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有人稱,衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用范圍之廣可與PC機(jī)相媲美。這句話并不為過(guò),因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)滲透到國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展以及百姓日常生活中的幾乎所有領(lǐng)域,可謂無(wú)孔不入,改變了人類(lèi)的商業(yè)和生活方式。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)提供的導(dǎo)航、定位與授時(shí)服務(wù)正在或已經(jīng)成為交通、金融、通信、電力等系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要保證。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化水平得到不斷提升,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到交通運(yùn)輸、基礎(chǔ)測(cè)繪、工程勘測(cè)、資源調(diào)查、地震監(jiān)測(cè)、公共安全與應(yīng)急管理等國(guó)民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域,在保障船舶安全航行、交通運(yùn)輸、海洋石油勘探、海洋資源調(diào)查、海上搜救打撈、海洋和關(guān)口工程建設(shè)施工等方面發(fā)揮了重要作用。
交通運(yùn)輸?shù)拇竽X
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)最顯著的應(yīng)用就是交通運(yùn)輸,在保證現(xiàn)代交通運(yùn)輸系統(tǒng)高效、安全、準(zhǔn)確地運(yùn)行,從而保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與安全中發(fā)揮著重要作用,推動(dòng)了世界交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)生了革命性變化。它可為船舶、汽車(chē)、飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航,如船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水,飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場(chǎng)降落,汽車(chē)自主導(dǎo)航,地面車(chē)輛跟蹤和城市智能交通管理等等。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)從一個(gè)資源、能源的出口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源和能源的進(jìn)口國(guó)。為此,資源與能源海上運(yùn)輸?shù)男逝c安全已經(jīng)成為關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)安全的關(guān)鍵性問(wèn)題。海上運(yùn)輸具有全時(shí)、全天候和全球性的特點(diǎn),而衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在海上運(yùn)輸中具有不可替代的位置,無(wú)論是雷達(dá)導(dǎo)航,還是羅蘭-C陸基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)等均受到不同因素的限制。因此,衛(wèi)星導(dǎo)航已經(jīng)成為保障海上運(yùn)輸效率與安全最重要的導(dǎo)航、定位方法。
公路交通運(yùn)輸目前是我國(guó)內(nèi)陸交通運(yùn)輸重要的途徑,然而,效率與安全一直是困擾我國(guó)公路交通運(yùn)輸?shù)碾y題。一方面,城市交通的擁堵造成了城市交通系統(tǒng)效率低下,導(dǎo)致資源、能源的極大浪費(fèi),加劇了環(huán)境污染,同時(shí)也產(chǎn)生了嚴(yán)重的安全問(wèn)題。另一方面,公路貨物運(yùn)輸?shù)男逝c安全也是現(xiàn)代物流業(yè)面臨的重要課題。利用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能比較容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車(chē)、物流配送、長(zhǎng)途運(yùn)輸、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛的跟蹤與調(diào)度管理,規(guī)劃最佳路線,提高道路和車(chē)輛資源的運(yùn)行效率,降低能源消耗,保證安全,促進(jìn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。尤其是在危險(xiǎn)品運(yùn)輸領(lǐng)域,衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用將極大地提高危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩裕s短事故救援的應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間,提高救援效率,降低事故損失。
凡是裝了“北斗”用戶機(jī)的公車(chē),在節(jié)假日的時(shí)候都是放在單位里面的。要是周六、周日有人要開(kāi)公務(wù)車(chē),車(chē)內(nèi)系統(tǒng)會(huì)提醒“今天是休息日,如果要使用的話要辦理手續(xù)”。而且車(chē)啟動(dòng)之后,監(jiān)督系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成信息發(fā)給監(jiān)督系統(tǒng)的管理員。截至2011年年底,廣州共計(jì)8316輛公務(wù)用車(chē)安裝了“北斗”衛(wèi)星電子監(jiān)控系統(tǒng),公車(chē)行駛里程較以往減少了20%以上。
