北斗卫星导航系统应用于LBS的机遇与挑战

+ 付永恒北京卫星导航中心

北斗卫星导航系统应用于LBS的机遇与挑战

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随着北斗卫星导航系统开通运行，基于北斗系统的应用作为发挥系统功能的落脚点，必将出现爆发式增长。本文在北斗系统应用和基于位置服务现状的基础上，重点探讨了北斗系统对位置服务的机遇以及在位置服务中的优势和挑战。通过对北斗系统在基于位置服务中发展趋势的探讨，为更好发挥北斗系统应用的广度和深度进行一些探索。

北斗卫星导航系统；基于位置的服务(LBS)；地理信息系统（GIS）

1 引言

中国北斗卫星导航系统（BeiDousatellitenaviga tionsystem）已于2012年年底开通运行，基于北斗的应用作为发挥系统功能的落脚点，必将出现爆发式增长。2013年10月国务院办公厅发布《国家卫星导航产业中长期发展规划》，该规划指出，到2020年，中国卫星导航产业创新发展格局基本形成，产业应用规模和国际化水平大幅提升，产业规模超过4000亿元，北斗卫星导航系统及其兼容产品必将在国民经济重要行业和关键领域得到广泛应用。但是目前，中国北斗系统建设发展还面临诸如市场占有率和认可度低，相关软硬件产品少，应用发展缺少统筹规划，自主创新能力不足，政策扶持力度和法规标准不够健全等突出问题。本文试图立足北斗卫星导航系统在基于位置服务领域应用的基础上，对更好发挥北斗系统应用的广度和深度进行一些探索。

2 基于位置的服务（LBS）现状

基于位置服务，即Locationbasedservice，简称LBS。它包括两层基本含义：首先是确定移动设备或用户所在地的位置或者用户关心的地理位置信息，其次是提供与该位置信息相关的各类服务信息。所以说，LBS就是要借助互联网或无线网络，实现与位置相关的信息传递，为用户提供包含有位置信息的优质服务。

目前，LBS相关业务主要包括：交通运输管理、物流管理、导航服务、紧急救援服务、目标地信息查询服务、个人问询服务、商业和娱乐推广等等。这些服务均已逐步普及和使用，为人们的工作和生活提供了巨大的便利。随着LBS定位技术的继续发展和进步，其业务领域还必将进一步地延伸与拓展。

LBS产业链上可存在十几个大的环节，主要有：应用平台、内容提供、服务提供、定位平台、网络运营、地理信息系统（GIS）、定位终端和终端用户等等。根据服务方式的不同，其产业链上涉及的环节也会有所不同。

目前，LBS从用户的角度来讲主要有行业集团用户和个人大众用户两大类，行业集团用户应用比较成熟的例如交通运输管理、物流管理等等，个人大众用户应用比较成熟的例如有自主导航、目标地资讯查询等等。LBS从定位功能实现的角度区分主要有基于移动通信网络的定位和基于卫星导航定位两大类，这两种定位模式均比较成熟，只是在定位精度上存在差异。目前，由于北斗卫星导航系统刚刚开通运行，相关应用和产品较少、市场成熟度较低等原因，基于卫星导航系统的定位中GPS有很大的市场占有率。

移动LBS的发展很大程度上依赖于其客户端的占有率即用户基数，由于智能手机的普及率和已有智能手机的差异比较大，国内的LBS普及还需要时间和市场的发展。目前，LBS除了在交通运输管理、物流管理、自主导航和目标地信息查询（主要是GIS数据信息）等方面比较成熟外，还存在概念模糊，分类和标准差异大，应用差异大，商业化程度低，用户参与度不高等等问题。

3 北斗卫星导航系统的特点和在LBS应用中的优势

LBS系统中的关键技术有以下三个方面，即无线互联网、地理信息系统（GIS）和定位技术。

无线互联网是LBS信息交流的桥梁。随着当前移动通信技术的飞速发展直接促成了移动无线互联网的诞生。无线互联网即具有移动通讯的移动性、方便快捷等特点，同时结合了互联网的扩展性、开放性、海量信息和查询方便的优点。

地理信息系统（GIS）是LBS服务功能的平台。在LBS中,GIS的主要功能有：①、空间认知功能，通过对地理信息的可视化来实现空间认知是GIS最基本的功能，移动设备上最简单常见的就是电子地图。无论是卫星定位还是移动网络定位，位置信息必须以电子地图等方式展示出来，从而实现用户的空间认知。②、信息分析、查询和管理功能，利用GIS的分析、查询等功能为用户提供与位置信息相关的交通、商业、餐饮、娱乐、天气等等增值服务，最常见的例如搜索某地1千米范围内的加油站，查询某个酒店的位置等等；信息管理，尤其是与位置相关信息的管理是GIS的一个很重要功能，例如用户关心位置的自我管理和标记等。该功能会使LBS应用更具个性化，是实现LBS差异化发展重要方式。③、导航功能，LBS中GIS的关键功能之一就是导航，在GIS中确定目标位置、实现航迹规划和用户自主导航等等功能。

定位技术是LBS的核心。在LBS中，所有的信息与服务没有了与位置信息的结合是没有意义的。LBS的本质是基于空间认知基础上的信息服务。目前LBS应用中定位技术主要有基于无线通信网络的定位和基于卫星导航系统的定位两大类。北斗卫星导航系统在LBS的应用中可以很好地解决定位和位置信息传递等功能。

