淺談北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展意義

于海俠

【摘要】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)的定位系統(tǒng)，為本國(guó)及相鄰國(guó)家提供定位﹑導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。該系統(tǒng)的建立使我們擺脫了對(duì)GPS及其他定位系統(tǒng)的依賴(lài)，維護(hù)了國(guó)家的安全，體現(xiàn)了國(guó)家實(shí)力。它的快速發(fā)展不僅可以促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也提高了中國(guó)在世界的地位。本文就北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用做了簡(jiǎn)單的概述。

【關(guān)鍵詞】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航;發(fā)展意義

引言

在一個(gè)快速發(fā)展的信息社會(huì)，導(dǎo)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(qiáng)國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。美國(guó)﹑俄羅斯﹑歐洲相繼建立和發(fā)展了自己定位導(dǎo)航系統(tǒng)，中國(guó)也不甘落后，成為發(fā)展導(dǎo)航系統(tǒng)的后起之秀，成功建立了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用不僅對(duì)其他定位導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生了強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)，更重要是使中國(guó)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(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。中國(guó)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，成功建立和應(yīng)用了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，標(biāo)志著中國(guó)成擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家?！氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)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(shí)時(shí)的被動(dòng)三維地理空間定位和速度測(cè)算。它由三部分組成，分別是空間端，地面端和用戶(hù)段組成。

2.各大定位系統(tǒng)的發(fā)展與比較

2.1 美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)

GPS是美國(guó)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代的新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它以實(shí)時(shí)﹑精確和全球性的服務(wù)為特點(diǎn)，主要為陸?？仗峁┓?wù)，可以搜集情報(bào)﹑緊急通訊和各點(diǎn)檢測(cè)等。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展和應(yīng)用，到1994年，美國(guó)的GPS覆蓋已經(jīng)達(dá)到98%，這表明美國(guó)在世界上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)和主動(dòng)權(quán)。GPS發(fā)射的信號(hào)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(guó)或盟國(guó)的軍事的保密碼。粗碼供全世界使用，不限制用戶(hù)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(dǎo)航系統(tǒng)，開(kāi)始于70年代中期。到21世紀(jì)初期格洛納斯隨著俄羅斯經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(hào)，L1和L2信號(hào)，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(shí)服務(wù)，用戶(hù)不受數(shù)量限制的免費(fèi)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(duì)美國(guó)GPS系統(tǒng)的依賴(lài)，于1999年合作啟動(dòng)了“伽利略”項(xiàng)目。它的系統(tǒng)具有定位﹑導(dǎo)航﹑授時(shí)服務(wù)，并有救援與搜索等特殊服務(wù)。伽利略系統(tǒng)是世界上第一個(gè)基于民用的，用戶(hù)可以用多制式接收機(jī)來(lái)獲得更多信號(hào)，使導(dǎo)航定位精度大大提高。

2.4 中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2000年，中國(guó)建成北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，并于2011年12月開(kāi)始向中國(guó)及周邊地區(qū)提供服務(wù)。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(hù)提供免費(fèi)的導(dǎo)航、定位、授時(shí)服務(wù)。

綜上所述，全球的4大定位導(dǎo)航系統(tǒng)，都由三部分組成，分別是用戶(hù)端﹑地面端和空間端。用戶(hù)端是用戶(hù)裝置部分，由各種定位接收模塊與衛(wèi)星天線(xiàn)組成的，也是用戶(hù)進(jìn)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(gè)主控制站﹑幾個(gè)監(jiān)測(cè)站﹑天線(xiàn)和通訊系統(tǒng)組成的，他們負(fù)責(zé)對(duì)每一顆衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)視、跟蹤、遙測(cè)及控制?？臻g端是由靜止衛(wèi)星和非靜止衛(wèi)星組成，每個(gè)定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量稍有不同，他們負(fù)責(zé)發(fā)射一定頻率的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)供定位模塊接收數(shù)據(jù)使用。

每個(gè)定位導(dǎo)航系統(tǒng)都提供定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，為本國(guó)及全球用戶(hù)提供免費(fèi)服務(wù)。它們每個(gè)有各自的優(yōu)勢(shì)，GPS為美國(guó)研發(fā)，現(xiàn)在它的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋全球絕大部分的用戶(hù)，在定位系統(tǒng)之中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì);格洛納斯系統(tǒng)使用頻分多址（FDMA）的方式，抗干擾能力很強(qiáng);伽利略系統(tǒng)是世界上第一個(gè)基于民用的，定位精度能達(dá)到1米，是現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)中精度最高的;而中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位和通訊雙功能，用戶(hù)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(chǎng)的快速發(fā)展，每個(gè)定位導(dǎo)航系統(tǒng)將形成互相競(jìng)爭(zhēng)的局面，他們的互補(bǔ)和相互制約也會(huì)為每個(gè)用戶(hù)提供更精確穩(wěn)定的定位信號(hào)，將有利于用戶(hù)脫離依賴(lài)性而進(jìn)行選擇，也使導(dǎo)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(dǎo)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(yùn)輸，林漁業(yè)，電信，測(cè)繪，氣象等方面都產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軍事上的應(yīng)用

建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是避免在戰(zhàn)爭(zhēng)中依賴(lài)于人，是保證國(guó)家安全的根本命脈。當(dāng)今被全國(guó)廣泛以來(lái)和使用的定位導(dǎo)航系統(tǒng)為美國(guó)的GPS，如果國(guó)家與美國(guó)產(chǎn)生沖突，美國(guó)可以控制GPS對(duì)該國(guó)進(jìn)行信號(hào)屏蔽，緊急情況甚至關(guān)閉服務(wù)，使其戰(zhàn)爭(zhēng)武器就成了擺設(shè)而無(wú)法發(fā)揮效能，這對(duì)國(guó)家的軍事戰(zhàn)爭(zhēng)具有極大的不利影響。所以發(fā)展自己的導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用

