于海俠

【摘要】北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)的定位系統(tǒng)，為本國及相鄰國家提供定位﹑導航和授時服務。該系統(tǒng)的建立使我們擺脫了對GPS及其他定位系統(tǒng)的依賴，維護了國家的安全，體現(xiàn)了國家實力。它的快速發(fā)展不僅可以促進國家的經(jīng)濟建設(shè)，也提高了中國在世界的地位。本文就北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展和應用做了簡單的概述。

【關(guān)鍵詞】北斗衛(wèi)星導航;發(fā)展意義

引言

在一個快速發(fā)展的信息社會，導航定位系統(tǒng)在軍事，民用各方面都起著至關(guān)重要的作用，它作為強國的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是未來發(fā)展的必然趨勢。美國﹑俄羅斯﹑歐洲相繼建立和發(fā)展了自己定位導航系統(tǒng)，中國也不甘落后，成為發(fā)展導航系統(tǒng)的后起之秀，成功建立了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)的發(fā)展和應用不僅對其他定位導航系統(tǒng)產(chǎn)生了強有力的競爭，更重要是使中國在世界提高了地位，有著重要的戰(zhàn)略意義。

1.北斗衛(wèi)星技術(shù)的概述

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，成功建立和應用了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，標志著中國成擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家?！氨倍贰毙l(wèi)星導航系統(tǒng)包括35顆衛(wèi)星，其中包括27顆中高度圓軌道衛(wèi)星，5顆地球靜止軌道衛(wèi)星，3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星。它們能提供持續(xù)而實時的被動三維地理空間定位和速度測算。它由三部分組成，分別是空間端，地面端和用戶段組成。

2.各大定位系統(tǒng)的發(fā)展與比較

2.1 美國GPS全球定位系統(tǒng)

GPS是美國開發(fā)和應用的定位導航系統(tǒng)。20世紀70年代的新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它以實時﹑精確和全球性的服務為特點，主要為陸?？仗峁┓眨梢运鸭閳螬p緊急通訊和各點檢測等。經(jīng)過20多年的發(fā)展和應用，到1994年，美國的GPS覆蓋已經(jīng)達到98%，這表明美國在世界上占有絕對的優(yōu)勢和主動權(quán)。GPS發(fā)射的信號有精碼和粗碼之分，精碼的定位信息精度高于粗碼，主要用于本國或盟國的軍事的保密碼。粗碼供全世界使用，不限制用戶數(shù)量。

2.2 俄羅斯格洛納斯定位系統(tǒng)

格洛納斯GLONASS”是俄羅斯的定位導航系統(tǒng)，開始于70年代中期。到21世紀初期格洛納斯隨著俄羅斯經(jīng)濟好轉(zhuǎn)快速發(fā)展，更新了定位系統(tǒng)，于2011年1月在全球正式運行。格洛納斯系統(tǒng)使用頻分多址（FDMA）的方式，每顆格洛納斯衛(wèi)星廣播兩種信號，L1和L2信號，很大程度上提高了它的定位精度。系統(tǒng)提供全球?qū)Ш胶投〞r服務，用戶不受數(shù)量限制的免費試用。

2.3 歐洲的“伽利略”系統(tǒng)

歐洲“伽利略”系統(tǒng)為了擺脫對美國GPS系統(tǒng)的依賴，于1999年合作啟動了“伽利略”項目。它的系統(tǒng)具有定位﹑導航﹑授時服務，并有救援與搜索等特殊服務。伽利略系統(tǒng)是世界上第一個基于民用的，用戶可以用多制式接收機來獲得更多信號，使導航定位精度大大提高。

2.4 中國的北斗導航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年，中國建成北斗導航試驗系統(tǒng)，并于2011年12月開始向中國及周邊地區(qū)提供服務。它由30顆非精致軌道衛(wèi)星和5顆靜止軌道衛(wèi)星組成，為用戶提供免費的導航、定位、授時服務。

