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北斗卫星导航系统发展与应用

王昊
  
安家(建筑与工程)
2021年22期
江南机电设计研究所 贵州省 贵阳市 550000

摘要:北斗卫星导航系统是我国自主研发制造的全球卫星导航系统 经历了十多年的研究,目前以广泛应用于我国生产生活的多项领域 北斗卫星导航系统已实现我国全国区域的覆盖到2020年前后会实现全球的覆盖率。北斗卫星导航系统是彰显我国综合国力与科技发展进步的重要标志也是促进我国经济发展、增强国防力量的重要推动力 文章就北斗卫星导航系统的概念与现状做简要阐述,分析北斗卫星导航系统在我国的应用,并就北斗卫星导航系统的未来发展方向做几点讨论 希望能够为北斗系统的发展提供一些有价值的参考。

关键词:北斗卫星导航;系统应用;发展

在过去,我国卫星导航相关方面的科研工作由于起步晚,受制干经济的投入和科研水平的限制,以及外国对相关知识的封锁,我国一直没有自主研发的卫星导航系统,给我国的国家安全带来巨大的隐患。但随着我国经济的不断发展,国家加大了对于科研力量的投入,为了占据科技发展制高点与维护国家安全,北斗卫星导航系统在此社会背景下应运而生。北斗导航系统作为我国自主研发的 GNSS 系统,凭借着其精准性、便捷性、迅速性和低成本迅速在我国的各个行业中应用开来

1 北斗卫星导航系统简述

1.1 北斗卫星导航系统的组成

北斗卫星导航系统是世界上第三个成熟的导航系统,前两者非别是美国的GPS导航系统和俄罗斯的“格洛纳斯”导航系统。北斗导航系统分别由用户端、地面端、空间端三部分组成,其建设的目的是为全球的用户提供高质量的导航、定位和授时服务,保障我国家的战略安全。我国于1994年开始建设部署北斗卫星导航系统,在 2012 年开始正式为亚太地区提供授时服务和连续导航定位,于2017年11月5日我国采用“一箭双星”的发射方式将北斗三号第一批两颗组网卫星发射升空,这也是我国正式建立北斗全球卫星导航系统的标志。随着北斗卫星导航系统的相关技术的不断进步与发展,于2018年9月19日22时07分,我国西昌发射中心运用长征三号乙运载火箭,成功发射了第37和第38颗北斗导航卫星,位于中园地球轨道卫星,是北斗三号系统的第13颗和第14颗组网卫星。我国预计到2020年,建成五颗地球静止轨道和三十颗动态轨道卫星网,其中五颗静止轨道的位置为 58.75°E、80°E、110.3°E、140°E、160°E,在全面的建成北斗卫星导航系统,通过信号的组合为全球用户提高精准、迅速的定位服务。届时,北斗的定位系统将于美国的GPS定位系统不分伯仲。

1.2 北斗卫星导航系统的具体特点

(1)北斗导航系统是世界先进全球导航系统,具有独立自主、开放性、兼容性、稳定性多个特点。

(2)北斗导航系统与美国的GPS 系统、俄罗斯的“格洛纳斯”导航系统相比,其优势在于将短信通讯服务于导航有机结合起来,增加了导航系统的通讯功能。北斗导航系统的指挥机可以和全球用户之间进行个体通信或群发通信,而且相同集团内的用户也可以通过实时通信来进行点对点的即时通讯功能。

(3)北斗导航系统能够实现全天的的快速定位,其测速精度为0.2米/秒,定位精度为10米,授时精度为10纳秒,当北斗系统全面建成时其精准度能够与GPS全球导航系统相当。

(4)北斗导航系统为全球用户所提供的定位系统都是免费的,在提供无源定位等相关的服务时对于用户数量没有限制,在提供有源定位时用户数量控制位每小时540000用户。

(5)北斗导航系统具有较高的保密级别,通过 B1、B2频点来发播开放式的信号,主要用于民用,B3频点的发播的信号具有加密性,主要为军用提供服务。

2 北斗卫星导航系统的应用现状

根据北斗卫星导航的具体特点,北斗卫星导航的应用主要分为两个方面,分别是军用和民用。

2.1北斗导航系统在军事领域的应用现状

北斗导航系统有着较高的保密级别,通过 B3 频点来发送信号,将北斗导航系统装备到部队当中,保障了国家的战略安全,满足了我国国防建设的需要,提高了我国军事作战能力,为部队抢险救援提供了巨大的帮助。如在2008 年汶川大地震时,国家给救援抢险部队紧急配备了千台“北斗一号”的终端机,从而实现了同个通信集团内点对点的直接联络通讯功能,救援抢险部队通过北斗导航系统的终端机第一时间为社会各界传达灾区的受灾与救灾情况。同时由于北斗导航系统的覆盖面广,覆盖了我国的大部分岛屿,从而提高了我国部队导弹精确打击的能力,使导弹的精确度从百米级别提高到十米级别。将北斗导航系统运用到军事领域,大大的提高了我国部队的作战能力和作战效能,实现了作战效能的最大化,间接的节省了国防的开支。

2.2北斗导航系统在民用领域的应用现状

于2012年12月17日起,我国的北斗卫星系统正式为亚太地区提供连续的无源定位、授时、导航等相关服务,标志值我国的北斗卫星导航系统在应用领域上由军事领域扩展到民用领域。北斗导航系统在民用领域主要涉及到通信、交通、金融、电力、海洋、气象以及水文监测等多个方面。例如,在交通导航领域主要体现在智能交通、路况的实时信息、治理交通堵塞等多个方面。将北斗导航系统与校园学生安全监控网络相连接,能够有效的保障学校的安全。出海的渔民装上北斗导航系统的终端,可以及时与陆地进行联系,在一定程度上确保了出海的安全性。

3 北斗卫星导航系统的应用发展

3.1 提高北斗卫星导航系统的精确度

北斗卫星导航系统经过迅速的发展定位精确度上已经取得了长足的进步,但仍和美国的GPS定位导航系统在定位精确度上存在着一定的差异。为了更好的将北斗导航系统应用到实际领域当中,提高用户的体验感,北斗卫星导航系统应该加紧建设地基增加系统和卫星系统的覆盖面,两者相互配合进一步提高定位的精确度。

3.2 消除定位盲区,增强抗干扰能力

目前我国正在建设的“羲和”系统作为北斗卫星导航系统的定位延伸,可以有效地解决北斗卫星导航系统在室内存在着定位盲区的弱点,同时我国拥有自主知识产权的电磁盾牌技术与北斗卫星导航系统进行有效的结合,增强了抗干扰能力,从而使北斗卫星导航系统适应未来的复杂军事领域和民用领域的环境。

结束语

北斗区域系统即将建成,全球系统已经启动,北斗应用产业化也有了一定的基础。但是,离全面实现北斗卫星导航系统应用产业化和全球化还有很长的路要走,我们必须认真分析与研究,实现资源整合与优势互补,踏踏实实的推进北斗应用产业化进程,切记盲目冒进与恶性竞争,在稳打稳扎和良性发展中实现北斗应用产业化可持续发展。

参考文献

[1]陈新保,陈建成.迎接我国北斗导航系统应用的新高潮[J].中国卫星导航(北斗)应用论坛,2010.

[2]杨军,曹冲.我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析[J].武汉大学学报,2004,29(9):33-36.

[3]杨宝军,王熹微,邵文峰.卫星应用助推物联网产业发展[J].卫星应用,2010,第五期:22-24.

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