北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用

夏禹

（安徽省人民防空指揮信息保障中心 安徽省合肥市 230022）

新時期，社會在發(fā)展，時代在進(jìn)步，我國的科學(xué)技術(shù)也應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，積極尋找新的突破，以便滿足社會的發(fā)展，時代的需求。就以北斗衛(wèi)星系統(tǒng)為例，其無論是對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還是國防實(shí)力的增強(qiáng)來說，都具有著十分重要的有意義。特別是在我國航天事業(yè)飛速發(fā)展之下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更是被人們提出了更高的要求。在這樣的背景下，相關(guān)科研人員必須要不斷加大對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究力度。只有這樣，才能有力的支撐我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，從而更好的造福于民，造福于社會。出于這樣的考慮，本文就北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究，具有一定的客觀實(shí)在性和時代緊迫感。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述

眾所周知，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由我國自主研發(fā)并建立的一個區(qū)域性的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。從現(xiàn)階段來看，該系統(tǒng)取得了十分顯著的成效，并在其他國家得以廣泛的應(yīng)用。北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)有著非常復(fù)雜的組成結(jié)構(gòu)[1]。主要包括有兩顆工作衛(wèi)星、北斗定位衛(wèi)星、備用衛(wèi)星、北斗用戶終端以及地面控制中心等。定位精度高、全天候服務(wù)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，北北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的功能愈發(fā)完善[2]。比如，初代的北斗一號，僅具備通信、授時、定位這幾個功能。但到北斗二號系統(tǒng)，其功能基本上已經(jīng)與GPS 相同，不僅功能齊全，操作起來也較為方便，現(xiàn)已被應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域之中。

研制北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的主要目的在于，確保系統(tǒng)自主型、獨(dú)立性的同時，將更加穩(wěn)定的服務(wù)提供給用戶。加大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究力度，有利于提升我國的科技水平，更有利于促進(jìn)航天事業(yè)、通訊事業(yè)以及國防建設(shè)的發(fā)展，從而使科技發(fā)展水平能夠與高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)?？偠灾?，衛(wèi)星導(dǎo)航建設(shè)是一件利國利民的好事，不僅能夠推動社會進(jìn)步，還能便利人們的生活與工作。另外，在北斗星系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化過程中，光注重系統(tǒng)的開放性和兼容性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性予以必要的重視[3]。只有這樣，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)才能在實(shí)際應(yīng)用的過程中，更好的發(fā)揮作用，為社會的穩(wěn)定和諧、國家的繁榮富強(qiáng)作出更大的貢獻(xiàn)。

2 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展

2.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)原則

為使北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的使用壽命得以延長，并降低系統(tǒng)后期維護(hù)和建設(shè)的難度，在進(jìn)行此系統(tǒng)建設(shè)的時候，應(yīng)對“從區(qū)域化服務(wù)轉(zhuǎn)變到服務(wù)于全球”的建設(shè)原則予以嚴(yán)格遵循。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)有著非常漫長的建設(shè)周期，因?yàn)樵诖诉^程中需要對系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和優(yōu)化。北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，可分三個階段開展：第一階段，進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)驗(yàn)，其目的是為了使系統(tǒng)的有源區(qū)域化的報文傳送功能與定位功能得以初步實(shí)現(xiàn)[4]。第二階段，進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)完善。即致力于系統(tǒng)無源區(qū)域化定位功能的實(shí)現(xiàn)。第三階段，是系統(tǒng)建設(shè)更進(jìn)一步發(fā)展，也就是使系統(tǒng)的無源全球化服務(wù)功能得以真正實(shí)現(xiàn)。就現(xiàn)階段來看，我國已基本完成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的前兩個階段。如今，已經(jīng)開始研究第三個階段。在此階段的建設(shè)過程中，會將一些新的體制引入進(jìn)來，并會積極應(yīng)用一些更為先進(jìn)的技術(shù)，以便在促進(jìn)系統(tǒng)保密性和安全性提升的同時，使我國衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的產(chǎn)權(quán)得以充分保障，從而實(shí)現(xiàn)我國衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。此外，值得一提的是，當(dāng)前的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，功能愈發(fā)強(qiáng)大，已經(jīng)可以統(tǒng)籌管控地面站、空間段衛(wèi)星以及用戶終端。如此一來，衛(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航的精準(zhǔn)性能得到很大程度的保證。

