（福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福州 350007）

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為“一帶一路”保駕護(hù)航

■張詩永

（福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福州 350007）

近年來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入快速發(fā)展時期，2014年該系統(tǒng)已獲得國際海事組織的認(rèn)可。通過介紹北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能，提出該系統(tǒng)在國家“一帶一路”戰(zhàn)略中為祖國的領(lǐng)空和海洋、海上絲綢之路、高鐵走出國門、智能道路交通管理等保駕護(hù)航。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用將具有廣闊的前景。

國家戰(zhàn)略 北斗衛(wèi)星 定位導(dǎo)航

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng) (GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認(rèn)定的供應(yīng)商。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全面應(yīng)用避免了我國受制于美國全球定位系統(tǒng) (GPS)的不利因素，為習(xí)總書記提出的建設(shè)“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想保駕護(hù)航。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段衛(wèi)星星座、地面運(yùn)行與控制系統(tǒng)和用戶終端三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段衛(wèi)星星座由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。從2015年3月首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射，至2015年7月再次發(fā)射2顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，至今已成功發(fā)射19顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已由區(qū)域運(yùn)行向全球拓展。目前，“北斗”系統(tǒng)已覆蓋亞太大部分地區(qū)，基本覆蓋“一帶一路”沿線及周邊國家，可為其提供基于“北斗”系統(tǒng)的海上運(yùn)輸、陸路跨境運(yùn)輸、地理測繪、漁業(yè)管理、口岸清關(guān)、氣象預(yù)報等多個領(lǐng)域的應(yīng)用解決方案，服務(wù)周邊國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正逐步進(jìn)入國際民航 (ICAO)、國際海事 (IMO)、移動通訊(3GPP)等國際組織，已被國際海事組織接納認(rèn)可為全球第三個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2020年前后將建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)功能

(1)短報文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息?？梢赃_(dá)到一次傳送達(dá)120個漢字的信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價值。

(2)精密授時：北斗系統(tǒng)具有精密授時功能，可向用戶提供10ns-100ns時間同步精度。

(3)定位精度：系統(tǒng)服務(wù)性能滿足10米指標(biāo)要求，在東南亞等低緯度地區(qū)的定位精度可達(dá)到5米。

(4)系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：540000戶/小時。

3 系統(tǒng)為 “一帶一路”保駕護(hù)航

3.1 捍衛(wèi)國家的領(lǐng)空和海洋

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為“一帶一路”保衛(wèi)國家的領(lǐng)空和海洋保駕護(hù)航。如：運(yùn)動目標(biāo)的定位導(dǎo)航；為縮短反應(yīng)時間的武器載具發(fā)射位置的快速定位；人員搜救、水上排雷的定位需求等。這項作用在軍事上，意味著可主動進(jìn)行飛機(jī)、艦船和各級部隊的定位，也就是說飛機(jī)、艦船各級部隊配備北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，除了可供自身定位導(dǎo)航外，高層指揮部也可隨時通過“北斗”系統(tǒng)掌握飛機(jī)、艦船和部隊位置，并傳遞相關(guān)命令，對任務(wù)的執(zhí)行有相當(dāng)大的助益。

3.2 為海上絲綢之路保駕護(hù)航

21世紀(jì)海上絲綢之路重點方向是從中國沿海港口過南海到印度洋，延伸至歐洲；從中國沿海港口過南海到南太平洋。海運(yùn)和水運(yùn)是全世界最廣泛的運(yùn)輸方式之一，也是衛(wèi)星導(dǎo)航最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一?！氨倍贰毕到y(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用是從海洋船舶開始的，圍繞建設(shè)“一帶一路”發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為我國的重要工作之一。在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，使海上和水路運(yùn)輸更為高效和安全。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導(dǎo)航定位和安全保障。同時，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短報文通信功能將支持各種新型服務(wù)的開發(fā)。利用定位功能和短報文通信功能，實現(xiàn)對船舶的船位監(jiān)控、導(dǎo)航定位、信息化管理，并為船舶提供便捷、低成本的衛(wèi)星通訊功能，是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在船舶上的典型應(yīng)用。北斗船載終端能夠按照規(guī)定的時間要求，或者航速航向變化情況，進(jìn)行動態(tài)位置數(shù)據(jù)采集，并按照設(shè)定的時間間隔、距離間隔或時刻點，自動發(fā)送位置信息。定位是船舶監(jiān)控管理的基礎(chǔ)，北斗船載終端還能實現(xiàn)緊急報警和區(qū)域報警功能，為船舶提供禁漁區(qū)報警和他國水域越界報警。當(dāng)漁船在海上遇險時，漁船上的衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)將向監(jiān)控中心發(fā)送遇險報告，監(jiān)控中心根據(jù)衛(wèi)星定位確定距離遇險漁船最近的船只，并與之取得聯(lián)系，大大提高了遇險漁民的獲救率。