綜上所述，全球的4大定位導航系統(tǒng)，都由三部分組成，分別是用戶端﹑地面端和空間端。用戶端是用戶裝置部分，由各種定位接收模塊與衛(wèi)星天線組成的，也是用戶進行數(shù)據(jù)接收﹑分析及傳送相關(guān)定位數(shù)據(jù)的終端。地面端是由一個主控制站﹑幾個監(jiān)測站﹑天線和通訊系統(tǒng)組成的，他們負責對每一顆衛(wèi)星進行監(jiān)視、跟蹤、遙測及控制?？臻g端是由靜止衛(wèi)星和非靜止衛(wèi)星組成，每個定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量稍有不同，他們負責發(fā)射一定頻率的無線電信號供定位模塊接收數(shù)據(jù)使用。

每個定位導航系統(tǒng)都提供定位、導航和授時服務，為本國及全球用戶提供免費服務。它們每個有各自的優(yōu)勢，GPS為美國研發(fā)，現(xiàn)在它的應用已經(jīng)覆蓋全球絕大部分的用戶，在定位系統(tǒng)之中占有絕對的優(yōu)勢;格洛納斯系統(tǒng)使用頻分多址（FDMA）的方式，抗干擾能力很強;伽利略系統(tǒng)是世界上第一個基于民用的，定位精度能達到1米，是現(xiàn)有導航系統(tǒng)中精度最高的;而中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有定位和通訊雙功能，用戶不但可以知道自己的位置，還可以告訴別人自己位置。

隨著市場的快速發(fā)展，每個定位導航系統(tǒng)將形成互相競爭的局面，他們的互補和相互制約也會為每個用戶提供更精確穩(wěn)定的定位信號，將有利于用戶脫離依賴性而進行選擇，也使導航系統(tǒng)能夠快速健康的發(fā)展。

3.發(fā)展北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的意義

北斗導航系統(tǒng)不僅在軍事上產(chǎn)生重要的意義，而且在民生中的發(fā)展也起到了不容忽視的地位，像交通運輸，林漁業(yè)，電信，測繪，氣象等方面都產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟價值。

3.1 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)軍事上的應用

建立獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是避免在戰(zhàn)爭中依賴于人，是保證國家安全的根本命脈。當今被全國廣泛以來和使用的定位導航系統(tǒng)為美國的GPS，如果國家與美國產(chǎn)生沖突，美國可以控制GPS對該國進行信號屏蔽，緊急情況甚至關(guān)閉服務，使其戰(zhàn)爭武器就成了擺設(shè)而無法發(fā)揮效能，這對國家的軍事戰(zhàn)爭具有極大的不利影響。所以發(fā)展自己的導航定位系統(tǒng)是具有重大的戰(zhàn)略意義。

3.2 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在交通運輸行業(yè)的應用

交通運輸部為了適應社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，正在開展重點運輸過程車輛監(jiān)控管理、服務示范系統(tǒng)工程，可以重點解決“兩客一危”車輛的監(jiān)管和服務。在幾個示范城市，交通部已經(jīng)通知80%的危險品運輸車輛，旅游車大客車都要安裝北斗導航系統(tǒng)的車載終端?；诒倍废到y(tǒng)的車載終端，可以實時定位和監(jiān)控車輛位置，通過無線移動傳輸技術(shù)和車輛進行信息交換實現(xiàn)互動，進行車輛遠程監(jiān)控與調(diào)度指揮，便于部門或公司的管理與控制。這些應用不但可以提高車輛行業(yè)的管理水平，也能使運輸信息化建設(shè)快速發(fā)展，為我國的經(jīng)濟發(fā)展做出重要貢獻。

3.3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)﹑林業(yè)﹑漁業(yè)中的應用

在社會經(jīng)濟的快速發(fā)展中，北斗終端在農(nóng)業(yè)﹑林業(yè)﹑漁業(yè)中的作用也顯得尤為重要。

北斗終端可以裝在農(nóng)業(yè)機械上，實現(xiàn)對農(nóng)田的定位耕作，體現(xiàn)了現(xiàn)代高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用，便于人們對田地的統(tǒng)一開發(fā)和管理。