工程建設(shè)的利器
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是高效、高精度地完成國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與大地測(cè)量的重要保障,它已基本取代了無(wú)線電導(dǎo)航、天文測(cè)量、傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)和測(cè)圖控制及工程測(cè)量,使測(cè)量制圖在精度、實(shí)時(shí)性、全天候等方面產(chǎn)生革命性變化。它可為建筑等提供精確的導(dǎo)航和測(cè)量技術(shù),大大提高工程建設(shè)的生產(chǎn)力,并提升相關(guān)活動(dòng)的精度和效率,包括挖掘、路基、城市規(guī)劃和現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)等。它還在資源調(diào)查、物理勘探、石油鉆探、林業(yè)和漁業(yè)等領(lǐng)域大有市場(chǎng)。
我國(guó)衛(wèi)星定位控制網(wǎng)的絕對(duì)定位精度達(dá)到厘米級(jí),相對(duì)定位精度達(dá)到107以上,比傳統(tǒng)測(cè)量方法的效率高3倍以上,費(fèi)用降低50%?!氨倍贰边€能在地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、地震帶區(qū)域站網(wǎng)監(jiān)測(cè)、三峽庫(kù)區(qū)地形/地質(zhì)變化監(jiān)測(cè)等方面作出貢獻(xiàn)。此外,它也廣泛應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)、交通勘測(cè)和礦山、石油、地質(zhì)、海島礁、國(guó)防建設(shè)等工程與勘探定位測(cè)量。
“北斗”融合遙感、地理信息系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各類(lèi)信息資源的共享、信息實(shí)時(shí)交換,使得空間測(cè)量更加精確和實(shí)時(shí)。在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,地理信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)多因素的綜合分析,可以迅速獲取滿足應(yīng)用需要的信息,并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)報(bào)表的形式顯示處理后的結(jié)果,提供活動(dòng)目標(biāo)的精確位置數(shù)據(jù)和周邊環(huán)境,以及歷史態(tài)勢(shì)重放或者模擬態(tài)勢(shì),實(shí)現(xiàn)在數(shù)字地圖上動(dòng)態(tài)顯示,從而提供多種形式的空間查詢、空間分析和輔助策劃。
既可以使用單臺(tái)“北斗”用戶機(jī)作業(yè),完成高精度測(cè)量任務(wù),也可以多合作業(yè),完成快速靜態(tài)/動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量,以及完成工程測(cè)量和快速保障測(cè)量,如放樣測(cè)量、隱蔽點(diǎn)測(cè)量、面積測(cè)量、交會(huì)測(cè)量等。
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與大地測(cè)量中。比如,應(yīng)用該技術(shù)已使道路、橋梁的建設(shè)精度達(dá)到毫米級(jí),大大提高了隧道、地鐵等重要交通基礎(chǔ)設(shè)施的測(cè)量與建設(shè)精度,降低了建設(shè)成本。“北斗”技術(shù)用于公路邊坡、橋梁變形監(jiān)測(cè)后,由于不受通視條件的限制,因而選點(diǎn)靈活,可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要,將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在對(duì)變形體的形變比較敏感的特征點(diǎn)上?;凇氨倍贰钡拇笮蜆蛄喊踩O(jiān)測(cè)系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)橋梁錨錠處沉降、橋塔處變位偏移、橋身相對(duì)變形;監(jiān)測(cè)橋梁在異常狀況下(地震、臺(tái)風(fēng)、船只撞擊等)的動(dòng)力響應(yīng),并且可以通過(guò)實(shí)時(shí)觀測(cè),得出橋梁的固有動(dòng)態(tài)特性的發(fā)展?fàn)顩r;通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試得到的橋梁變形與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),對(duì)橋梁的安全狀況進(jìn)行評(píng)估,并實(shí)施預(yù)報(bào)警。
精細(xì)農(nóng)業(yè)的核心
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)已用于農(nóng)場(chǎng)規(guī)劃、田間測(cè)圖、土壤取樣、拖拉機(jī)引導(dǎo)、作物田間檢測(cè)、播種速度選擇以及肥料、殺蟲(chóng)劑和產(chǎn)量檢測(cè)系統(tǒng)。在應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)之前,農(nóng)民為不同的土地匹配不同生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)定作物產(chǎn)量是非常困難的,這就限制了他們?yōu)樵霎a(chǎn)找到最有效的耕作方法。今天,衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備能夠提升農(nóng)藥、除草劑、肥料使用的精度,同時(shí)更好地控制化學(xué)物質(zhì)的擴(kuò)散,從而降低成本、擴(kuò)大產(chǎn)量,創(chuàng)造環(huán)境友好型的新農(nóng)場(chǎng)。
