為確保向示範單位提供完善實用的軟硬件產品，全面測試北鬥相關技術指標和性能，項目組采取邊開發邊測試的方式，在全國範圍內選擇有代表性的地區進行測試。根據測試結論，及時完善系統，總結北鬥技術在地質調查中的應用技巧，規範應用流程。
測試場景1:廈門市城市街道(圖6-32)
測試內容:①北鬥在低緯度的通信情況和植被發育情況；②北鬥在城市街道的通信成功率；③北鬥藍牙終端與PDA的連接穩定性；④車載北鬥藍牙模塊的通信。
測試流程:沿著城市的主要街道，首先選擇植被發育的地方進行測試:測試壹段時間後，乘坐公交車，將北鬥模塊放置在車頭，模塊朝向車頭。在此期間，保持北鬥藍牙模塊與PDA連接，並提交位置。
圖6-32北鬥應用測試場景1
測試結果:北鬥信息傳輸成功率為78%，模塊成功反饋率為92%。
結果分析:①在植被茂盛實現全覆蓋的地區，北鬥的信號強度相對較弱，發送短信的成功率相對較低，壹般在70%左右。②模塊的方向應保持在南方。方位在西北、東北、北方向時，北鬥的信號強度較弱。③城市高層建築在用戶處於南方時對北鬥信號有明顯的屏蔽作用。④北鬥藍牙模塊與PDA的藍牙連接穩定，無斷線現象，能滿足野外短距離拆分作業的需要。
測試場景2:西藏阿裏地區，高原無人區(圖6-33)。
測試內容:①北鬥設備在高海拔地區的適應性；(2)車輛高速行駛時的位置提交成功率；③設備的續航能力。
測試流程:選擇西藏阿裏地區典型地貌進行人工操作測試，騎行時將北鬥模塊放在窗口位置，持續報告位置。考試持續4天。
圖6-33北鬥應用測試場景2
測試結論:①高海拔對北鬥設備性能影響不大。②在高海拔地區，因為沒有遮擋，信號強度比市區要好，北鬥定位通信成功率比較高，信號好的時候成功率可以達到92%。③車輛以100km/h的速度行駛時，對北鬥信號無明顯影響，但車輛行駛方向對其影響較大。在南方開車，信號好壹些，在北方就差壹些。④北鬥設備續航能力較好，可以滿足全天野外工作的需要。
測試場景3:黑龍江大興安嶺森林覆蓋區(圖6-34)
測試內容:北鬥在低緯度森林覆蓋地區的適用性
測試過程:2065438+2002年7月，項目組在大興安嶺地區進行測試，測試藍牙北鬥通信定位終端在森林覆蓋地區的信號強度和應用模式。
圖6-34北鬥應用測試場景3
測試結論:森林覆蓋率對北鬥模塊信號強度有影響。當覆蓋嚴重時，北鬥定位的信號強度較弱，我們可以通過GPS定位獲取位置信息，然後通過北鬥通信發送短信將位置信息發送給住戶。
二、應用示範
自2011年初推廣以來，項目組根據北鬥技術和地質調查的特點，在西南、西北、東北等困難地區選擇了數十個野外項目組進行示範應用。參與單位包括Xi安大地測量中心、沈陽大地測量中心和成都大地測量中心。7個省級地質調查院:西藏地質調查院、青海地質調查院、新疆地質調查院、四川地質調查院、雲南地質調查院、黑龍江地質調查院、內蒙古地質調查院；以及青海東昆侖地區1: 5萬測繪項目和大興安嶺地區1: 25萬測繪項目兩個示範區。
各單位選擇具有典型工作環境的野外項目進行示範應用，* * *涉及27個野外工作項目。它們是:
1)雲南1 ∶ 5萬師宗縣、瀘西縣、隆德、舍得區域調整；
2)班公湖-怒江成礦帶礦產資源遙感地質調查(西藏地質調查院)；
3)大渡河流域重點區域GPS監控；
4)青海省門源縣青石嘴地區礦產遠景調查示範項目；
5)青海省門源縣青石嘴地區礦產遠景調查示範項目:1: 25萬巴什庫爾幹幅(J46C001001)、茫崖鎮幅(J46C002001)區域地質調查(修編)項目；
6)青海省玉樹州地質災害詳查；
7)內蒙古莫力達瓦旗庫魯齊地區礦產遠景調查；
8)遼寧省鳳城市雙嶺子地區礦產遠景調查；
9)內蒙古莫力達瓦旗巴彥傑地區礦產遠景調查；
10)本溪縣(K51E017017)、草河掌(K51E018017)、田師傅(K565438)
11)青海省格爾木市昆侖河地區礦產遠景調查；
12)青海省格爾木市拉嶺火爐中遊銅多金屬礦床預調查；
13)西昆侖成礦帶礦產資源綜合遙感調查；
14) 1: 25萬景洪、瀾滄、猛海、猛臘(國內)地區；
15) 1: 5萬半坡、大山、劉謙、芒棒街、埡口街、芳官地區調整；
16)新疆1 ∶ 5萬富蘊縣卡蘭-查庫爾特地區4個區域調查；