在林業(yè)中，森林資源的保護和開發(fā)利用也對經(jīng)濟的發(fā)展起到積極的作用，因此管理者及時掌握森林資源的動態(tài)變化而做出相應的正確決策就顯得更為重要。北斗導航系統(tǒng)也是林業(yè)工作者在林叢中考察工作時，利用它進行定位，辨別方向的新型工具。而且北斗導航系統(tǒng)可以測定森林的分布區(qū)域，進行樣地精確勘測，面積求算和制圖。這樣既能減少大量人力物力，更有效的提高森林業(yè)的管理水平。而且在森林火災預警，火災定位，救援中，北斗定位導航系統(tǒng)也起到無法替代的重要作用。

在漁業(yè)方面，北斗導航系統(tǒng)不僅可以幫漁民尋找魚群，還能在海況不好的情況，及時對漁船進行通告要求撤回，保證他們的海上安全作業(yè)。中國漁政還建立了“海洋漁業(yè)綜合信息服務系統(tǒng)”管理平臺，它是基于北斗定位系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)對出海漁船的實時監(jiān)控、定位導航、合理調(diào)度和應急救援等。

3.4 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在氣象﹑大自然災害中的應用

中國氣象局為了提高了國家氣象監(jiān)測水平，提高預警能力，降低自然災害，也積極組織開展研發(fā)基于北斗導航系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的實時采集分析，并把精確的數(shù)據(jù)提供給氣象部門使用。

北斗導航系統(tǒng)在自然災害中起到了搶險救災生命線的重要作用。例如在重大地震災難中，可能所有的通訊系統(tǒng)都將被破壞，只有衛(wèi)星導航系統(tǒng)不受影響，盡大可能縮短時間對災害的位置上報到指揮部，對營救時間，減少損失的強險救災起到至關(guān)重要作用。

發(fā)現(xiàn)和預測地震的重要手段之一是地球板塊運動監(jiān)測的檢測。在未來發(fā)展中，北斗導航系統(tǒng)可能會參加地球板塊的運動檢測，這在地震災害預測中是一個重要的發(fā)展突破。

3.5 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在工程的應用

隨著科技的快速發(fā)展，北斗導航定位技術(shù)在工程機械和施工中的應用也越來越廣泛。各種工程機可以通過定位實現(xiàn)3D控制技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的施工方法，減少了大量人工測量和數(shù)據(jù)誤差，使工程行業(yè)產(chǎn)生了革命性的突破，增加的系統(tǒng)的可靠性和安全性。而且基于北斗導航系統(tǒng)的儀器也可以對高樓﹑橋梁等工程在施工中進行實時﹑嚴密的監(jiān)控，有利于工程的順利進行，也保證了人身安全。

除此之外，北斗導航系統(tǒng)還可以應用在個人定位，金融等其他方面。由此看來，北斗導航定位系統(tǒng)已經(jīng)無時無刻在我們身邊，已經(jīng)融入到我們的生活之中。

4.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的未來

近幾年，隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)快速發(fā)展并在各個領(lǐng)域積極推廣使用，使人們更清楚的認識和了解我國自己研發(fā)的定位系統(tǒng)。據(jù)粗略統(tǒng)計，2012年我國衛(wèi)星導航和相關(guān)位置服務產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過810億元，為國家的經(jīng)濟發(fā)展貢獻重要的力量。有人預測，到2015年產(chǎn)值可能達到2千億元，2020年將達到4千億元，用戶擁有的各種定位終端也會突破10億臺。那時候，我國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)應用規(guī)模會大幅度提升，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的相關(guān)終端發(fā)展是突飛猛進，不僅會給我國帶來巨大的經(jīng)濟價值，也會在國際市場上有更強的競爭力，更重要的是能使我國在世界的地位有重要的突破和提高?！?/p>

5.結(jié)束語

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建立和使用，擺脫了我國對GPS的依賴，打破了發(fā)達國家壟斷衛(wèi)星導航定位技術(shù)的局面，增強了我國的武器效能，維護著國家安全，重要的是可以直接體現(xiàn)我國的技術(shù)實力和綜合國力。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的廣泛應用，是我國信息化建設(shè)的重要里程碑，標志著我國在自主可控的衛(wèi)星導航系統(tǒng)中邁出了一大步，不僅對中國，對世界也是意義重大，影響深遠。

參考文獻

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