例如,10年前,國(guó)外一個(gè)4000英畝的農(nóng)場(chǎng)需要配備8~9臺(tái)拖拉機(jī),而今天卻只需要3~4臺(tái),在關(guān)鍵的種植和收獲季節(jié),這些設(shè)備可以24小時(shí)不間斷地工作。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能夠使不同地區(qū)、不同條件下的作物增產(chǎn)3%~50%,大大降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人力、資金(機(jī)器和設(shè)備)和原材料(種子、肥料、殺蟲(chóng)劑、其他化學(xué)藥品、燃料、油和電)成本,降低的投入占總成本的1%~50%不等。據(jù)估計(jì),衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)帶動(dòng)的平均增產(chǎn)可以達(dá)到10%,平均成本能夠降低15%。
我國(guó)很早就成立了精細(xì)農(nóng)作研究中心,研究和探索適合于我國(guó)的精細(xì)農(nóng)作之路。北京市于2000年啟動(dòng)了占地2000畝、為期3年的精確農(nóng)業(yè)示范工程。精細(xì)農(nóng)作的實(shí)踐將為我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的“高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的途徑??梢韵嘈?,隨著我國(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成,精細(xì)農(nóng)業(yè)會(huì)迅速發(fā)展。
海洋漁業(yè)的幫手
漁業(yè)是“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用最早也最為廣泛的一個(gè)行業(yè)之一。安裝了“北斗”用戶機(jī),不僅可以為船只導(dǎo)航,還可以通過(guò)“北斗”獨(dú)有的短報(bào)文技術(shù),報(bào)告船只位置和船上人員的情況。目前,我國(guó)已經(jīng)有近10萬(wàn)艘出海漁船都安裝了“北斗”用戶機(jī),使用它可以在手機(jī)信號(hào)不好的茫茫大海上,免費(fèi)發(fā)送短信,極大地保障了漁船出海安全,鞏固和發(fā)展了漁業(yè)生產(chǎn)。
對(duì)漁民來(lái)說(shuō),“北斗”的短報(bào)文功能至少有四大好處。一是與家人聯(lián)絡(luò),滿足情感需要;二是與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)聯(lián)絡(luò),打了什么魚(yú),有多少斤,可以提前通知預(yù)售,提高收入;三是與周邊漁船聯(lián)絡(luò),遇險(xiǎn)時(shí)及時(shí)自救互救;四是有了準(zhǔn)確定位,可以避免打魚(yú)越境的糾紛。
截至2012年2月底,通過(guò)“北斗”已先后向漁民發(fā)送了12500余次熱帶氣旋等危險(xiǎn)氣象信息警報(bào),指揮救助9起,救助漁船6艘、旅游船1艘、危重病人1人、漁民27人、游客6人,有效避免涉外事件4起,挽回經(jīng)濟(jì)損失上億元。
目前,“北斗”海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)的海上用戶量已達(dá)數(shù)萬(wàn),短信量月高峰可達(dá)70萬(wàn)條。也難怪會(huì)有漁民夸張地形容,現(xiàn)在漁船上只供奉兩樣?xùn)|西,一樣是媽祖,另一樣是“北斗”。
金融電力的保障
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位的精度取決于時(shí)間的精度,其授時(shí)功能對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有重要作用,所以導(dǎo)航衛(wèi)星都裝有時(shí)間精度極高的原子鐘,其每300萬(wàn)年~2000萬(wàn)年相差1秒?!氨倍贰睂?dǎo)航衛(wèi)星上的國(guó)產(chǎn)原子鐘穩(wěn)定程度也相當(dāng)高,每天變化只有十億分之一秒,其已用于金融、電力、通信、郵電、鐵路等網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步,準(zhǔn)確時(shí)間的授入,準(zhǔn)確頻率的授入。
現(xiàn)在,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)代金融業(yè)的重要基礎(chǔ),例如,基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)已經(jīng)成為銀行和證券服務(wù)最為重要的手段??梢哉f(shuō)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò),就沒(méi)有現(xiàn)在的金融體系與現(xiàn)代金融服務(wù)。然而,在網(wǎng)絡(luò)條件下的金融服務(wù)體系中,時(shí)間的同步是至關(guān)重要的,用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的精確授時(shí)服務(wù)可使現(xiàn)代金融體系實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步段,保證現(xiàn)代金融系統(tǒng)安全運(yùn)行。如果沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確的時(shí)間同步,現(xiàn)代金融體系的安全運(yùn)行將受到嚴(yán)重威脅,從而威脅國(guó)家的金融安全,威脅國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全與發(fā)展。
