卫星定位正在改变我们的生活(3)

北斗导航系统的应用
 
如果说卫星定位系统的功能仅仅是用于导航,那么就太小看它。其实卫星定位系统与我们的日常生活息息相关。从通讯到电力,卫星定位系统的最主要用途是其精准的授时,通过精准度的授时能够同步系统时间的准确性,保证我们日常生活中的一些设施能够正常运行。和我们的生活紧密地关联在一起,可以说卫星定位系统的 用途很多,而我们普通用户只接触到了其中的一部分,当然导航功能是应用最为广泛,使用人数最多的一种应用方式,但是绝对不代表导航的实际价值是在这一类应 用中最高的。只要在我们的生活中需要确定位置的应用中,不难发现我们都可以找到卫星定位的踪影,而且不少应用逐渐开始涉及到我们的日常生活必备设施当中。以下是卫星定位系统的主要用途:
 
(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;
 
(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;
 
(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
 
1、 用于导航
 
● 船舶远洋导航和进港引水
 
● 飞机航路引导和进场降落
 
● 汽车自主导航
 
● 紧急救生
 
● 个人旅游及野外探险
 
● 个人通讯终端(与手机,PDA,电子地图等集成一体)
 
2、用于跟踪
 
● 地面车辆跟踪和城市智能交通管理
 
● 物流、资产、保险
 
● 车辆防盗
 
● 人员跟踪、监护
 
3、 用于授时
 
● 电力,邮电,通讯等网络的时间同步
 
● 准确时间的授入
 
● 准确频率的授入
 
4、 用于精确测量
 
● 各种等级的大地测量,控制测量
 
● 道路和各种线路放样
 
● 水下地形测量
 
● 地壳形变测量,大坝和大型建筑物变形监测
 
● GIS 应用
 
● 工程机械(轮胎吊,推土机等)控制
 
● 精细农业
 
北斗导航系统主要用于国家经济建设,为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。不 但能够提供高精度、高可靠的导航、定位和授时服务,还拥有独特的短报文通信功能,它巧妙地把导航定位和信息传递功能结合起来,使应用者既能知道“我在哪 里”,也能知道“你在哪里”。目前,北斗系统已在测绘、水利、车辆导航监控、应急救援、气象监测、海洋渔业等诸多领域得到应用。
 
在授时方面,卫星定位系统授时的连续性与精准性,要比我们能够接触到的广播授时、电波授时更加准确。因为可以同步时间,那么在我们的电力系统、通讯系统、金融系统中,只要是需要多个个体需要时间进行精准匹配的话,那么卫星定位系统的授时对于这些个体来说都是必要的。比如说电力系统中需要的故障测距、雷电监测、继电保护等都可以通过准确的时间差进行判断,通过人力排查效率会变得非常低下。北斗以中国时间保障了电力畅通。电网是一个巨大的系统工程,必须确保设备内部时钟的一致性。基于北斗的电力全网时间同步管理系统,解决了电力系统时间同步应用中可靠的时钟源、全网时间同步管理和远程集中实时监测维护三大难题,有效保障了电力安全。
 
通讯系统则需要准确的授时,这样才能分辨不同的通讯系统接收与发送信息时不会出现混乱,减轻系统的压力,金融系统也是一样,全球的金融机构如果没有统一的时间,那么金融交易可靠性就会大打折扣。
 
海洋渔业生产是高风险、高危事故高发的行业。目前的海洋渔业生产,因为海上缺乏有效的通信手段和救援手段,使得船只在出现险情时无法得到及时救助,再加上渔 船质量和管理水平相对落后而导致一系列渔业生产安全问题。为有效地保护渔业资源,保障渔民生命财产安全和渔民的利益,近年来,农业部积极开展渔业安全生产 保障工作,对我国海洋渔业渔船管理方面提出了利用无覆盖盲区的多种卫星通信技术和导航技术,建立我国50海里以外远海的海洋渔业渔船船位监测系统。由于北斗系统集定位、双向短报文通信和授时服务这三种功能为一身,并具有覆盖中国及周边国家和地区,24小时全天候服务,无通讯盲区,高强度加密设计,安全、可靠、稳定,适合关键部门应用等特点。因此,北斗卫星定位系统成功地应用在需要定位导航与移动数据通信相互结合的远海海洋渔业安全生产保障服务领域。
 
目前在远海海洋渔业安全生产保障方面,主要运用北斗卫星定位系统实现渔船船位监控指挥管理系统。运用北斗技术,为海上渔业生产作业者提供自主导航、遇险求救 等安全生产服务,还为海上渔业生产作业者提供航海通告、海况、渔讯等增值信息服务。解决了船与船之间、船与岸上家属之间、船与管理部门之间的双向短消息互 通。运用北斗技术,能够预防和减少碰撞事故的发生,并在船舶遇险时进行快速、有效的救助。实现应急指挥数据综合查询,搜救行动辅助决策,搜救力量联动指 挥,改善和提升渔业部门应急的组织、指挥、协调能力,提高海上搜救的效率和成功率。
 
