMO在A.915(22)号决议规定了未来GNSS在通用导航领域海事用户的最低性能要求，如表3所示。

表3  未来GNSS通用导航最低性能要求

    注：1）连续性与是否是远洋导航和沿海导航无关；

　　2）对于定位间隔，船速超过30节时应该有更严格的要求。