北斗卫星导航定位系统应用现状分析

李 楠



北斗卫星导航定位系统应用现状分析

李 楠

中华通信系统有限公司河北分公司，河北 石家庄 050081

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统, 是继美国GPS全球定位系统和俄国GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗系统的应用涉及国家各个领域。基于此，分析了北斗卫星导航定位系统的应用特点和应用现状,给出我国北斗系统的应用优势。

北斗卫星导航系统；应用；现状分析

1 北斗卫星导航系统概述

北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satel- lite System，BDS）是我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[1]。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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，从2004 年4 月正式运营、全面对民用用户开放至今, 整个系统运行稳定, 工作状态良好,已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域开始逐步发挥重要作用。

截至目前，我国已发射了23颗北斗导航卫星，服务范围基本涵盖了我国及亚太周边地区。预计到2020年，将基本建成服务范围涵盖全球的新一代北斗导航系统。

2 北斗卫星导航系统当前应用特点

2.1 系统覆盖我国全部国土及周边区域

北斗系统是覆盖我国本土及其周边地区的区域性卫星导航定位系统, 覆盖范围为东经70°～145°, 北纬5°～55°,可以无缝覆盖我国全部国土和周边海域, 在中国全境范围内具有良好的导航定位可用性。

2.2 系统定位、授时精度能满足导航定位需要

北斗系统的二维水平定位精度为10 m,授时精度10 ns, 测速精度0.2 m/s,与GPS系统的民用精度基本相当,能满足用户导航定位和授时要求。北斗系统的注册用户分为3个服务等级, 对应的定位响应时延分别为：一类用户5 s，二类用户2 s，三类用户1 s。北斗系统具有单向和双向2种授时功能,根据不同的精度要求,定时传送最新授时信息给用户端,供用户完成与北斗卫星导航定位系统之间时间差的修正。

2.3 系统双向报文通信功能应用优势明显

北斗系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间的双向报文通信能力。系统一般用户1次可传输36个汉字, 经核准的用户利用连续传送方式1次最多可传送120个汉字。这种简短双向报文通信服务,可有效地满足通信信息量较小、但即时性要求却很高的各类型用户应用系统的要求。

3 北斗系统应用现状

北斗卫星导航定位系统运营以来, 在军民应用领域上发挥了重要作用。迄今为止,已为用户提供定位服务超过亿次,通信服务超过千万条,在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益。所研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度管理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程,已取得了明显的经济效益[2]。当前，主要应用领域表现在以下几个方面：

3.1 海洋渔业

卫星导航定位系统已在海洋渔业领域得到了广泛应用，并取得了显著成果。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。北斗系统集导航定位与通信于一体，通信费用低廉，服务于渔业船只的安全航行与航海作业，保障了渔民的生命财产安全。同时为海洋渔业管理部门对所属渔船进行船位调取、自动位置报告、进出港报告、区域报警及工作状态监测提供了有效的手段。

3.2 气象运用

北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进中国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升中国气象防灾减灾的能力。地球大气观测系统可完成对大气、海洋和空间环境的观察，以及对环境中重要的风、云、电进行观测。除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。

3.3道路交通管理

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。

3.4 铁路智能交通

卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。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，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。

3.5 航空运输

当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。

3.6 应急救援

卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时，救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外，还具备短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。在2008年5 月12日汶川大地震发生后，北京武警指挥中心和四川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流, 通过北斗系统独有的报文功能发送了50多万条的短信，使外界在地震灾区各项通信中断的情况下了解到灾区的具体信息，为抗震救灾带来了巨大的便利。

4 结语

卫星导航定位系统是国家信息基础设施之一,是实现社会信息化的重要工具，也是国家科技水平和经济实力的象征。北斗卫星导航定位系统的建成并投入使用，打破了美国等发达国家垄断卫星导航定位技术的局面,提高了我国经济社会的信息化水平。北斗系统的应用涉及国家各个领域，我们期望政府高度重视北斗系统的生存发展[3],采取有力措施推进系统应用,社会各界携起手来共同努力，打破目前北斗系统在应用上的困局,建设具有中国特色的北斗卫星导航定位产业化工业, 使北斗系统更好地为我国的国民经济建设服务，从而实现把北斗系统建设成覆盖全球、规模庞大、整体性强的卫星导航系统目标。

[1]李大光.北斗卫星导航系统：中国版的GPS[J].生命与灾害，2011（3）：28-31.

[2]童恺.中国卫星导航定位系统的进展[J].国际太空，2003（6）：1-5.

[3]陈建成.北斗卫星定位导航系统的发展应用关键在政府政策[J].卫星应用, 2007，15（2）：18-25.

Analysis of the Application of Beidou Satellite Navigation and Positioning System

Li Nan

China Communication System Co., Ltd, Hebei branch, Hebei Shijiazhuang 050081, China

The Beidou satellite navigation system is a global satellite positioning and communication system developed by China. It is the third mature satellite navigation system after the United States GPS global positioning system and the Russian GLONASS. Beidou system application related to various fields of the country, this paper analyzes the Beidou satellite navigation and positioning system application characteristics and the status quo, given the advantages of the application of the Beidou system.

Beidou satellite navigation system; application; analysis of the status quo

P228

A

1009-6434（2016）08-0140-02