“北斗”之光惠澤天下

文/ 杭添仁

2018年是北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的密集組網(wǎng)年，預(yù)計將進(jìn)行10次北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射，將18顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入軌道。

在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入全球組網(wǎng)新時代的同時，北斗應(yīng)用也獲得飛速發(fā)展。目前，我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已正式提供區(qū)域服務(wù)，廣泛應(yīng)用到交通運輸、基礎(chǔ)測繪、工程勘測、資源調(diào)查、地震監(jiān)測、公共安全與應(yīng)急管理等眾多領(lǐng)域。

交通運輸?shù)闹笓]

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)最顯著的應(yīng)用就是交通運輸，可為汽車、船舶、飛機(jī)等運動物體進(jìn)行定位導(dǎo)航，如汽車自主導(dǎo)航；船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水；飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落；地面車輛跟蹤和城市智能交通管理，以保證現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)高效、安全、準(zhǔn)確地運行。

公路交通運輸目前是我國內(nèi)陸交通運輸重要的途徑，然而，效率與安全一直是困擾我國公路交通運輸?shù)碾y題。一方面，城市交通的擁堵造成了城市交通系統(tǒng)效率低下，導(dǎo)致資源、能源的極大浪費，加劇了環(huán)境污染，同時也產(chǎn)生了嚴(yán)重的安全問題。另一方面，公路貨物運輸?shù)男逝c安全也是現(xiàn)代物流業(yè)面臨的重要課題。利用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能比較容易地實現(xiàn)對出租車、物流配送、長途運輸、危險品運輸車輛的跟蹤與調(diào)度管理，規(guī)劃最佳路線，提高道路和車輛資源的運行效率，降低能源消耗，保證安全，促進(jìn)社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

防災(zāi)救災(zāi)的能手

在緊急救援上，基于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、短報文通信以及位置報告等功能，已實現(xiàn)全國范圍的實時救災(zāi)指揮調(diào)度、應(yīng)急通信、災(zāi)情信息快速上報與共享等服務(wù)功能，極大地提高了災(zāi)害應(yīng)急救援的快速反應(yīng)能力和決策能力。

近年來，我國地震、冰凍、洪水、泥石流等自然災(zāi)害頻發(fā)。在救災(zāi)工作中，“北斗”的短報文功能，讓救援部隊和指揮部的聯(lián)系保持順暢；借助“北斗”用戶機(jī)，使災(zāi)區(qū)的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至村社都建立了通信聯(lián)系，并使后方指揮部實現(xiàn)了“看得見”的救援指揮。特別是我國自主研發(fā)的“基于北斗的救災(zāi)應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)”為災(zāi)區(qū)搜救工作提供了諸多幫助，成為搶險救災(zāi)過程中最有力的通信手段。

由于“北斗”可實現(xiàn)全國范圍的無縫覆蓋，具有定位、授時、短報文等功能，所以為森林防火、撲火的指揮調(diào)度提供了新的技術(shù)，有效解決了火場定位、偵察、引導(dǎo)撲救、后勤保障、損失評估等問題。

工程建設(shè)的利器

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是高效、高精度地完成國家重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與大地測量的重要保障，它已基本取代了無線電導(dǎo)航、天文測量、傳統(tǒng)大地測量技術(shù)和測圖控制及工程測量，使測量制圖在精度、實時性、全天候等方面產(chǎn)生革命性變化。它可為建筑等提供精確的導(dǎo)航和測量技術(shù)，大大提高工程建設(shè)的生產(chǎn)力，并提升相關(guān)活動的精度和效率，包括挖掘、路基、城市規(guī)劃和現(xiàn)場安全監(jiān)測等。它還在資源調(diào)查、物理勘探、石油鉆探、林業(yè)和漁業(yè)等領(lǐng)域大有市場。

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與大地測量中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。比如，應(yīng)用該技術(shù)已使道路、橋梁的建設(shè)精度達(dá)到毫米級，大大提高了隧道、地鐵等重要交通基礎(chǔ)設(shè)施的測量與建設(shè)精度，降低了建設(shè)成本?；凇氨倍贰钡拇笮蜆蛄喊踩O(jiān)測系統(tǒng)能監(jiān)測橋梁錨錠處沉降、橋塔處變位偏移、橋身相對變形；監(jiān)測橋梁在異常狀況下（地震、臺風(fēng)、船只撞擊等）的動力響應(yīng)，并且可以通過實時觀測，得出橋梁的固有動態(tài)特性的發(fā)展?fàn)顩r；通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測試得到的橋梁變形與動態(tài)數(shù)據(jù)，對橋梁的安全狀況進(jìn)行評估，并實施預(yù)報警。

精細(xì)農(nóng)業(yè)的核心

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)已用于農(nóng)場規(guī)劃、田間測圖、土壤取樣、拖拉機(jī)引導(dǎo)、作物田間檢測、播種速度選擇以及肥料、殺蟲劑和產(chǎn)量檢測系統(tǒng)。在應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)之前，農(nóng)民為不同的土地匹配不同生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)定作物產(chǎn)量是非常困難的。這就限制了他們?yōu)樵霎a(chǎn)找到最有效的耕作方法。今天，衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備能夠提升農(nóng)藥、除草劑、肥料使用的精度，同時更好地控制化學(xué)物質(zhì)的擴(kuò)散，從而降低成本、擴(kuò)大產(chǎn)量，創(chuàng)造環(huán)境友好型的新農(nóng)場。隨著“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成，我國精細(xì)農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展。

海洋漁業(yè)的幫手

漁業(yè)是“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用最早也最為廣泛的一個行業(yè)之一。安裝了“北斗”用戶機(jī)，不僅可以為船只導(dǎo)航，還可以通過“北斗”獨有的短報文技術(shù)，報告船只位置和船上人員的情況。目前，我國已有數(shù)萬艘出海漁船安裝了“北斗”用戶機(jī)，使用它可以在手機(jī)信號不好的茫茫大海上，免費發(fā)送短信，極大地保障了漁船出海安全。有漁民夸張地形容，現(xiàn)在漁船上只供奉兩樣?xùn)|西：媽祖和“北斗”。

金融電力的保障

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位的精度取決于時間的精度，其授時功能對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有重要作用，所以導(dǎo)航衛(wèi)星都裝有時間精度極高的原子鐘，其每300—2000萬年相差1秒?！氨倍贰睂?dǎo)航衛(wèi)星上的國產(chǎn)原子鐘穩(wěn)定程度也相當(dāng)高，每天變化只有十億分之一秒，其已用于金融、電力、通信、郵電，鐵路等網(wǎng)絡(luò)的時間同步，準(zhǔn)確時間的授入，準(zhǔn)確頻率的授入。