淺談北斗衛星導航系統的發展意義

于海俠

【摘要】北斗衛星導航系統是中國自主研發的定位系統，為本國及相鄰國家提供定位﹑導航和授時服務。該系統的建立使我們擺脫了對GPS及其他定位系統的依賴，維護了國家的安全，體現了國家實力。它的快速發展不僅可以促進國家的經濟建設，也提高了中國在世界的地位。本文就北斗衛星導航系統的發展和應用做了簡單的概述。

【關鍵詞】北斗衛星導航;發展意義

引言

在一個快速發展的信息社會，導航定位系統在軍事，民用各方面都起著至關重要的作用，它作為強國的基礎設施之一，也是未來發展的必然趨勢。美國﹑俄羅斯﹑歐洲相繼建立和發展了自己定位導航系統，中國也不甘落后，成為發展導航系統的后起之秀，成功建立了北斗衛星導航系統，該系統的發展和應用不僅對其他定位導航系統產生了強有力的競爭，更重要是使中國在世界提高了地位，有著重要的戰略意義。

1.北斗衛星技術的概述

北斗衛星導航系統是中國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。中國歷經幾十年的發展，成功建立和應用了北斗衛星導航系統，標志著中國成擁有自主衛星導航系統的國家。“北斗”衛星導航系統包括35顆衛星，其中包括27顆中高度圓軌道衛星，5顆地球靜止軌道衛星，3顆傾斜地球同步軌道衛星。它們能提供持續而實時的被動三維地理空間定位和速度測算。它由三部分組成，分別是空間端，地面端和用戶段組成。

2.各大定位系統的發展與比較

2.1 美國GPS全球定位系統

GPS是美國開發和應用的定位導航系統。20世紀70年代的新一代衛星定位系統，它以實時﹑精確和全球性的服務為特點，主要為陸海空提供服務，可以搜集情報﹑緊急通訊和各點檢測等。經過20多年的發展和應用，到1994年，美國的GPS覆蓋已經達到98%，這表明美國在世界上占有絕對的優勢和主動權。GPS發射的信號有精碼和粗碼之分，精碼的定位信息精度高于粗碼，主要用于本國或盟國的軍事的保密碼。粗碼供全世界使用，不限制用戶數量。

2.2 俄羅斯格洛納斯定位系統

格洛納斯GLONASS”是俄羅斯的定位導航系統，開始于70年代中期。到21世紀初期格洛納斯隨著俄羅斯經濟好轉快速發展，更新了定位系統，于2011年1月在全球正式運行。格洛納斯系統使用頻分多址（FDMA）的方式，每顆格洛納斯衛星廣播兩種信號，L1和L2信號，很大程度上提高了它的定位精度。系統提供全球導航和定時服務，用戶不受數量限制的免費試用。

2.3 歐洲的“伽利略”系統

歐洲“伽利略”系統為了擺脫對美國GPS系統的依賴，于1999年合作啟動了“伽利略”項目。它的系統具有定位﹑導航﹑授時服務，并有救援與搜索等特殊服務。伽利略系統是世界上第一個基于民用的，用戶可以用多制式接收機來獲得更多信號，使導航定位精度大大提高。

2.4 中國的北斗導航系統

北斗衛星導航系統是中國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。2000年，中國建成北斗導航試驗系統，并于2011年12月開始向中國及周邊地區提供服務。它由30顆非精致軌道衛星和5顆靜止軌道衛星組成，為用戶提供免費的導航、定位、授時服務。

綜上所述，全球的4大定位導航系統，都由三部分組成，分別是用戶端﹑地面端和空間端。用戶端是用戶裝置部分，由各種定位接收模塊與衛星天線組成的，也是用戶進行數據接收﹑分析及傳送相關定位數據的終端。地面端是由一個主控制站﹑幾個監測站﹑天線和通訊系統組成的，他們負責對每一顆衛星進行監視、跟蹤、遙測及控制。空間端是由靜止衛星和非靜止衛星組成，每個定位系統衛星數量稍有不同，他們負責發射一定頻率的無線電信號供定位模塊接收數據使用。

每個定位導航系統都提供定位、導航和授時服務，為本國及全球用戶提供免費服務。它們每個有各自的優勢，GPS為美國研發，現在它的應用已經覆蓋全球絕大部分的用戶，在定位系統之中占有絕對的優勢;格洛納斯系統使用頻分多址（FDMA）的方式，抗干擾能力很強;伽利略系統是世界上第一個基于民用的，定位精度能達到1米，是現有導航系統中精度最高的;而中國的北斗衛星導航系統具有定位和通訊雙功能，用戶不但可以知道自己的位置，還可以告訴別人自己位置。

隨著市場的快速發展，每個定位導航系統將形成互相競爭的局面，他們的互補和相互制約也會為每個用戶提供更精確穩定的定位信號，將有利于用戶脫離依賴性而進行選擇，也使導航系統能夠快速健康的發展。

3.發展北斗衛星系統的意義

北斗導航系統不僅在軍事上產生重要的意義，而且在民生中的發展也起到了不容忽視的地位，像交通運輸，林漁業，電信，測繪，氣象等方面都產生了巨大的經濟價值。

3.1 北斗衛星導航系統軍事上的應用

建立獨立的衛星導航系統，是避免在戰爭中依賴于人，是保證國家安全的根本命脈。當今被全國廣泛以來和使用的定位導航系統為美國的GPS，如果國家與美國產生沖突，美國可以控制GPS對該國進行信號屏蔽，緊急情況甚至關閉服務，使其戰爭武器就成了擺設而無法發揮效能，這對國家的軍事戰爭具有極大的不利影響。所以發展自己的導航定位系統是具有重大的戰略意義。

