北斗卫星导航系统为“一带一路”保驾护航

（福建船政交通职业学院，福州 350007）

北斗卫星导航系统为“一带一路”保驾护航

■张诗永

（福建船政交通职业学院，福州 350007）

近年来，北斗卫星导航系统进入快速发展时期，2014年该系统已获得国际海事组织的认可。通过介绍北斗卫星导航系统构成、系统功能，提出该系统在国家“一带一路”战略中为祖国的领空和海洋、海上丝绸之路、高铁走出国门、智能道路交通管理等保驾护航。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将具有广阔的前景。

国家战略 北斗卫星 定位导航

北斗卫星导航系统 (BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统 (GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统 (GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统 (BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。北斗卫星导航系统的全面应用避免了我国受制于美国全球定位系统 (GPS)的不利因素，为习总书记提出的建设“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的“一带一路”战略构想保驾护航。

1 北斗卫星导航系统构成

北斗卫星导航系统由空间段卫星星座、地面运行与控制系统和用户终端三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

北斗卫星导航系统空间段卫星星座由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。从2015年3月首颗新一代北斗导航卫星成功发射，至2015年7月再次发射2颗新一代北斗导航卫星，至今已成功发射19颗北斗导航卫星。新一代北斗导航卫星成功发射，标志着北斗卫星导航系统已由区域运行向全球拓展。目前，“北斗”系统已覆盖亚太大部分地区，基本覆盖“一带一路”沿线及周边国家，可为其提供基于“北斗”系统的海上运输、陆路跨境运输、地理测绘、渔业管理、口岸清关、气象预报等多个领域的应用解决方案，服务周边国家经济社会发展。目前，北斗卫星导航系统正逐步进入国际民航 (ICAO)、国际海事 (IMO)、移动通讯(3GPP)等国际组织，已被国际海事组织接纳认可为全球第三个卫星导航系统，2020年前后将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

2 北斗卫星导航系统功能

(1)短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。

(2)精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供10ns-100ns时间同步精度。

(3)定位精度：系统服务性能满足10米指标要求，在东南亚等低纬度地区的定位精度可达到5米。

(4)系统容纳的最大用户数：540000户/小时。

3 系统为 “一带一路”保驾护航

3.1 捍卫国家的领空和海洋

北斗卫星导航系统为“一带一路”保卫国家的领空和海洋保驾护航。如：运动目标的定位导航；为缩短反应时间的武器载具发射位置的快速定位；人员搜救、水上排雷的定位需求等。这项作用在军事上，意味着可主动进行飞机、舰船和各级部队的定位，也就是说飞机、舰船各级部队配备北斗卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握飞机、舰船和部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。

3.2 为海上丝绸之路保驾护航

21世纪海上丝绸之路重点方向是从中国沿海港口过南海到印度洋，延伸至欧洲；从中国沿海港口过南海到南太平洋。海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一，也是卫星导航最早应用的领域之一。“北斗”系统的规模化应用是从海洋船舶开始的，围绕建设“一带一路”发展海洋经济已经成为我国的重要工作之一。在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备，使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时，北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。利用定位功能和短报文通信功能，实现对船舶的船位监控、导航定位、信息化管理，并为船舶提供便捷、低成本的卫星通讯功能，是北斗导航系统在船舶上的典型应用。北斗船载终端能够按照规定的时间要求，或者航速航向变化情况，进行动态位置数据采集，并按照设定的时间间隔、距离间隔或时刻点，自动发送位置信息。定位是船舶监控管理的基础，北斗船载终端还能实现紧急报警和区域报警功能，为船舶提供禁渔区报警和他国水域越界报警。当渔船在海上遇险时，渔船上的卫星导航通信系统将向监控中心发送遇险报告，监控中心根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，并与之取得联系，大大提高了遇险渔民的获救率。

3.3 为高铁走出国门保驾护航

丝绸之路经济带重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲 (波罗的海)；中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海；中国至东南亚、南亚、印度洋。2015年6月18日，中国中铁股份有限公司旗下公司签下了高速铁路莫斯科—喀山段工程勘测、区域土地测量设计作业合同。这标志着中俄高铁合作项目向前迈出了实质性一步，也实现了中国高铁技术走出国门的新突破。2015年5月，国家主席习近平访问俄罗斯期间，中俄双方签署了共同使用北斗系统与格洛纳斯系统数据的声明。高速铁路建设和运营中的线路勘测、运营安全检测对定位精度的要求越来越高。“与传统测量方式相比，卫星导航定位无论在人力、物力还是财力的投入上都事半功倍。”“北斗”的全面应用还将避免我国在高铁建设中受制于美国GPS的不利因素。

目前，我国正在将北斗定位系统与移动通信网络进行融合，构建在室内外都能利用“北斗”系统进行高精度定位。铁路系统将是卫星导航及其与通信、网络融合的重要受益者，隧道、站台等地点因遮挡而无法使用卫星导航服务的问题将得到解决。同时，“北斗”也将在铁路线指挥与控制系统、乘客信息系统、主干线信号系统等领域获得广泛应用。

3.4 为智能道路交通管理保驾护航

北斗卫星导航系统将促进传统运输方式实现升级与转型，实现道路交通管理智能化。卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。例如，在城市公共交通运输领域，通过车辆安装卫星导航终端设备，可实时了解车行驶位置、行驶速度，降低运输成本，有效提高运输效率。将北斗卫星定位测量技术应用于公路基础设施安全监测，及时发现潜在安全问题并进行预警，确保公路运输安全。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进道路交通管理现代化，实现传统调度向智能交通管理转型。

3.5 气象应用

在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。

4 结束语

北斗卫星导航系统的快速发展，得益于中国综合国力的提升和经济的持续发展。国家鼓励运用卫星导航新技术，不断拓展应用领域，满足人们日益增长的多样化需求。积极推动国际交流与合作，实现北斗卫星导航系统与世界其他卫星导航系统的兼容与互操作，为全球用户提供高性能、高可靠的定位,导航与授时服务。“一带一路”建设给北斗卫星导航系统带来了重要发展机遇，同时，北斗卫星导航系统也能为更好地推进“一带一路”建设保驾护航。作为一个大国，我们必须拥有一个自己的全球卫星导航系统，这就是北斗！它既是中国的北斗，也将是世界的北斗！