壹、多級組網架構
基於北鬥技術的地質調查工作管理與服務組網是指利用北鬥衛星的通信與指揮功能，結合地質調查工作的管理層次與工作模式，建立的壹套集信息服務、監控指揮和安全保障功能為壹體的，衛星與地面網絡雙鏈路冗余的網絡組成架構。科學而有效的組網架構是利用北鬥為野外地質調查工作服務的先行與保障。
根據地質調查工作的管理結構與層次，組網架構以中國地質調查局為中心，大致可分為4個級別：地調局中心結點，大區中心和地調院等分中心結點，野外駐地結點和移動作業結點。
（1）地調局中心結點
組網架構的頂層，部署於地調局網絡中心，具備對其他大區中心和地調院等分中心結點，以及所有北鬥移動終端結點的監控與指揮功能，並可提供手機短信轉發、區域預警和公告信息服務和緊急事件自動通知等特色信息服務。
（2）大區中心和地調院等分中心結點
隸屬於地調局中心結點，部署於大區中心、省級地調院或野外工作站等管理機構，可對其管轄範圍內野外項目的駐地結點和北鬥移動終端進行指揮監控。
（3）野外駐地結點
部署於野外項目組的駐地，主要用於對下轄野外作業小組的監控與指揮，並進行安全保障：同時受到上級中心結點的監控，負責與上級結點溝通，及時報告工作狀態和緊急事件處理情況。
（4）移動作業結點
主要指配備了北鬥終端的野外作業人員、車輛或大型設備等。可利用北鬥短信功能相互通信，同時也接受野外駐地和上級中心結點的監控與指揮。在緊急情況發生時，可使用系統提供的快捷報警功能進行求救。
四級網絡結點均可利用北鬥衛星實現互聯互通，上級結點具備對下轄結點監控與指揮功能。第壹級和第二級結點屬於固定指揮結點，壹般具備地面網絡條件，因此可利用互聯網進行數據同步與互通，進而形成衛星與網絡雙鏈路冗余的組網架構（圖6.10）。
圖6-10 基於北鬥的地質調查工作組網拓撲架構圖
二、組網結點建設與部署
各級結點由於工作方式和管轄範圍不同，應配備不同類型的北鬥設備和軟件系統。地調局結點作為總中心，要監控全部結點，因此部署了下屬用戶較多的中心式北鬥指揮機（最大1000用戶）；大區中心的管轄範圍較大，也可配置中心式北鬥指揮機：省級地調院等中小型管理結點，則可選用下屬用戶較少但較便宜的普通式北鬥指揮機（最大100用戶）（圖6-11）。上述結點位置固定，並且有穩定的網絡環境，因此軟件系統可配置GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統。野外駐地兼具指揮結點和移動結點的雙重身份，既可配置普通式北鬥指揮機，也可配置北鬥移動終端。由於野外駐地大多無地面網絡環境，因此軟件系統配置可單機使用的數字地質調查信息綜合平臺 DG SInfo。移動結點則根據工作方式，配備手持式或車載北鬥終端，軟件采用數字填圖野外數據采集系統RGM ap（圖6-12）。
三、動態組網模式的實現
早期的北鬥指揮設備與下屬終端之間的從屬關系壹般是靜態綁定的，即在出廠時已經固化，不能由用戶任意動態調整。這對於地質工作中人員流動性大，從屬關系復雜的現狀是非常不利的。例如，福建省的地勘隊伍承擔了青藏高原的項目，其隸屬關系應該動態增加到青藏地區的野外工作站或大區中心等管理部門，以便為其提供更直接有效的安全保障與信息服務。
為了實現北鬥指揮從屬關系的動態綁定，本項目與北鬥設備廠商聯合攻關，對現有北鬥指揮機進行技術改造，實現了從原來基於北鬥卡的靜態從屬關系到目前基於北鬥指揮機硬件的動態綁定的技術突破，並開發了簡單易用的從屬關系設置軟件，為建立統壹靈活的地質調查北鬥組網架構奠定了基礎（圖6-13）。
圖6-11 北鬥衛星通信導航系統地質調查設備配置與組網關系圖
圖6-12 基於北鬥的數字地質調查軟件系統結點部署關系圖
圖6-13 動態設置指揮機下屬卡操作界面
四、中心結點北鬥數據庫建設
在地調局中心結點和其他分中心結點建立了北鬥監控數據庫，用於北鬥數據的監控、存儲和管理。北鬥信息數據庫模型如圖6-14所示。其中，大區信息表和省份信息表為字典表，定位信息表和通訊信息表是北鬥原始信息表，實時定位表和路線信息表則是在定位信息的基礎上的提取和組合，主要為了提高W EB 端定位信息實時顯示和路線追蹤顯示的效率。公告信息表和區域信息是服務信息表，主要為用於監控下屬的公告查詢和區域預警、區域地質和人文信息查詢提供服務。
截至2012年12月，地調局中心結點***建立北鬥監控人員信息186個，北鬥設備信息232個，交流短信16025條，北鬥定位記錄87923條，北鬥監控路線2446條（圖6.15）。
五、結點自治信息的自動同步機制
各級結點信息按照數據來源大致可以分為兩類：①北鬥監控獲取的信息：包括定位信息和交互通訊信息。②結點自治的信息：包括設備卡信息、單位信息、人員信息等。根據數據來源的不同，數據在結點之間的傳遞方式也不同。結點的北鬥監控信息是通過設備卡號動態綁定和指揮機的監控功能來實現，低級結點監控到的北鬥信息同時會被它的所有上級結點指揮機監控到，北鬥衛星作為了數據傳輸的空中鏈路；而結點自治的信息則由各結點自行維護。
為了實現上級結點對下級結點的有效管理，下級結點必須實時上報其結點自治信息。如西安中心的北鬥人員表有所變動，則地調局中心結點相應的人員信息也需變動。基於這點考慮，項目組依托地質調查信息網格平臺，以W eb服務的方式建立了各級結點自治信息自動上報的同步更新機制，保證了高級結點基礎信息的時效性。結點的同步機制通過逐級主動獲取的方式實現。在系統下級結點的W eb 服務器上部署對外提供數據服務的W eb接口，每個低級結點只對其上壹層結點提供服務，而不對更高級別的結點提供服務，因此在服務接口中添加IP地址限制，確保只有指定的上級結點能夠獲取提供的數據服務，增加數據的安全性。在上級結點的W eb服務器上部署數據自動獲取更新程序，通過調用下壹級結點的數據服務接口獲取下級結點的自治信息，並根據信息的關鍵字段更新、維護數據庫中的相關記錄，保證結點不同級別之間的自治信息的同步，如圖6-16所示。
圖6-14 北鬥信息數據庫模型圖
圖6-15 中心結點全部短信內容查詢
圖6-16 結點自治信息同步示意圖
六、組網體系建設情況
基於北鬥衛星技術的地質調查組網模式與系統軟件自2011年3月起推廣應用，首批示範結點重點部署在中國無人區或艱險地區分布較廣的西北、東北和西南地區。
截至2012年底，已完成地調局中心結點、西安地質調查中心、成都地質調查中心、沈陽地調中心、青海省地調院、西藏地調院、雲南省地調院、四川省地調院、新疆地調院、中國地質大學（武漢）地調院等示範結點建設。建成中心級結點4個，省級分結點7個和項目級結點2個。***計部署中心式北鬥指揮機4臺，普通式北鬥指揮機12臺，北鬥定位通訊終端200余臺，並開展了相關技術培訓，培訓人員約900人次，取得了良好的應用效果。