交通運(yùn)輸部為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，正在開(kāi)展重點(diǎn)運(yùn)輸過(guò)程車(chē)輛監(jiān)控管理、服務(wù)示范系統(tǒng)工程，可以重點(diǎn)解決“兩客一?！避?chē)輛的監(jiān)管和服務(wù)。在幾個(gè)示范城市，交通部已經(jīng)通知80%的危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛，旅游車(chē)大客車(chē)都要安裝北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車(chē)載終端?；诒倍废到y(tǒng)的車(chē)載終端，可以實(shí)時(shí)定位和監(jiān)控車(chē)輛位置，通過(guò)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)傳輸技術(shù)和車(chē)輛進(jìn)行信息交換實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，進(jìn)行車(chē)輛遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度指揮，便于部門(mén)或公司的管理與控制。這些應(yīng)用不但可以提高車(chē)輛行業(yè)的管理水平，也能使運(yùn)輸信息化建設(shè)快速發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

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

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jī)械上，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yīng)用，便于人們對(duì)田地的統(tǒng)一開(kāi)發(fā)和管理。

在林業(yè)中，森林資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用也對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到積極的作用，因此管理者及時(shí)掌握森林資源的動(dòng)態(tài)變化而做出相應(yīng)的正確決策就顯得更為重要。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)也是林業(yè)工作者在林叢中考察工作時(shí)，利用它進(jìn)行定位，辨別方向的新型工具。而且北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可以測(cè)定森林的分布區(qū)域，進(jìn)行樣地精確勘測(cè)，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(zāi)預(yù)警，火災(zāi)定位，救援中，北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)也起到無(wú)法替代的重要作用。

在漁業(yè)方面，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)不僅可以幫漁民尋找魚(yú)群，還能在海況不好的情況，及時(shí)對(duì)漁船進(jìn)行通告要求撤回，保證他們的海上安全作業(yè)。中國(guó)漁政還建立了“海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)系統(tǒng)”管理平臺(tái)，它是基于北斗定位系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出海漁船的實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位導(dǎo)航、合理調(diào)度和應(yīng)急救援等。

3.4 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在氣象﹑大自然災(zāi)害中的應(yīng)用

中國(guó)氣象局為了提高了國(guó)家氣象監(jiān)測(cè)水平，提高預(yù)警能力，降低自然災(zāi)害，也積極組織開(kāi)展研發(fā)基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集分析，并把精確的數(shù)據(jù)提供給氣象部門(mén)使用。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在自然災(zāi)害中起到了搶險(xiǎn)救災(zāi)生命線(xiàn)的重要作用。例如在重大地震災(zāi)難中，可能所有的通訊系統(tǒng)都將被破壞，只有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不受影響，盡大可能縮短時(shí)間對(duì)災(zāi)害的位置上報(bào)到指揮部，對(duì)營(yíng)救時(shí)間，減少損失的強(qiáng)險(xiǎn)救災(zāi)起到至關(guān)重要作用。

發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)地震的重要手段之一是地球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)。在未來(lái)發(fā)展中，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可能會(huì)參加地球板塊的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，這在地震災(zāi)害預(yù)測(cè)中是一個(gè)重要的發(fā)展突破。

3.5 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在工程的應(yīng)用

隨著科技的快速發(fā)展，北斗導(dǎo)航定位技術(shù)在工程機(jī)械和施工中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。各種工程機(jī)可以通過(guò)定位實(shí)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(cè)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(dǎo)航系統(tǒng)的儀器也可以對(duì)高樓﹑橋梁等工程在施工中進(jìn)行實(shí)時(shí)﹑嚴(yán)密的監(jiān)控，有利于工程的順利進(jìn)行，也保證了人身安全。

除此之外，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還可以應(yīng)用在個(gè)人定位，金融等其他方面。由此看來(lái)，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)時(shí)無(wú)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(dǎo)航系統(tǒng)的未來(lái)

近幾年，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)快速發(fā)展并在各個(gè)領(lǐng)域積極推廣使用，使人們更清楚的認(rèn)識(shí)和了解我國(guó)自己研發(fā)的定位系統(tǒng)。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航和相關(guān)位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)810億元，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)重要的力量。有人預(yù)測(cè)，到2015年產(chǎn)值可能達(dá)到2千億元，2020年將達(dá)到4千億元，用戶(hù)擁有的各種定位終端也會(huì)突破10億臺(tái)。那時(shí)候，我國(guó)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模會(huì)大幅度提升，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)終端發(fā)展是突飛猛進(jìn)，不僅會(huì)給我國(guó)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也會(huì)在國(guó)際市場(chǎng)上有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，更重要的是能使我國(guó)在世界的地位有重要的突破和提高?！?/p>

5.結(jié)束語(yǔ)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建立和使用，擺脫了我國(guó)對(duì)GPS的依賴(lài)，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的局面，增強(qiáng)了我國(guó)的武器效能，維護(hù)著國(guó)家安全，重要的是可以直接體現(xiàn)我國(guó)的技術(shù)實(shí)力和綜合國(guó)力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，是我國(guó)信息化建設(shè)的重要里程碑，標(biāo)志著我國(guó)在自主可控的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中邁出了一大步，不僅對(duì)中國(guó)，對(duì)世界也是意義重大，影響深遠(yuǎn)。

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