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北斗導航系統(tǒng)的應用
如果說衛(wèi)星定位系統(tǒng)的功能僅僅是用于導航，那么就太小看它。其實衛(wèi)星定位系統(tǒng)與我們的日常生活息息相關(guān)。從通訊到電力，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的最主要用途是其精準的授時，通過精準度的授時能夠同步系統(tǒng)時間的準確性，保證我們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┰O(shè)施能夠正常運行。和我們的生活緊密地關(guān)聯(lián)在一起，可以說衛(wèi)星定位系統(tǒng)的 用途很多，而我們普通用戶只接觸到了其中的一部分，當然導航功能是應用最為廣泛，使用人數(shù)最多的一種應用方式，但是絕對不代表導航的實際價值是在這一類應 用中最高的。只要在我們的生活中需要確定位置的應用中，不難發(fā)現(xiàn)我們都可以找到衛(wèi)星定位的蹤影，而且不少應用逐漸開始涉及到我們的日常生活必備設(shè)施當中。以下是衛(wèi)星定位系統(tǒng)的主要用途：
(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運動監(jiān)測、 市政規(guī)劃控制等；
(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船只實時調(diào)度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測量以及海洋平臺定位、海平面升降監(jiān)測等；
(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
1、 用于導航
● 船舶遠洋導航和進港引水
● 飛機航路引導和進場降落
● 汽車自主導航
● 緊急救生
● 個人旅游及野外探險
● 個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體）
2、用于跟蹤
● 地面車輛跟蹤和城市智能交通管理
● 物流、資產(chǎn)、保險
● 車輛防盜
● 人員跟蹤、監(jiān)護
3、 用于授時
● 電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時間同步
● 準確時間的授入
● 準確頻率的授入
4、 用于精確測量
● 各種等級的大地測量，控制測量
● 道路和各種線路放樣
● 水下地形測量
● 地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測
● GIS 應用
● 工程機械（輪胎吊，推土機等）控制
● 精細農(nóng)業(yè)
北斗導航系統(tǒng)主要用于國家經(jīng)濟建設(shè)，為中國的交通運輸、氣象、石油、海洋、森林防火、災害預報、通信、公安以及其他特殊行業(yè)提供高效的導航定位服務。不 但能夠提供高精度、高可靠的導航、定位和授時服務，還擁有獨特的短報文通信功能，它巧妙地把導航定位和信息傳遞功能結(jié)合起來，使應用者既能知道“我在哪 里”，也能知道“你在哪里”。目前，北斗系統(tǒng)已在測繪、水利、車輛導航監(jiān)控、應急救援、氣象監(jiān)測、海洋漁業(yè)等諸多領(lǐng)域得到應用。
在授時方面，衛(wèi)星定位系統(tǒng)授時的連續(xù)性與精準性，要比我們能夠接觸到的廣播授時、電波授時更加準確。因為可以同步時間，那么在我們的電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、金融系統(tǒng)中，只要是需要多個個體需要時間進行精準匹配的話，那么衛(wèi)星定位系統(tǒng)的授時對于這些個體來說都是必要的。比如說電力系統(tǒng)中需要的故障測距、雷電監(jiān)測、繼電保護等都可以通過準確的時間差進行判斷，通過人力排查效率會變得非常低下。北斗以中國時間保障了電力暢通。電網(wǎng)是一個巨大的系統(tǒng)工程，必須確保設(shè)備內(nèi)部時鐘的一致性。基于北斗的電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)，解決了電力系統(tǒng)時間同步應用中可靠的時鐘源、全網(wǎng)時間同步管理和遠程集中實時監(jiān)測維護三大難題，有效保障了電力安全。
通訊系統(tǒng)則需要準確的授時，這樣才能分辨不同的通訊系統(tǒng)接收與發(fā)送信息時不會出現(xiàn)混亂，減輕系統(tǒng)的壓力，金融系統(tǒng)也是一樣，全球的金融機構(gòu)如果沒有統(tǒng)一的時間，那么金融交易可靠性就會大打折扣。