電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行需要在很大的范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)較高精度的時(shí)間同步。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)提供的高精度授時(shí)服務(wù)具有全球覆蓋、全天候、高精度的特點(diǎn),是電力系統(tǒng)理想的時(shí)間同步方式。采用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間同步,可實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)高精度的時(shí)間同步,實(shí)現(xiàn)同步相位測(cè)量、運(yùn)行穩(wěn)定性判斷、故障定位、高可靠性的電流縱差保護(hù)、繼電保護(hù)等,從而提高電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。
為了統(tǒng)一內(nèi)部時(shí)鐘,以前我國(guó)電力系統(tǒng)把美國(guó)的GPS作為主要的授時(shí)手段,通過(guò)GPS的民用信號(hào)向電力系統(tǒng)的電力自動(dòng)化設(shè)備、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、安全自動(dòng)保護(hù)設(shè)備、故障及事件記錄等智能設(shè)備提供授時(shí)信號(hào),以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的“同步”運(yùn)行?!氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“北斗電力全網(wǎng)時(shí)間同步管理系統(tǒng)”投入使用,結(jié)束了我國(guó)電力運(yùn)行時(shí)間完全依賴美國(guó)GPS的歷史,解決了電力系統(tǒng)時(shí)間同步應(yīng)用中的三個(gè)難題:可靠的時(shí)鐘源、全網(wǎng)時(shí)間同步管理、遠(yuǎn)程集中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)維護(hù),有效保障了我國(guó)電力安全和國(guó)家安全。這套系統(tǒng)的單向授時(shí)精度為100納秒,雙向授時(shí)達(dá)到20納秒,指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)系統(tǒng)。
我國(guó)早已成為全球最大的通信市場(chǎng),僅手機(jī)用戶就達(dá)10億以上。然而,通信業(yè)務(wù)所涉及的安全、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)等都是以一個(gè)共同的標(biāo)志“時(shí)間”為基礎(chǔ)的,即需要精確的“時(shí)間”和“時(shí)間同步”。所以,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的精確的授時(shí)服務(wù)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)獲取精確的“時(shí)間”與進(jìn)行高精度“時(shí)間同步”的重要途徑與手段,是保證通信安全的重要基礎(chǔ)。從安全性和可靠性角度考慮,在國(guó)家關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)部門(mén)使用我國(guó)自主的“北斗”的授時(shí),比GPS 的授時(shí)要好得多。
防災(zāi)救災(zāi)的大腕
在緊急救援上,基于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信以及位置報(bào)告等功能,已實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的實(shí)時(shí)救災(zāi)指揮調(diào)度、應(yīng)急通信、災(zāi)情信息快速上報(bào)與共享等服務(wù)功能,極大地提高了災(zāi)害應(yīng)急救援的快速反應(yīng)能力和決策能力。在2008年南方冰凍災(zāi)害、汶川抗震救災(zāi),2010年玉樹(shù)抗震救災(zāi)、舟曲泥石流救災(zāi)中,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都大顯身手。例如:
2008年汶川地震時(shí),震區(qū)通信中斷,中國(guó)衛(wèi)星定位應(yīng)用管理中心為救援部隊(duì)配備了1000多臺(tái)“北斗”用戶機(jī)?!氨倍贰钡亩虉?bào)文功能,讓救援部隊(duì)和指揮部的聯(lián)系保持順暢。借助“北斗”用戶機(jī),災(zāi)區(qū)的各重災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至村社都建立了通信聯(lián)系,并使后方指揮部實(shí)現(xiàn)了“看得見(jiàn)”的救援指揮,前方救援部隊(duì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的短報(bào)文通信。指揮命令及時(shí)下達(dá),災(zāi)情信息也實(shí)時(shí)上報(bào),前后方之間架起了有效的信息溝通橋梁,保證了整個(gè)救災(zāi)的指揮調(diào)度,在決策、搜救、醫(yī)療等工作中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。期間,我國(guó)自主研發(fā)的“基于北斗的救災(zāi)應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)”為災(zāi)區(qū)搜救工作提供了諸多幫助,成為搶險(xiǎn)救災(zāi)過(guò)程中最有力的通信手段。