2.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程

在進(jìn)行北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)過程中，確保衛(wèi)星系統(tǒng)的規(guī)范性，維持衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是相關(guān)建設(shè)人員需要關(guān)注的重點(diǎn)所在。

在無源區(qū)域化服務(wù)啟動后，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)無論是運(yùn)行效率還是系統(tǒng)穩(wěn)定性，相比以往有了明顯的提升[5]。比如，大多區(qū)域的定位精度已控制在10m 范圍之內(nèi)，甚至在一些較低緯度地區(qū)，定位精度已控制在5m 以內(nèi)。此外，我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也在不斷擴(kuò)大全球的覆蓋面積，這意味著全球?qū)Ш焦δ茉诓痪玫膶頃嬲龑?shí)現(xiàn)。

對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范性予以不斷提高，不僅能夠使報文傳送效率進(jìn)一步加快，還能對衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模塊化、系統(tǒng)化的管理。應(yīng)清楚的認(rèn)識到，加強(qiáng)衛(wèi)星系統(tǒng)的自主性建設(shè)，其實(shí)就等同于提高國家建設(shè)安全。在北斗衛(wèi)星系統(tǒng)正式啟動以后，我國已經(jīng)將衛(wèi)星系統(tǒng)接口部分的信息文件整理并發(fā)布出來，同時也將導(dǎo)航服務(wù)、定位服務(wù)等免費(fèi)提供給一些國家，這也在一定程度上為全球?qū)Ш焦δ艿倪M(jìn)一步實(shí)現(xiàn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用

這些年，在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，我國科學(xué)技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，這也使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能愈發(fā)完善。在此背景下，如何將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有效的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，成為了社會各界人士重點(diǎn)探究的話題。與此同時，這也是當(dāng)下衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展中面臨的一個嚴(yán)峻問題、以下就北斗衛(wèi)星在社會各領(lǐng)域及各行業(yè)中的具體應(yīng)用作以探析，以便能夠更好的推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

3.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國防建設(shè)中的應(yīng)用

科技的發(fā)展，致使各種先進(jìn)技術(shù)及高新設(shè)備不斷涌出，并相繼應(yīng)用于國防建設(shè)之中，極大了提升了國防事業(yè)的現(xiàn)代化水平。近年來，在國防事業(yè)建設(shè)的過程中，對現(xiàn)代化技術(shù)人才的引進(jìn)愈發(fā)受到重視，我國也在致力于現(xiàn)代化部隊的打造，以便為國防建設(shè)安全提供強(qiáng)有力的保障[6]。在國防建設(shè)中應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已是大勢所趨，特別是自動化、信息化、智能化技術(shù)的應(yīng)用，更使得信息傳送的時效性和準(zhǔn)確性得到了充分的保證，這也為我國軍事實(shí)力的增強(qiáng)提供了有利條件。從目前來看，在各種軍事演練、救援任務(wù)以及維和任務(wù)中都普遍應(yīng)用了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。當(dāng)處于較為惡劣的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)時，戰(zhàn)士們就可通過對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中監(jiān)控功能的合理利用，更全面的了解自身所處的環(huán)境，以此來盡可能的避免任務(wù)執(zhí)行過程中傷亡情況的發(fā)生。

3.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用

為了更好的適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸部開展了重點(diǎn)運(yùn)輸過程車輛監(jiān)控管理、服務(wù)示范工程。這樣一來，可對“兩客一?！避囕v的監(jiān)管和服務(wù)予以有效解決。在很多大城市中，交通部門要求運(yùn)輸危險物品的車輛、旅游大客車等都必須將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車載終端安裝上。通過此車載終端，可以對車輛位置進(jìn)行實(shí)時定位和監(jiān)控[7]。借助無線移動傳輸技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)與車輛的信息互動，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行車輛調(diào)度指揮和遠(yuǎn)程控制，極大的方便了公司或單位的管理。當(dāng)然，這些應(yīng)用，不僅能促進(jìn)車輛行業(yè)管理水平的提升，還能推動交通運(yùn)輸業(yè)信息化的發(fā)展，從而為我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供強(qiáng)大助力。

3.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)中的作用愈發(fā)明顯。以下作具體介紹：

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)機(jī)械上可安裝北斗衛(wèi)星導(dǎo)航終端，這樣農(nóng)田定位耕作便可得以實(shí)現(xiàn)，有助于種植人員統(tǒng)一開發(fā)和管理農(nóng)田，從而推動農(nóng)業(yè)種植水平的進(jìn)一步提升。