3.3 為高鐵走出國門保駕護(hù)航

絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶重點暢通中國經(jīng)中亞、俄羅斯至歐洲 (波羅的海)；中國經(jīng)中亞、西亞至波斯灣、地中海；中國至東南亞、南亞、印度洋。2015年6月18日，中國中鐵股份有限公司旗下公司簽下了高速鐵路莫斯科—喀山段工程勘測、區(qū)域土地測量設(shè)計作業(yè)合同。這標(biāo)志著中俄高鐵合作項目向前邁出了實質(zhì)性一步，也實現(xiàn)了中國高鐵技術(shù)走出國門的新突破。2015年5月，國家主席習(xí)近平訪問俄羅斯期間，中俄雙方簽署了共同使用北斗系統(tǒng)與格洛納斯系統(tǒng)數(shù)據(jù)的聲明。高速鐵路建設(shè)和運(yùn)營中的線路勘測、運(yùn)營安全檢測對定位精度的要求越來越高?！芭c傳統(tǒng)測量方式相比，衛(wèi)星導(dǎo)航定位無論在人力、物力還是財力的投入上都事半功倍。”“北斗”的全面應(yīng)用還將避免我國在高鐵建設(shè)中受制于美國GPS的不利因素。

目前，我國正在將北斗定位系統(tǒng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，構(gòu)建在室內(nèi)外都能利用“北斗”系統(tǒng)進(jìn)行高精度定位。鐵路系統(tǒng)將是衛(wèi)星導(dǎo)航及其與通信、網(wǎng)絡(luò)融合的重要受益者，隧道、站臺等地點因遮擋而無法使用衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的問題將得到解決。同時，“北斗”也將在鐵路線指揮與控制系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、主干線信號系統(tǒng)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

3.4 為智能道路交通管理保駕護(hù)航

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將促進(jìn)傳統(tǒng)運(yùn)輸方式實現(xiàn)升級與轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)道路交通管理智能化。衛(wèi)星導(dǎo)航將有利于減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，車輛的位置信息就能在幾秒鐘內(nèi)自動轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。這些位置信息可用于道路交通管理。例如，在城市公共交通運(yùn)輸領(lǐng)域，通過車輛安裝衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，可實時了解車行駛位置、行駛速度，降低運(yùn)輸成本，有效提高運(yùn)輸效率。將北斗衛(wèi)星定位測量技術(shù)應(yīng)用于公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在安全問題并進(jìn)行預(yù)警，確保公路運(yùn)輸安全。未來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將提供高可靠、高精度的定位、測速、授時服務(wù)，促進(jìn)道路交通管理現(xiàn)代化，實現(xiàn)傳統(tǒng)調(diào)度向智能交通管理轉(zhuǎn)型。

3.5 氣象應(yīng)用

在氣象行業(yè)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于氣象觀測、災(zāi)害監(jiān)測和氣象信息的收集與發(fā)布，包括大氣風(fēng)向風(fēng)速、水汽含量、海風(fēng)海浪、雷電觀測和預(yù)警等，極大提升氣象觀測、預(yù)報和災(zāi)害預(yù)警發(fā)布水平，增強(qiáng)氣象領(lǐng)域防災(zāi)減災(zāi)能力。

4 結(jié)束語

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速發(fā)展，得益于中國綜合國力的提升和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。國家鼓勵運(yùn)用衛(wèi)星導(dǎo)航新技術(shù)，不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多樣化需求。積極推動國際交流與合作，實現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作，為全球用戶提供高性能、高可靠的定位,導(dǎo)航與授時服務(wù)。“一帶一路”建設(shè)給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)帶來了重要發(fā)展機(jī)遇，同時，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也能為更好地推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)保駕護(hù)航。作為一個大國，我們必須擁有一個自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這就是北斗！它既是中國的北斗，也將是世界的北斗！