該地震造成了2000余座水庫(kù)受到不同程度的損壞,隨時(shí)可能發(fā)生重大洪災(zāi),所以急需對(duì)堰塞湖和眾多水庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和災(zāi)害預(yù)警。然而,當(dāng)?shù)厝匀挥嗾鸩粩?,人工勘測(cè)十分危險(xiǎn),采用無(wú)人值守的“北斗遠(yuǎn)程自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”代替人工值班便成為了最佳的方式。
地震時(shí),四川的三個(gè)國(guó)家級(jí)和多個(gè)省級(jí)氣象數(shù)據(jù)采集站通信鏈路中斷,無(wú)法上報(bào)氣象數(shù)據(jù),而災(zāi)區(qū)天氣又連日多雨,對(duì)受災(zāi)群眾的安置和救災(zāi)工作極為不利。我國(guó)研制的“基于北斗的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”較好地解決了氣象數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程測(cè)報(bào)問(wèn)題。近年來(lái),國(guó)內(nèi)不少地區(qū)建設(shè)了自動(dòng)氣象站,但其中一些自動(dòng)氣象站處于通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)/碼分多址等網(wǎng)絡(luò)的通信盲區(qū)或通信信號(hào)不穩(wěn)定的地帶,無(wú)法保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸,造成部分資料的丟失。用“北斗”能有效彌補(bǔ)原有通信網(wǎng)絡(luò)的不足,因?yàn)椤氨倍贰笨梢蕴峁┤旌?、全天時(shí)和大范圍的實(shí)時(shí)短報(bào)文通信,上下行頻率采用S、L頻段,這不僅能有效避免地面各種噪聲的影響,而且易穿透對(duì)流層、平流層、電離層等外層空間,穿透衰減小,再加上采用擴(kuò)頻調(diào)制和卷積編碼,進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。“北斗”通信機(jī)體積小,安裝靈活方便,其天線為小型全向天線,天線的架設(shè)調(diào)整極為簡(jiǎn)單,無(wú)需天線地基,且不存在雷擊的威脅。整機(jī)功耗低,方便使用電池組和太陽(yáng)電池供電。另外,系統(tǒng)不需建設(shè)中繼站,可以大大節(jié)省系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。因此,將“北斗”引入自動(dòng)氣象站,增強(qiáng)了自動(dòng)氣象站的適應(yīng)性。
我國(guó)將“北斗”技術(shù)與井下監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下瓦斯?jié)舛?、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)停等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)流從礦井口的監(jiān)測(cè)站(PC機(jī)+“北斗”用戶機(jī)),通過(guò)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路傳送到“北斗”衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái),經(jīng)平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā),通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到各級(jí)監(jiān)測(cè)中心,實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井瓦斯、風(fēng)壓和設(shè)備工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),為我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)提供了又一種有效的監(jiān)測(cè)監(jiān)控手段。
由于“北斗”可實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的無(wú)縫覆蓋,具有定位、授時(shí)、短報(bào)文等功能,所以為森林防火、撲火的指揮調(diào)度提供了新的技術(shù),有效解決了火場(chǎng)定位、偵察、引導(dǎo)撲救、后勤保障、損失評(píng)估等問(wèn)題。目前,全國(guó)各地森林防火系統(tǒng)已經(jīng)配備200多臺(tái)套“北斗”用戶機(jī),森林武警指揮部及所轄總隊(duì)共配備500多臺(tái)套“北斗”用戶機(jī)?;凇氨倍贰毖兄频暮邶埥笈d安嶺森林防火信息系統(tǒng)、瀾滄江上湄公河船舶調(diào)度管理系統(tǒng)和鄭州鐵路局鐵路機(jī)車(chē)到站報(bào)點(diǎn)系統(tǒng)等應(yīng)用示范工程,已取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)的主力
“北斗”可作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分,應(yīng)用在感知、網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層面。