海洋漁業(yè)生產(chǎn)是高風險、高危事故高發(fā)的行業(yè)。目前的海洋漁業(yè)生產(chǎn)，因為海上缺乏有效的通信手段和救援手段，使得船只在出現(xiàn)險情時無法得到及時救助，再加上漁 船質(zhì)量和管理水平相對落后而導致一系列漁業(yè)生產(chǎn)安全問題。為有效地保護漁業(yè)資源，保障漁民生命財產(chǎn)安全和漁民的利益，近年來，農(nóng)業(yè)部積極開展?jié)O業(yè)安全生產(chǎn) 保障工作，對我國海洋漁業(yè)漁船管理方面提出了利用無覆蓋盲區(qū)的多種衛(wèi)星通信技術(shù)和導航技術(shù)，建立我國50海里以外遠海的海洋漁業(yè)漁船船位監(jiān)測系統(tǒng)。由于北斗系統(tǒng)集定位、雙向短報文通信和授時服務這三種功能為一身，并具有覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)，24小時全天候服務，無通訊盲區(qū)，高強度加密設(shè)計，安全、可靠、穩(wěn)定，適合關(guān)鍵部門應用等特點。因此，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)成功地應用在需要定位導航與移動數(shù)據(jù)通信相互結(jié)合的遠海海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)保障服務領(lǐng)域。
目前在遠海海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)保障方面，主要運用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)漁船船位監(jiān)控指揮管理系統(tǒng)。運用北斗技術(shù)，為海上漁業(yè)生產(chǎn)作業(yè)者提供自主導航、遇險求救 等安全生產(chǎn)服務，還為海上漁業(yè)生產(chǎn)作業(yè)者提供航海通告、海況、漁訊等增值信息服務。解決了船與船之間、船與岸上家屬之間、船與管理部門之間的雙向短消息互 通。運用北斗技術(shù)，能夠預防和減少碰撞事故的發(fā)生，并在船舶遇險時進行快速、有效的救助。實現(xiàn)應急指揮數(shù)據(jù)綜合查詢，搜救行動輔助決策，搜救力量聯(lián)動指 揮，改善和提升漁業(yè)部門應急的組織、指揮、協(xié)調(diào)能力，提高海上搜救的效率和成功率。
地球上的坐標點是唯一的，所以我們一旦知道了自己所在的坐標，那么對于許多事情都非常有幫助，這也就與救援相互對應起來，一個精準的位置能夠使救援更加高效、快速、準確，這往往通過口述等形式所無法達到的效果。只要需要定位的時候，不用說，衛(wèi)星定位肯定是最優(yōu)的選擇。
比如說地震在何處發(fā)生、海嘯何時到達、遠洋船只在那里遇險等等，通過衛(wèi)星定位之后，這些數(shù)據(jù)都能夠更加準確的呈現(xiàn)在我們面前，而一些模擬災情的系統(tǒng)在演算的過程中也需要這樣的數(shù)據(jù)，衛(wèi)星定位在這一方面是非常好的工具。
地 震是對人類危害最嚴重的自然災害之一，因其發(fā)生的突然性和巨大的破壞性，以及地震發(fā)生的難預測性，往往可能導致建筑物、道路等生命線工程設(shè)施的嚴重破壞， 同時造成大量的人員傷亡，給人類社會造成了重大影響和巨大損失。在地震發(fā)生后如何在短時間內(nèi)快速獲取地震災情的空間分布、快速進行目標救援和有效開展災后 恢復，是開展地震救援工作的關(guān)鍵。而我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)為地震救災提供了重要的定位和導航技術(shù)，使災后救援和恢復行動得以準確和高效的完 成，從而減少了地震及其次生災害帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失。例如在汶川大地震的時候，一些通訊手段失靈，當時就啟用了北斗衛(wèi)星提供信息服務和位置基準。
以前我們也曾經(jīng)說過，在野外郊游的時候盡量配備上一臺衛(wèi)星定位設(shè)備，這樣對于自身的安全是一種保障，在遇到緊急情況的時候，衛(wèi)星定位的坐標就成為了一種非常高效的求救數(shù)據(jù)。比如在 森林防火撲救指揮中，不僅需要有精確的定位設(shè)備對火源、火場進行精確定位，還要為參加林火撲救的隊伍進行精確的定位導航，以保證在林火發(fā)生時能使得撲救隊 伍能夠選擇最佳路徑在最短時間內(nèi)抵達火場并實施撲救；此外，還要為撲救隊員與森林防火指揮中心之間提供有效的通信手段，已保證指揮中心下達的各種指揮調(diào)度 信息能夠及時準確的傳達到各級撲救指戰(zhàn)員，同時也要使得撲救一線的火場火勢以及其他信息能夠及時有效地上報到指揮中心，為指揮人員進行科學合理的決策提供 準確的信息。此外，在森林防火的日常巡護巡查過程中，也需要行之有效的定位工具和通信手段，保持流動巡護人員及時準確到位，并與指揮中心保持流暢的通信聯(lián) 絡(luò)以及時傳遞巡查過程中發(fā)現(xiàn)的各種有效信息。