衛(wèi)星定位技術在物流中的應用分析

[摘要] 本文從物流管理中存在的問題出發(fā)，介紹了目前世界衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS等系統(tǒng)進行比較，通過對我國自主研制的北斗雙星導航定位系統(tǒng)的定位原理、功能和技術特征等進行分析，提出了將北斗定位技術應用于物流管理中的思路，并給出了解決方案。鑒于北斗導航定位系統(tǒng)具有快速定位、簡短數(shù)字報文通信和精密授時等特點，使得其在物流管理中具有相當?shù)膬?yōu)勢及良好的發(fā)展前景。

[關鍵詞] 衛(wèi)星定位技術北斗導航定位系統(tǒng)物流全球定位系統(tǒng)

一、引言

物流支撐著其他經(jīng)濟活動特別是與物質資料運動緊密聯(lián)系活動的運行，對國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起著巨大的推動作用。隨著全球市場競爭的加劇及客戶需求趨于個性化的特點，物流運營企業(yè)必須采用先進的信息技術和科技手段來改變落后的管理模式和經(jīng)營方式，提高自身的服務質量與服務水平，達到對物流企業(yè)優(yōu)化資源配置，提高運輸?shù)陌踩煽啃院头账健?/p>

衛(wèi)星導航定位技術的出現(xiàn)，為民用領域帶來了巨大的經(jīng)濟效益，也推動物流業(yè)發(fā)生了革命性的變化。衛(wèi)星導航定位技術與GIS的合成，為衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的普及應用提供了廣闊的發(fā)展空間。但GPS由于受通信網(wǎng)絡所限，不能滿足大范圍及偏僻地區(qū)物流要求。我國自主研制的北斗雙星定位系統(tǒng)，具有快速定位、位置報告及雙向授時等優(yōu)于目前其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的特點，性能價格比較高，可以很好地滿足我國物流企業(yè)的需要。

二、衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)簡介

美國全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)。GPS是一個全球性、全天候導航定位和時間傳遞的軍民兩用系統(tǒng)。GPS由三部分組成，即空間的衛(wèi)星網(wǎng)絡、地面控制系統(tǒng)和用戶接收處理裝置部分。空間衛(wèi)星網(wǎng)絡由21顆衛(wèi)星組成，工作衛(wèi)星均勻分布在二萬公里高的六個軌道平面上，以f1=1575.42兆赫和f2=1227.6兆赫兩種頻率發(fā)送導航信號，導航信號采用偽隨機噪音編碼調制。地面控制系統(tǒng)由一個主控站、五個監(jiān)控站和三個注入站組成，用于對衛(wèi)星進行監(jiān)控及保證衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)的質量。用戶的接收處理裝置由天線、接收機、計算機和輸入輸出設備組成。

俄羅斯全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）。俄羅斯計劃用20年時間發(fā)射76顆GLONASS衛(wèi)星。1995年完成24顆中高度圓軌道衛(wèi)星加1顆備用衛(wèi)星組網(wǎng)，由俄羅斯國防部控制。GLONASS空間部分也由24顆衛(wèi)星組成，未達到GPS的導航精度，其應用普及情況遠不及GPS。目前在軌道上只有6顆星可用，不能獨立組網(wǎng)，只能與GPS聯(lián)合使用。

歐洲伽利略導航衛(wèi)星系統(tǒng)計劃（GALILEO）。歐洲1999年初正式推出伽利略導航衛(wèi)星系統(tǒng)計劃。該方案由21顆以上中高度圓軌道核心星座組成，另加3顆覆蓋歐洲的地球靜止軌道衛(wèi)星，輔以GPS和本地差分增強系統(tǒng)，確保滿足歐洲需求，位置精度可達幾米。

北斗雙星導航定位系統(tǒng)。我國自主研制的北斗雙星導航定位系統(tǒng)是全天候、全時提供衛(wèi)星導航定位信息的區(qū)域衛(wèi)星系統(tǒng)（RDSS）。2000年10月和12月北斗導航定位系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星成功發(fā)射，標志著我國擁有了自己的第一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，解決了我國自主衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的有無問題。