在物聯(lián)網(wǎng)感知層的精準(zhǔn)時(shí)間信息和位置信息感知中,用“北斗”可完成位置感知的任務(wù),成為感知層不可或缺的重要組成部分。在感知層面上,“北斗”實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)時(shí)間信息和位置信息的感知,主要應(yīng)用在物流、航空、鐵路、電網(wǎng)等行業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)感知信息和控制信息的傳輸,可采用從無(wú)線到有線的多種傳輸手段,衛(wèi)星短報(bào)文通信是重要的傳輸手段之一。物聯(lián)網(wǎng)要成為一個(gè)無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不在的無(wú)縫隙的智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),衛(wèi)星通信手段必不可少,“北斗”的短報(bào)文通信功能就是非常適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的衛(wèi)星通信手段。在網(wǎng)絡(luò)層面,“北斗”實(shí)現(xiàn)感知信息和控制信息的全天候、全天時(shí)、無(wú)縫隙傳遞,主要應(yīng)用在水文、水利、氣象、地質(zhì)、地震等行業(yè),以及作為其他行業(yè)的應(yīng)急數(shù)據(jù)傳遞手段。
為了用于物聯(lián)網(wǎng),“北斗”的地面設(shè)備應(yīng)該針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域采取不同的形式。對(duì)于感知層應(yīng)用,應(yīng)提供專門(mén)的授時(shí)型設(shè)備或定位型設(shè)備;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用,可僅提供通信型設(shè)備;對(duì)于某些綜合應(yīng)用領(lǐng)域,需提供定位、授時(shí)、通信復(fù)合型設(shè)備。同時(shí),“北斗”的地面設(shè)備也應(yīng)該根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特點(diǎn),努力實(shí)現(xiàn)模塊化、小型化、芯片化、多?;⒌凸?,尤其要注重模塊化,設(shè)計(jì)開(kāi)放的、方便的軟硬件接口,以便比較容易地嵌入到其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。
其實(shí),衛(wèi)星導(dǎo)航在水文、水利、氣象、林業(yè)、電力、石油、地質(zhì)、車(chē)輛運(yùn)輸和船舶等行業(yè)的應(yīng)用,不外乎位置報(bào)告、授時(shí)和短報(bào)文通信,這些均屬于物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用范疇?!氨倍贰蔽磥?lái)的應(yīng)用模式更可以歸結(jié)為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。因此,“北斗”除了是一個(gè)獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以支撐起衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)外,還將是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。
只受想象力的限制
隨著衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的集成微小型化,人們可以將其嵌入到通信、計(jì)算機(jī)、安全和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中,使其應(yīng)用領(lǐng)域更加擴(kuò)展。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的融合是目前導(dǎo)航系統(tǒng)在社會(huì)中最廣泛應(yīng)用的一種方式,如在MP3、MP4、筆記本、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品中集成導(dǎo)航功能,提供一種基于位置的服務(wù)。
在科學(xué)研究上,“北斗”已用于電離層和中性大氣反演以及氣象學(xué)研究,衛(wèi)星跟蹤地球重力場(chǎng)和大氣探測(cè),以及航天器或地球衛(wèi)星精密定軌、導(dǎo)航與對(duì)接等科學(xué)目的,為科學(xué)發(fā)展服務(wù)。
在水利上,基于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已建設(shè)完成,實(shí)現(xiàn)了多山地域水文測(cè)報(bào)信息的實(shí)時(shí)傳輸,大大提高了災(zāi)情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,為制定防洪抗旱調(diào)度方案提供重要的保障;氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)上,研制成功了一系列氣象測(cè)報(bào)型“北斗”用戶設(shè)備,提出了實(shí)用可行的系統(tǒng)應(yīng)用解決方案,解決了國(guó)家氣象局和各地氣象中心氣象站的數(shù)字報(bào)文自動(dòng)傳輸和可視化問(wèn)題……
它還用船和低軌道衛(wèi)星等航天器的定位和導(dǎo)航,提高了航天器定位精度,并簡(jiǎn)化了相應(yīng)的測(cè)控設(shè)備。
衛(wèi)星導(dǎo)航的用途遠(yuǎn)不只如今的車(chē)輛導(dǎo)航、手機(jī)定位、電子地圖……由于智能產(chǎn)業(yè)與時(shí)空信息密切相關(guān),能提供位置和時(shí)間信息的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)必將被用于智能網(wǎng)絡(luò)、智能傳感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社區(qū)、智能電網(wǎng)等所有智能產(chǎn)業(yè)中,并形成各種前所未有的新型商業(yè)模式。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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