簡而言之，無論是林火發(fā)生時的撲救指揮還是日常管理中的巡查，都需要有精確的定位工具和有效的通信手段，保證 森林防火中心與森林防護人員保持密切的聯(lián)系，并隨時掌握一線人員的動態(tài)位置。眾所周知，GPS手 持設(shè)備可以為森林防火隊員和巡護人員提供高精度的定位導航信息，衛(wèi)星電話、甚高頻對講機或超短波電臺可以為防火人員提供移動通信手段，但由于甚高頻以及超 短波通信的通信距離及受地形限制的因素，極大的制約了其使用范圍，無法保證防火人員能夠與指揮中心之間保持暢通無阻的通信，而衛(wèi)星電話設(shè)備造價高，通信費 用高昂，也極大的限制了其在森林防火中的廣泛應用。由于通信手段的限制，盡管一線防火人員配備了高精度的定位導航設(shè)備，也無法使得指揮部門實時動態(tài)地掌握 前方人員的位置，進而不能有效的實施指揮調(diào)度控制，不能實現(xiàn)科學高效的林火撲救。
在森林防火中運用北斗技術(shù)，不僅可以解決甚高頻或超短波通信中的通信有效距離受限制的問題，還可以為防火隊員提供高精度的位置信息，實現(xiàn)定位導航；在使用北斗系統(tǒng)衛(wèi)星終端進行定位的過程中，終端在獲得本地位置信息的同時，防火指揮中心通過北斗指揮型終端也可以接收到該終端的位置信息，因此，北斗系統(tǒng)已經(jīng)在森林防火部門進行了廣泛地應用。
在水資源監(jiān)控方面，運用北斗系統(tǒng)，可監(jiān)測和實時傳遞河流湖海的水文或潮汐信息。目前北斗已經(jīng)成功應用于水文測報、黃河三角洲防洪減災、水土保持生態(tài)建設(shè)、淤地壩建設(shè)及黃河調(diào)水調(diào)沙、下游地區(qū)的洪水預報與災情評估中。同時，北斗定位技術(shù)在水土保持工程建設(shè)、水土流失監(jiān)測和生態(tài)建設(shè)中的應用發(fā)展很快。全國水土流失監(jiān)測中，尤其對地面監(jiān)測，都充分利用北斗技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速采集、對象屬性的實時分析。“數(shù)字黃河”，就是借助全數(shù)字攝影測量、遙測、遙感、地理信息系統(tǒng)、北斗系統(tǒng)等現(xiàn)代手段及傳統(tǒng)手段采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對黃河流域及其相關(guān)地區(qū)的自然、經(jīng)濟、社會等要素構(gòu)建成一體化的數(shù)字集成平臺和虛擬環(huán)境，對黃河治理開發(fā)和管理的各種方案進行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持，增強決策的科學性和預見性。
衛(wèi)星定位對于測繪自動化來說是非常必要的，如果說我們可以用尺來量取多邊形的邊長，算出它的面積，那么一個不規(guī)則的圖形，比如說一個一個山頭的面積，我們利用衛(wèi)星采集數(shù)據(jù)后交由計算機計算，要遠比我們?nèi)藶檫M行估算測量要準確的多。
在機械自動化方面，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的覆蓋面廣、定位連續(xù)性的特點則對無人操作的一些農(nóng)產(chǎn)機械、車輛等定位導航非常有幫助，而且構(gòu)成成本也會低很多，相信沒有人為了幾百畝的農(nóng)田自己建造一個小型的區(qū)域定位裝置，所以覆蓋面非常廣的衛(wèi)星定位系統(tǒng)成為了首選。
我們最常接觸到的衛(wèi)星定位，其實是連續(xù)性的，我們使用最多的是導航儀等產(chǎn)品，其實就是在不斷的重復著定位，不停的刷新當前位置，這樣連續(xù)起來就 構(gòu)成了導航儀所展現(xiàn)的功能，導航儀因為是基于地圖軟件固定的線路完成導航的全部過程的，所以在導航的過程中可以提前預知我們要去的方向。當一個指令是需要匹配到特定的位置時，衛(wèi)星定位理所當然的成為了中間的一個環(huán)節(jié)。
下面，我們介紹衛(wèi)星定位系統(tǒng)最廣泛的應用——導航及定位追蹤。
出行去一個陌生的城市，有個導航儀還是非常方便的，那么導航儀是什么，都有哪些分類？下面將為您逐一介紹。
導航儀簡單講就是給您指路用的設(shè)備，根據(jù)設(shè)備上衛(wèi)星接收器，接收來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，從而確定您當前的位置，然后標定在導航儀的電子地圖上，再通過計算給您引路。導航儀的任務就是通過不斷地以視覺或語音方式給使用者推薦出行路線。
導航儀分為兩大類，第一類為便攜式，也就是可以拿在手上的導航儀，包括便攜式導航儀和手機導航；第二類為車載導航儀，也就是安裝在車上的導航儀。