在林業(yè)中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也能起到較為突出的作用，有助于林業(yè)管理人員對森林資源的動態(tài)變化予以充分的了解和掌握，進(jìn)而采取有效的舉措加以積極應(yīng)對。在林業(yè)人員考察工作的開展中，可利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航終端作以辨別方向和科學(xué)定位，確保后續(xù)工作的高效開展。當(dāng)然，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用，還遠(yuǎn)不止于此。其還可以對森林的分布區(qū)域予以測定，進(jìn)行樣地精確勘測以及面積求算和制圖等。如此一來，不僅能使人力、物力的投入得以大幅度減少，還能使林業(yè)的管理水平得到顯著的提升。另外，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還可應(yīng)用于火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)救援之中，可使林業(yè)管理者及時掌握情況，并采取有效的應(yīng)急處理措施，防止災(zāi)情的進(jìn)一步惡化。

在漁業(yè)中，通過對北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的合理利用，能幫助漁民在最短時間內(nèi)找到魚群。并且，在海況不好的情況下，相關(guān)部門也能及時發(fā)布消息，告知還在海中運(yùn)行的漁船及時返港，最大限度的確保漁民的人身安全。此外，中國漁政在充分利用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了“海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)系統(tǒng)”管理平臺。借助此平臺能夠?qū)Τ龊O船作以定位導(dǎo)航、實(shí)施監(jiān)督以及應(yīng)急救援等，這也在很大程度增強(qiáng)了漁政的管理能力。

3.4 北斗導(dǎo)航技術(shù)在人防中的作用

將北斗導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用在人防信息化系統(tǒng)中，有利于為人防信息化提供精準(zhǔn)的車輛監(jiān)控以及合理的智慧調(diào)度。通過獲取動態(tài)組展信息，促使人防指揮部門根據(jù)實(shí)際情況制定出合理且可靠的作戰(zhàn)方案，我國防空部門利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位信息和數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對防空不合理的地方進(jìn)行調(diào)整和管控。由于北斗導(dǎo)航技術(shù)獲取信息不受地域、環(huán)境、時間和距離的限制，所以北斗導(dǎo)航技術(shù)具有非常高的實(shí)效性、精確性、可靠性等特點(diǎn)，能夠?qū)磳l(fā)生的事件進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測并作出合理的分析。例如對地震進(jìn)行預(yù)測時，可以及時發(fā)布地震預(yù)警警告，預(yù)測出地震發(fā)生的位置和地震等級，從而提高人們對自身生命健康的保護(hù)。

3.5 北斗導(dǎo)航技術(shù)對地下管網(wǎng)檢測預(yù)警

運(yùn)用北斗管線測量終端，可以減輕勘測工作量，同時還可以提高勘測效率和勘測的進(jìn)度，使之得到“厘米級”的進(jìn)度為主數(shù)據(jù)。BD-CORS 站信號覆蓋區(qū)域采用網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)測量，然后利用構(gòu)建的CORS 網(wǎng)發(fā)布相關(guān)的傳輸信號，而對于沒有覆蓋的區(qū)域，則利用RTK 接收機(jī)實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星型號的接受。將一臺安置在已知點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站，另外一臺的接收機(jī)作為流動站進(jìn)行測定未知坐標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)精確定位[8]。運(yùn)用北斗管線測量終端時，可以減輕勘測工作量，提高勘測效率和進(jìn)度，當(dāng)基準(zhǔn)站接受到北斗衛(wèi)星信號后，對地下管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，然后將信號傳遞給北斗衛(wèi)星、流動站、北斗RTK 接收機(jī)。隨后北斗衛(wèi)星將接受到的信號經(jīng)過流動站傳輸給北斗RTK接收機(jī)，可以防止數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的錯誤情況，再由北斗RTK 接收機(jī)傳輸給GSM 站，最終經(jīng)過Internet 傳遞給數(shù)據(jù)中心，經(jīng)過一系列的措施，可以實(shí)現(xiàn)良好的地下管網(wǎng)檢測預(yù)警。

4 結(jié)束語

總的來說，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在社會各領(lǐng)域中的應(yīng)用，不僅能夠能促進(jìn)社會生產(chǎn)力的提高，還能推動科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這對我國綜合國力的提升以及社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展來說，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。因此，作為相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員，應(yīng)加大北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用力度，以便其為我國信息化發(fā)展以及現(xiàn)代化建設(shè)作出更多的貢獻(xiàn)。