北斗卫星导航系统自2012年12月27日正式向亚太区域提供服务以来，系统性能表现稳定，定位精度稳步提高，受到了地方政府部门、各行各业、广大科技工作者和普通群众的广泛关注。北斗卫星导航系统在LBS中的应用具有以下主要优势：首先，北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有安全性高、保密性能高的特点。其次，北斗卫星导航系统具有政策扶持的优势，在涉及国家安全等行业的应用更是具有不可替代的地位。第三，北斗卫星导航系统具有短报文通信功能，在LBS的三大关键技术中除了定位技术以外，通过技术途径可以与移动网络互联互通，实现无线互联网的部分功能，这就使得北斗系统具有了不同于其他卫星导航系统的优势。

4 北斗卫星导航系统应用于LBS的趋势

4.1 北斗系统

在行业中的LBS应用与传统行业融合将是北斗LBS业务的重要发展方向。基于北斗卫星导航系统的LBS在行业中的应用，可以促进诸如交通运输、物流、安全、城市规划、农林业、渔业等众多传统产业的精确信息化管理。北斗卫星导航系统具有中国自主研发、安全性高、保密性能高的特点。同时，北斗卫星导航系统行业应用具有政策扶持的巨大优势。北斗系统卫星导航系统LBS行业应用要走规模化发展的道路，随着中国相关政策的陆续出台，全面打造和扶持基于北斗LBS的融合性行业应用会大量出现。必将促进北斗LBS产业价值链的多元化，有力拓宽行业市场容量，衍生应用潜力无限。

4.2 北斗系统面向大众的LBS应用

基于北斗卫星导航系统LBS应用必将更加贴近实际，服务生活方方面面。LBS在个人服务领域要走大众化的道路。目前已经有商家推出具有北斗定位功能的智能手机。智能手机的发展是信息化发展的革命性成果，其具有应用软件多、便携式、用户基数高的特点。与北斗集成的智能手机，集上网功能、定位、软件服务平台三位一体，是LBS的最佳搭档。另外，随着科技发展，智能手机的高性能、高普及率、网络速度升级、成本下降都是必然趋势。可以想象，在智能手机上集成北斗的大众LBS应用必将出现爆发式增长，相关产品和服务会大量涌现。

4.3 北斗短报文通信在LBS中的应用

北斗卫星导航系统RDSS用户具有短报文通信的功能，虽然短报文的信息量和频度受到限制，不能像移动通信网络一样大量传输数据和信息。但是，基于北斗的LBS用户之间可以通过代码通信的方式交流，最大化实现服务的信息传递。代码通信交流的基础是建立代码库，信息相互交流的北斗用户具有相同的本地代码库，信息通过短报文中的代码传递来触发用户本地的代码库，从而实现大量信息传输。该功能十分适合没有移动通信网络覆盖区域的北斗LBS用户之间的交流。因为只有用户自己掌握代码库，所以代码通信还具有保密性很高的优点。另外，指挥型北斗用户机与下辖用户机的管理交流功能，可以最大限度发挥信息传递与服务的能力。

4.4 北斗短报文通信与移动通信网互联互通

北斗用户RDSS短报文通信与移动网络实现互联互通，可以大大解决北斗用户基于位置服务中的信息分享与交流。该功能的实现是在移动网络覆盖良好的区域内建立小型服务交换中心。该中心的主要功能：一是通过配置在中心的北斗用户机接收没有移动信号覆盖区域内的北斗用户机发来的位置信息和短报文信息，经过简单处理再通过配置在本中心的移动网络设备转发到移动网络覆盖良好区域的目标移动设备上去；反之，本中心接收到移动网络覆盖良好区域目标移动设备上发来的信息，经过简单处理再通过配置在中心的北斗用户机发送给没有移动信号覆盖区域内的北斗用户机。这种信息的交换，可以做到准实时和无缝对接，从而实现北斗用户设备与移动网络设备之间的信息互通。该互联互通功能的实现可以解决两个方面的问题，一是实现北斗用户与移动用户之间的信息准实时交互，二是实现没有移动网络覆盖区域内北斗用户位置信息和其它信息向移动网络的传递，大大增强偏远无移动网络覆盖区域用户位置服务的参与度和质量。该功能目前十分适合偏远地区、海上、山区等的勘探、科考、探险等领域的服务。

目前，由于北斗系统起步较晚，市场占有率不高，在LBS中的应用较少。北斗系统在某些单独的方面相对于GPS并不具有优势，例如硬件集成度和价格等等。但是，北斗卫星导航系统具有以上很多的特点，这些特点的有机结合会在很多领域的应用中产生巨大的优势甚至是不可替代的优势，其衍生产品的优势也是不可估量的。

5 总结

展望在移动通信已经到来的3G、4G时代，随着网络条件的飞跃，智能用户终端的普及，LBS将会发展成为基于移动网络的重要应用，成为移动互联网上的一个业务亮点。随着北斗卫星导航系统正式开通运行，北斗产品的大量涌现，产品价格的迅速下降，软硬件的集成度会进一步提高，各方面条件的改善会促使北斗LBS实用性的优势得到充分体现与释放。

目前，卫星导航的发展呈现融合软件业、制造业、数据业、服务业等多行业复合型高技术智能信息产业的特点，开启人们更智慧地利用时空信息的时代。人们开始超越导航信息的基本用途，去发现更多时空信息的价值。卫星导航产业也从传统的产品产业，向精度增强、电子地图、位置服务、质量检测等相关产业拓展。北斗卫星导航系统虽然也存在很多的不足，例如应用服务研究开发少、相关北斗应用衍生产品少，市场占有率低等等。但是，也存在很多潜在的优势和特点。我们必须树立北斗系统建设和北斗应用服务并重的理念，积极研究相关应用服务产品，研究相关产业拓展和产业融合，研究北斗卫星导航市场和应用发展规律。充分发挥北斗系统功能，更好地产生军事、社会和经济效益。