導航儀有三大功能，也就是地圖查詢、路線規(guī)劃及自動導航。地圖查詢是指可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置，也可以搜索你附近或某個位置附近的如加油站，賓館、餐館等位置點。路線規(guī)劃是指導航儀會根據(jù)你設(shè)定的起始點和目的地，自動規(guī)劃一條線路。 自動導航是指當導航儀自動規(guī)劃好線路后自動進行導航。包括語音導航、畫面導航及重新規(guī)劃線路。語音導航是用語音提前向駕駛者提供路口轉(zhuǎn)向，導航系統(tǒng)狀況等行車信息，就像一個懂路的向?qū)Ц嬖V你如何駕車去目的地一樣。導航中最重要的一個功能，使你無需觀看操作終端，通過語音提示就可以安全到達目的地。畫面導航是在導航儀平面上，會顯示地圖，以及車子現(xiàn)在的位置，行車速度，目的地的距離，規(guī)劃的路線提示，路口轉(zhuǎn)向提示的行車信息。重新規(guī)劃線路是當你沒有按規(guī)劃的線路行駛，或者走錯路口時候，GPS 導航系統(tǒng)會根據(jù)你現(xiàn)在的位置，為你重新規(guī)劃一條新的到達目的地的線路。
很顯然，導航儀是個非常實用的物件，比地圖更直接，比問路更方便。即便車內(nèi)沒有配備，各種外接導航也可以滿足同樣的需求，甚至是手機都有非常強大導航功能。
2010年，中國乘用車產(chǎn)銷1389.71萬輛和 1375.78萬輛，同比增長33.83%和33.17%。其中中國汽車導航市場的主要目標市場產(chǎn)銷量分別完成957.59萬輛和949.43萬輛，同比增長28.17%和27.05%，持續(xù)增長的汽車市場為GPS市場容量的擴大創(chuàng)造了條件。
未來導航市場既有很多機會，也面臨很多挑戰(zhàn)。一方面，中國已成為全球汽車產(chǎn)銷第一大國，汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，將提供更廣闊的需求基礎(chǔ)，同時物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)應用體驗與合作模式的創(chuàng)新將促使產(chǎn)業(yè)規(guī)模提升，資本市場持續(xù)活躍也將為GPS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供資金保障。
除了導航之外，衛(wèi)星定位系統(tǒng)還有一個廣泛應用的領(lǐng)域就是定位追蹤。定位追蹤是結(jié)合了衛(wèi)星定位技術(shù)、無線通信技術(shù)(GSM/GPRS/CDMA)、圖像處理技術(shù)及GIS技術(shù)，用于對移動的人、寵物、車及設(shè)備進行遠程實時監(jiān)控的一門技術(shù)。
定位追蹤由終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控平臺組成三層聯(lián)網(wǎng)式綜合監(jiān)管系統(tǒng)，用于兒童、老人及寵物的行蹤掌控，公路巡檢，貴重貨物跟蹤，追蹤與勤務派遣，私人偵探工具，個人財物跟蹤，寵物跟蹤，野生動物追蹤，貨運業(yè)，汽車防盜，自行車防盜，電動車防盜，摩托車防盜，銀行運鈔車，軍警演習操控，檢調(diào)追蹤，公務車管理等。
今年4月份，交通運輸部等四部門近日聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于加強道路運輸車輛動態(tài)監(jiān)管工作的通知》，要求今年年底前，所有旅游包車、三類以上班線客車(指經(jīng)營者自有營運客車10輛以上、客位200個以上)，以及運輸危險化學品、煙花爆竹、民用爆炸物品的道路專用車輛(以上簡稱“兩客一危”車輛)，都將安裝使用具有行駛記錄功能的衛(wèi)星定位裝置。通知指出，從今年8月1日起，“兩客一危”車輛出廠前應安裝符合規(guī)定的衛(wèi)星定位裝置。對于不符合規(guī)定的車輛，不予核發(fā)道路運輸證。對于已經(jīng)取得道路運輸證但尚未安裝衛(wèi)星定位裝置的營運車輛，道路運輸管理部門將督促運輸企業(yè)加裝，并接入全國重點營運車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)。
至此，關(guān)于衛(wèi)星定位系統(tǒng)在交通運輸方面的政策已經(jīng)相當明朗，各級政府及主管部門鼓勵企業(yè)積極參與政府組織的道路運輸安全化及物流信息化建設(shè)，打造智能交通，構(gòu)建和諧社會。政策為衛(wèi)星定位設(shè)備制造企業(yè)的發(fā)展帶來機遇，衛(wèi)星定位進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的快車道時刻即將來臨。
當然，目前所說的導航及定位追蹤基本上以GPS系統(tǒng)為主，由于北斗起步晚，民用的步伐相對緩慢，大規(guī)模的應用還需要一個過程。但是北斗的前景無容置疑，下面我們就來展望北斗的發(fā)展前景。
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