地球上的坐标点是唯一的,所以我们一旦知道了自己所在的坐标,那么对于许多事情都非常有帮助,这也就与救援相互对应起来,一个精准的位置能够使救援更加高效、快速、准确,这往往通过口述等形式所无法达到的效果。只要需要定位的时候,不用说,卫星定位肯定是最优的选择。
 
比如说地震在何处发生、海啸何时到达、远洋船只在那里遇险等等,通过卫星定位之后,这些数据都能够更加准确的呈现在我们面前,而一些模拟灾情的系统在演算的过程中也需要这样的数据,卫星定位在这一方面是非常好的工具。
 
地 震是对人类危害最严重的自然灾害之一,因其发生的突然性和巨大的破坏性,以及地震发生的难预测性,往往可能导致建筑物、道路等生命线工程设施的严重破坏, 同时造成大量的人员伤亡,给人类社会造成了重大影响和巨大损失。在地震发生后如何在短时间内快速获取地震灾情的空间分布、快速进行目标救援和有效开展灾后 恢复,是开展地震救援工作的关键。而我国自主研发的北斗卫星定位导航系统为地震救灾提供了重要的定位和导航技术,使灾后救援和恢复行动得以准确和高效的完 成,从而减少了地震及其次生灾害带来的人员伤亡和财产损失。例如在汶川大地震的时候,一些通讯手段失灵,当时就启用了北斗卫星提供信息服务和位置基准。
 
以前我们也曾经说过,在野外郊游的时候尽量配备上一台卫星定位设备,这样对于自身的安全是一种保障,在遇到紧急情况的时候,卫星定位的坐标就成为了一种非常高效的求救数据。比如在 森林防火扑救指挥中,不仅需要有精确的定位设备对火源、火场进行精确定位,还要为参加林火扑救的队伍进行精确的定位导航,以保证在林火发生时能使得扑救队 伍能够选择最佳路径在最短时间内抵达火场并实施扑救;此外,还要为扑救队员与森林防火指挥中心之间提供有效的通信手段,已保证指挥中心下达的各种指挥调度 信息能够及时准确的传达到各级扑救指战员,同时也要使得扑救一线的火场火势以及其他信息能够及时有效地上报到指挥中心,为指挥人员进行科学合理的决策提供 准确的信息。此外,在森林防火的日常巡护巡查过程中,也需要行之有效的定位工具和通信手段,保持流动巡护人员及时准确到位,并与指挥中心保持流畅的通信联 络以及时传递巡查过程中发现的各种有效信息。简而言之,无论是林火发生时的扑救指挥还是日常管理中的巡查,都需要有精确的定位工具和有效的通信手段,保证 森林防火中心与森林防护人员保持密切的联系,并随时掌握一线人员的动态位置。众所周知,GPS手 持设备可以为森林防火队员和巡护人员提供高精度的定位导航信息,卫星电话、甚高频对讲机或超短波电台可以为防火人员提供移动通信手段,但由于甚高频以及超 短波通信的通信距离及受地形限制的因素,极大的制约了其使用范围,无法保证防火人员能够与指挥中心之间保持畅通无阻的通信,而卫星电话设备造价高,通信费 用高昂,也极大的限制了其在森林防火中的广泛应用。由于通信手段的限制,尽管一线防火人员配备了高精度的定位导航设备,也无法使得指挥部门实时动态地掌握 前方人员的位置,进而不能有效的实施指挥调度控制,不能实现科学高效的林火扑救。
 
在森林防火中运用北斗技术,不仅可以解决甚高频或超短波通信中的通信有效距离受限制的问题,还可以为防火队员提供高精度的位置信息,实现定位导航;在使用北斗系统卫星终端进行定位的过程中,终端在获得本地位置信息的同时,防火指挥中心通过北斗指挥型终端也可以接收到该终端的位置信息,因此,北斗系统已经在森林防火部门进行了广泛地应用。
 
在水资源监控方面,运用北斗系统,可监测和实时传递河流湖海的水文或潮汐信息。目前北斗已经成功应用于水文测报、黄河三角洲防洪减灾、水土保持生态建设、淤地坝建设及黄河调水调沙、下游地区的洪水预报与灾情评估中。同时,北斗定位技术在水土保持工程建设、水土流失监测和生态建设中的应用发展很快。全国水土流失监测中,尤其对地面监测,都充分利用北斗技术,实现数据的快速采集、对象属性的实时分析。“数字黄河”,就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感、地理信息系统、北斗系统等现代手段及传统手段采集基础数据,对黄河流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构建成一体化的数字集成平台和虚拟环境,对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究,并在可视化的条件下提供决策支持,增强决策的科学性和预见性。
 
卫星定位对于测绘自动化来说是非常必要的,如果说我们可以用尺来量取多边形的边长,算出它的面积,那么一个不规则的图形,比如说一个一个山头的面积,我们利用卫星采集数据后交由计算机计算,要远比我们人为进行估算测量要准确的多。
 