3.2 北斗衛星導航系統在交通運輸行業的應用

交通運輸部為了適應社會經濟的快速發展，正在開展重點運輸過程車輛監控管理、服務示范系統工程，可以重點解決“兩客一危”車輛的監管和服務。在幾個示范城市，交通部已經通知80%的危險品運輸車輛，旅游車大客車都要安裝北斗導航系統的車載終端。基于北斗系統的車載終端，可以實時定位和監控車輛位置，通過無線移動傳輸技術和車輛進行信息交換實現互動，進行車輛遠程監控與調度指揮，便于部門或公司的管理與控制。這些應用不但可以提高車輛行業的管理水平，也能使運輸信息化建設快速發展，為我國的經濟發展做出重要貢獻。

3.3 北斗衛星導航系統在農業﹑林業﹑漁業中的應用

在社會經濟的快速發展中，北斗終端在農業﹑林業﹑漁業中的作用也顯得尤為重要。

北斗終端可以裝在農業機械上，實現對農田的定位耕作，體現了現代高新技術在農業中的應用，便于人們對田地的統一開發和管理。

在林業中，森林資源的保護和開發利用也對經濟的發展起到積極的作用，因此管理者及時掌握森林資源的動態變化而做出相應的正確決策就顯得更為重要。北斗導航系統也是林業工作者在林叢中考察工作時，利用它進行定位，辨別方向的新型工具。而且北斗導航系統可以測定森林的分布區域，進行樣地精確勘測，面積求算和制圖。這樣既能減少大量人力物力，更有效的提高森林業的管理水平。而且在森林火災預警，火災定位，救援中，北斗定位導航系統也起到無法替代的重要作用。

在漁業方面，北斗導航系統不僅可以幫漁民尋找魚群，還能在海況不好的情況，及時對漁船進行通告要求撤回，保證他們的海上安全作業。中國漁政還建立了“海洋漁業綜合信息服務系統”管理平臺，它是基于北斗定位系統開發，實現對出海漁船的實時監控、定位導航、合理調度和應急救援等。

3.4 北斗衛星導航系統在氣象﹑大自然災害中的應用

中國氣象局為了提高了國家氣象監測水平，提高預警能力，降低自然災害，也積極組織開展研發基于北斗導航系統的應用，實現氣象數據的實時采集分析，并把精確的數據提供給氣象部門使用。

北斗導航系統在自然災害中起到了搶險救災生命線的重要作用。例如在重大地震災難中，可能所有的通訊系統都將被破壞，只有衛星導航系統不受影響，盡大可能縮短時間對災害的位置上報到指揮部，對營救時間，減少損失的強險救災起到至關重要作用。

發現和預測地震的重要手段之一是地球板塊運動監測的檢測。在未來發展中，北斗導航系統可能會參加地球板塊的運動檢測，這在地震災害預測中是一個重要的發展突破。

3.5 北斗衛星導航系統在工程的應用

隨著科技的快速發展，北斗導航定位技術在工程機械和施工中的應用也越來越廣泛。各種工程機可以通過定位實現3D控制技術，打破了傳統的施工方法，減少了大量人工測量和數據誤差，使工程行業產生了革命性的突破，增加的系統的可靠性和安全性。而且基于北斗導航系統的儀器也可以對高樓﹑橋梁等工程在施工中進行實時﹑嚴密的監控，有利于工程的順利進行，也保證了人身安全。

除此之外，北斗導航系統還可以應用在個人定位，金融等其他方面。由此看來，北斗導航定位系統已經無時無刻在我們身邊，已經融入到我們的生活之中。

4.北斗衛星導航系統的未來

近幾年，隨著北斗衛星導航系統快速發展并在各個領域積極推廣使用，使人們更清楚的認識和了解我國自己研發的定位系統。據粗略統計，2012年我國衛星導航和相關位置服務產業年產值已經超過810億元，為國家的經濟發展貢獻重要的力量。有人預測，到2015年產值可能達到2千億元，2020年將達到4千億元，用戶擁有的各種定位終端也會突破10億臺。那時候，我國的相關產業應用規模會大幅度提升，北斗衛星導航系統的相關終端發展是突飛猛進，不僅會給我國帶來巨大的經濟價值，也會在國際市場上有更強的競爭力，更重要的是能使我國在世界的地位有重要的突破和提高。”

5.結束語

北斗衛星導航系統的建立和使用，擺脫了我國對GPS的依賴，打破了發達國家壟斷衛星導航定位技術的局面，增強了我國的武器效能，維護著國家安全，重要的是可以直接體現我國的技術實力和綜合國力。北斗衛星導航系統的廣泛應用，是我國信息化建設的重要里程碑，標志著我國在自主可控的衛星導航系統中邁出了一大步，不僅對中國，對世界也是意義重大，影響深遠。

參考文獻

[1]趙琳，丁繼成，馬雪飛.衛星導航原理及應用[M].西北工業大學出版社，2011.

[2]曹沖，陳勖，李冬航.北斗伴咱走天下[M].中國宇航出版社，2011.

[3]北斗衛星導航系統簡介[OL].www.beidou.gov.cn.2010-8-20.