17)新疆哈密市幅、雅滿蘇鎮幅1 ∶ 25萬區域化探；
18)黑龍江楊舒村、木河屯左虎灘公社嫩北農場四隊區域地質礦產調查1 ∶ 5萬；
19)西藏1: 5萬拉果措地區(144E024024，I45E024001，H44E001024，H45E001) 4件。
20)班公湖-怒江成礦帶礦產資源遙感地質調查；
21) 1 ∶ 50000西藏土布加、努瑪、年木、連片區域地質調查；
22)班公湖-怒江成礦帶礦產資源遙感地質調查(四川省地質調查院)；
23)內蒙古1:50000巴潤包格拉等五個區域調查；
24)內蒙古吳棟旗阿拉坦鶴立地區礦產遠景調查；
25)內蒙古滿洲裏-紮賚諾爾地區礦產遠景調查；
26)青海東昆侖1: 5萬(J46E024013，J46E024014，I46E001013，I46E01065438，I46E008)。
27)黑龍江省1 ∶ 25萬開庫康、塔河縣、新街基面調整測量。
圖6-35至圖6-38顯示了壹些示範項目的工作場景和系統截圖。
圖6-35“黑龍江1 ∶ 5萬嫩北農場四隊等4個區域調查”外業現場
圖6-36“雲南1: 5萬師宗縣、瀘西縣、隆德、舍得地區調整”項目論證
圖6-37 DGS info系統對羌塘盆地及周邊重點盆地野外站的實時監測。
三、典型案例
2011年8月，項目組在東昆侖(青海省格爾木市西南200 km，海拔4600m)進行了北鬥系統部署和1∶50000區域調度項目應用示範。野外項目組專門選擇海拔高(5000m以上)、工作環境惡劣的野外路線進行系統應用測試，野外路線全部配備北鬥移動終端，探索北鬥系統在艱苦危險環境下的應用模式。
圖6-38西藏阿裏野外路線追蹤
1.現場救援支持
某日線路工作結束返回駐地途中，野外地質隊員發生機械故障，隨行隊員通過北鬥終端及時與駐地取得聯系。車站接到現場隊員救援信息後，根據現場隊員發回的事故車輛位置和車輛故障原因，立即派車攜帶相關維修設備進行救援，及時解決了問題(圖6-39)。車輛故障和人身傷害是野外地質工作中常見的問題。以往如果遇到類似突發事件，由於野外路線組無法與駐地取得聯系，只能被動等待救援，或者部分隊員按照出發前的原路線返回駐地求助，對地質隊員的人身安全造成威脅。即使駐地根據時間推斷現場隊遇到緊急情況，由於無法準確定位事故現場，了解事故原因，只能按照出發前的原路線派出大量人員和車輛進行救援，相當盲目，往往偏離實際事故現場。很多時候，野外地質師可能需要在野外寒冷的天氣裏度過壹個晚上，光榮地成為“領隊”。北鬥系統改變了傳統的野外救援模式，從被動到主動，從盲目實施到精確定位，形成鮮明對比，可以有效避免壹些安全事故的發生。
圖6.39通過北鬥終端與駐地聯系。
2.現場工作指導和溝通
示範工作中，野外工作組利用數字測圖系統結合藍牙北鬥終端，實時自動向駐地報告位置，並通過短信與相鄰項目組互通短信；壹次，駐場老師通過駐場監控指揮系統根據實時行進路線判斷相鄰兩個場組之間的路線間隔過近，其中壹個場組偏離了原定路線，並通過短信通知該場組及時關註和修正行進路線，避免了相鄰場組之間因路線過近和觀測到的地質現象相似而造成野外工作的重復和浪費。同時，駐場老師根據野外工作人員提交的當前位置，就壹些野外工作內容、典型野外地質現象、註意事項等對野外隊伍進行指導，有利於壹些典型地質現象和巖體的發現(圖6-40)。然而，在以往的工作中，由於現場小組之間以及現場小組與駐地之間缺乏溝通手段，當現場小組發現壹些典型現象時，無法得到有效的指導。
圖6-40使用北鬥的駐地和現場人員之間的實時通信。
四、應用模式總結
在示範應用過程中，項目組與野外工作人員密切配合，大膽探索，註重總結北鬥技術的使用模式和技巧，逐步形成了壹套成熟有效的北鬥應用方法，編寫了《數字化野外地質工作管理與服務技術指南》，促進了北鬥與地質工作的融合。
下面列舉北鬥在地質調查中應用的主要模式和方法。
1.促進業務溝通，提高工作效率。