在机械自动化方面,卫星定位系统的覆盖面广、定位连续性的特点则对无人操作的一些农产机械、车辆等定位导航非常有帮助,而且构成成本也会低很多,相信没有人为了几百亩的农田自己建造一个小型的区域定位装置,所以覆盖面非常广的卫星定位系统成为了首选。
 
我们最常接触到的卫星定位,其实是连续性的,我们使用最多的是导航仪等产品,其实就是在不断的重复着定位,不停的刷新当前位置,这样连续起来就 构成了导航仪所展现的功能,导航仪因为是基于地图软件固定的线路完成导航的全部过程的,所以在导航的过程中可以提前预知我们要去的方向。当一个指令是需要匹配到特定的位置时,卫星定位理所当然的成为了中间的一个环节。
 
下面,我们介绍卫星定位系统最广泛的应用——导航及定位追踪。
 
出行去一个陌生的城市,有个导航仪还是非常方便的,那么导航仪是什么,都有哪些分类?下面将为您逐一介绍。
 
导航仪简单讲就是给您指路用的设备,根据设备上卫星接收器,接收来自卫星的数据,从而确定您当前的位置,然后标定在导航仪的电子地图上,再通过计算给您引路。导航仪的任务就是通过不断地以视觉或语音方式给使用者推荐出行路线。
 
导航仪分为两大类,第一类为便携式,也就是可以拿在手上的导航仪,包括便携式导航仪和手机导航;第二类为车载导航仪,也就是安装在车上的导航仪。
 
导航仪有三大功能,也就是地图查询、路线规划及自动导航。地图查询是指可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置,也可以搜索你附近或某个位置附近的如加油站,宾馆、餐馆等位置点。路线规划是指导航仪会根据你设定的起始点和目的地,自动规划一条线路。 自动导航是指当导航仪自动规划好线路后自动进行导航。包括语音导航、画面导航及重新规划线路。语音导航是用语音提前向驾驶者提供路口转向,导航系统状况等行车信息,就像一个懂路的向导告诉你如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能,使你无需观看操作终端,通过语音提示就可以安全到达目的地。画面导航是在导航仪平面上,会显示地图,以及车子现在的位置,行车速度,目的地的距离,规划的路线提示,路口转向提示的行车信息。重新规划线路是当你没有按规划的线路行驶,或者走错路口时候,GPS 导航系统会根据你现在的位置,为你重新规划一条新的到达目的地的线路。
 
很显然,导航仪是个非常实用的物件,比地图更直接,比问路更方便。即便车内没有配备,各种外接导航也可以满足同样的需求,甚至是手机都有非常强大导航功能。
 
2010年,中国乘用车产销1389.71万辆和 1375.78万辆,同比增长33.83%和33.17%。其中中国汽车导航市场的主要目标市场产销量分别完成957.59万辆和949.43万辆,同比增长28.17%和27.05%,持续增长的汽车市场为GPS市场容量的扩大创造了条件。
 
未来导航市场既有很多机会,也面临很多挑战。一方面,中国已成为全球汽车产销第一大国,汽车产业蓬勃发展,将提供更广阔的需求基础,同时物联网、移动互联网、云计算等新技术应用体验与合作模式的创新将促使产业规模提升,资本市场持续活跃也将为GPS产业的发展提供资金保障。
 
除了导航之外,卫星定位系统还有一个广泛应用的领域就是定位追踪。定位追踪是结合了卫星定位技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术,用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时监控的一门技术。
 
定位追踪由终端、传输网络和监控平台组成三层联网式综合监管系统,用于儿童、老人及宠物的行踪掌控,公路巡检,贵重货物跟踪,追踪与勤务派遣,私人侦探工具,个人财物跟踪,宠物跟踪,野生动物追踪,货运业,汽车防盗,自行车防盗,电动车防盗,摩托车防盗,银行运钞车,军警演习操控,检调追踪,公务车管理等。
 
今年4月份,交通运输部等四部门近日联合下发了《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》,要求今年年底前,所有旅游包车、三类以上班线客车(指经营者自有营运客车10辆以上、客位200个以上),以及运输危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品的道路专用车辆(以上简称“两客一危”车辆),都将安装使用具有行驶记录功能的卫星定位装置。通知指出,从今年8月1日起,“两客一危”车辆出厂前应安装符合规定的卫星定位装置。对于不符合规定的车辆,不予核发道路运输证。对于已经取得道路运输证但尚未安装卫星定位装置的营运车辆,道路运输管理部门将督促运输企业加装,并接入全国重点营运车辆联网联控系统。
 
至此,关于卫星定位系统在交通运输方面的政策已经相当明朗,各级政府及主管部门鼓励企业积极参与政府组织的道路运输安全化及物流信息化建设,打造智能交通,构建和谐社会。政策为卫星定位设备制造企业的发展带来机遇,卫星定位进入产业化发展的快车道时刻即将来临。
 
当然,目前所说的导航及定位追踪基本上以GPS系统为主,由于北斗起步晚,民用的步伐相对缓慢,大规模的应用还需要一个过程。但是北斗的前景无容置疑,下面我们就来展望北斗的发展前景。