三、北斗導航定位系統(tǒng)工作原理

北斗導航定位系統(tǒng)由空間的導航通信衛(wèi)星、測控系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)三部分組成。空間導航通信衛(wèi)星是2顆地球同步衛(wèi)星，執(zhí)行測控系統(tǒng)與用戶系統(tǒng)的雙向無線電信號的中繼任務；測控系統(tǒng)(包括主控站、測軌站、氣壓測高站和校準站)主要負責無線電信號的發(fā)送接收，及整個工作系統(tǒng)的監(jiān)控管理；用戶系統(tǒng)是直接由用戶使用的設備，用于接收測控系統(tǒng)經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)的數(shù)字信息。

系統(tǒng)采用雙星定位體制，其定位基本原理為三球交會測量原理：地面中心通過兩顆衛(wèi)星向用戶廣播詢問信號，根據(jù)用戶響應的應答信號測量并計算出用戶到兩顆衛(wèi)星的距離；然后根據(jù)中心存儲的數(shù)字地圖或用戶自帶測高儀測出的高程，算出用戶到地心的距離，根據(jù)這三個距離就可以確定用戶的位置，并通過出站信號將定位結果告知用戶。授時和報文通信功能在出、入站信號的傳輸過程中同時實現(xiàn)。

四、北斗導航定位技術在物流管理中的應用

1.系統(tǒng)整體結構

采用北斗導航定位技術對物流管理實施監(jiān)控調度，主要由用戶設備、北斗指揮型用戶機、監(jiān)控中心和服務器等幾部分組成。其中，用戶設備負責對移動車輛進行定位并將定位信息傳送給指揮型用戶機以及接收來自監(jiān)控中心的各項調度指令；監(jiān)控中心主要負責對貨物車輛的日常調度管理工作；服務器可以對車載設備發(fā)送來的動態(tài)貨運信息進行分析匯總，并將貨運信息通過多種形式向外發(fā)布，還可響應用戶通過Internet、SMS等方式向服務器提交的各種物流運輸查詢請求。

2.監(jiān)控中心

監(jiān)控中心在整個物流管理系統(tǒng)中起重要的作用，主要由北斗指揮型用戶機、服務器和監(jiān)控客戶端組成。指揮型用戶機是北斗雙星導航定位系統(tǒng)的應用指揮平臺，是連接車載設備和監(jiān)控中心的重要環(huán)節(jié)。不僅具有定位、導航、通信和授時等普通型用戶機具有的所有功能，而且還具有監(jiān)收功能。服務器是整個系統(tǒng)的核心，負責接收指揮型用戶機發(fā)來的車輛位置信息，并對其進行處理后存入數(shù)據(jù)庫。

監(jiān)控客戶端可對貨運車輛進行管理，查詢車輛的位置、運行軌跡以及速度、方向、空載或滿載等狀態(tài)信息；還可以進行運輸路線優(yōu)選、處理車輛發(fā)出的緊急報警、盜警、超速等警情。

3.用戶設備

北斗定位系統(tǒng)的用戶設備是帶有全向收發(fā)天線的接收、轉發(fā)器，用于接收衛(wèi)星發(fā)射的S波段信號，從中提取由主控站傳送給用戶的數(shù)字信息。用戶設備僅是接收、轉發(fā)設備，使得設備可以簡單化，成本相應得以降低，對于降低用戶設備價格、提高系統(tǒng)使用效率和競爭能力具有較大的意義。

五、結語

北斗導航定位系統(tǒng)應用于物流中，具有如下優(yōu)勢：北斗定位系統(tǒng)同時具有定位與通信功能，無需其他通信系統(tǒng)的支持；北斗定位系統(tǒng)覆蓋中國及其周邊地區(qū)，全天候服務，無通訊盲區(qū)，不受通信網(wǎng)絡的限制，完全適應物流系統(tǒng)對覆蓋范圍大的要求；北斗定位系統(tǒng)是我國自主系統(tǒng)，性能價格比較高，高強度加密設計，具有安全、可靠、穩(wěn)定的優(yōu)點。自2004年系統(tǒng)正式運營以來，實際應用表明，將北斗導航定位系統(tǒng)應用于物流管理中是目前提高物流系統(tǒng)智能化、降低物流成本、提供物流客戶滿意度、成熟可行的解決方案，對現(xiàn)代物流的快速發(fā)展起著積極的推動作用。

本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。