利用北鬥的短報文功能，地質隊員可以方便地與附近人員或臺站聯系，促進業務交流，有效提高工作效率。尤其是區域調度工作，相鄰線路相隔幾公裏或十幾公裏，地質現象之間有壹定的相關性。以前，沒有通訊工具，地質隊員要獨立作戰，要等到路線工作完成後回到駐地才能互相通訊。沒有經驗的團隊在遇到難以識別的地質現象時，無法在第壹時間咨詢其他同事，錯過了解決問題的最佳時機。現在，借助北鬥，地質隊員可以隨時隨地交流觀測到的地質現象和工作進展，這使得在野外進行綜合分析成為可能，實際上擴大了路線的觀測範圍，有助於形成正確的認識。此外，野外人員可以通過北鬥短信向站內發送疑難問題，然後站內專家進行咨詢，實時指導野外工作，保證數據采集質量。
2.建立日常溝通，確保人員安全。
與衛星電話或對講機不同，北鬥終端設備具有價格相對低廉、通信距離不受限制、操作簡單、可及性強等特點。它可以裝備在每個地質隊員的手中，成為野外地質工作的日常通訊工具。建立常規的溝通渠道是保障現場安全的前提和關鍵。如遇危險，現場人員可使用北鬥設備向附近航線或車站發送求救信號，附近選手或車站可及時組織救援。同時，緊急短信會被上級指揮節點監控，自動通過手機短信通知安全員，然後安全員迅速向相關領導或機構匯報。發生重大安全事故，場站不能自行解決的，上級管理部門可調度外部力量實施救援。
北鬥帶來的安全保障主要體現在降低危險事件發生的概率。以往野外安全事故頻發，後果大多嚴重。主要原因是信息不暢，救援不及時，甚至無法確認事故人員的位置，錯過了最佳救援時機。現在，利用北鬥的位置報告機制，駐地和上級指揮節點可以實時了解現場人員的工作情況，掌握他們的行進軌跡。如果現場人員遇險求助，可以第壹時間趕到事故現場進行救援；即使現場人員遇到緊急情況來不及求救，駐地也能發現隊伍長時間不在等異常情況，還能沿其路線進行搜救。
3.方便與外界的聯系和人文關懷。
對於無人區的地質隊員來說，野外工作的開始意味著與外界聯系的中斷，意味著與家人的團聚。緊張而辛苦的工作之後，如果能和家人說說話，哪怕只有幾條短信，對地質隊員來說都是極大的支持和鼓勵。北鬥的指揮功能和手機短信的結合，為地質隊員實現了這個願望。通過這個功能，地質隊的北鬥終端就變成了手機。雖然沒有通話功能，但可以通過短信與全國各地的手機網絡溝通，可以隨時聯系親友，充分體現了地質工作管理的人文關懷。
4.實時的情況監控有利於管理和調度。
利用DGSInfo和GSIGrid野外地質調查管理服務和保障系統，項目經理無論在野外站還是指揮中心，都可以實時監控野外工作情況，掌握每個地質隊員的路線軌跡和通訊內容。在野外站，項目負責人可以根據監測到的野外隊的路線軌跡和短信內容進行綜合分析，指導野外隊的工作，及時糾正理解上的錯誤，保證工作質量；在指揮中心，項目經理可以通過北鬥短信聯系現場項目負責人，傳達最新通知，督促項目進度，達到指揮調度的目的。
5.擴大傳播優勢，提供特色服務。
北鬥的通信功能在城市和無人區之間架起了壹座橋梁。指揮中心可以對豐富的信息資源進行簡化壓縮，然後通過北鬥短信推送給現場人員，為他們提供特色信息服務。
目前，系統實現的特色服務包括單位公告信息查詢、近期用戶查詢、區域預警以及地質、地理、人文等背景信息查詢等。
1)單位公告信息查詢。指揮節點可將單位重要信息簡化後放在服務器上，無人區項目組可通過北鬥設備查詢公告，了解單位最新動態，及時掌握漲薪、評職稱等重要信息。
2)最近的用戶查詢。如果現場人員在正常工作或緊急情況下需要查找附近的北鬥用戶，可以向服務器發送“最近用戶查詢”的命令，服務器會根據所有用戶的最新定位數據計算出離用戶最近的幾個節點，然後將這些節點的通信地址以短信的形式返回給用戶。
3)區域預警和背景信息查詢。開展野外工作前，首先對目標區域進行調查，收集整理其重點區域的地質、地理、人文、危險因素等背景。最後將北鬥的短報文進行簡化並存儲在數據庫中，形成壹套區域預警和背景信息數據庫，以便地質人員首次進入目標區域時提供豐富的背景信息查詢服務，為野外工作提供必要的提示和預警。
圖6-41為東北內蒙古巴彥街建立的預警預案數據庫；圖6-42給出了該區域野外工程安全預警區域圖。
圖6-41計劃庫數據表截圖
野外人員只需向中心指揮員發送壹條獲取安全信息的消息，就可以了解到區域內的風險、規避方法和應急處理措施，大大提高了野外地質工作的安全系數，為壹線工作人員安全工作提供了前提，也是地質調查野外安全工作的壹次創新。
圖6-42內蒙古巴彥街地區野外工程安全預警區域圖