北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在自動化變形監(jiān)測中的應(yīng)用

張志高

摘 要：為了更好地適應(yīng)社會發(fā)展需求，提高信息傳遞的安全性與可靠性，就必須要加大對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航點位系統(tǒng)的研究。本文首先簡單介紹了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，然后介紹了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程，最后分析了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在自動化變形監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)；自動化變形監(jiān)測；應(yīng)用

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0143-01

引 言

我國航天事業(yè)的快速發(fā)展，對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的要求越來越高。因此，只有不斷加大對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)建設(shè)的研究力度，才能有效保證信息傳遞的準(zhǔn)確性和安全性，不斷提升我國綜合國力水平，為我國衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與世界衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)綜述

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）是中國自主研發(fā)的區(qū)域活動三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是美國全球定位系統(tǒng)（GPS），是俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第三個。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)致力于為全球客戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和定時服務(wù)，突出特點是：衛(wèi)星數(shù)量少，用戶終端設(shè)備簡單，其建設(shè)和發(fā)展遵循開放、獨立、兼容性、進(jìn)步4的原則。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5個地球靜止軌道衛(wèi)星和30個非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供兩類服務(wù)，服務(wù)將是開放和授權(quán)服務(wù)（第二代系統(tǒng)）。開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)域免費提供位置、速度測量和定時服務(wù)。定位精度為10m，定時精度為50ns，測量精度為0.2m/s。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，該系統(tǒng)將首先具備2012年亞太地區(qū)定位、導(dǎo)航和定時、短信息通信服務(wù)的能力。2020年左右，將建成全球北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展歷程

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，以促進(jìn)應(yīng)用和工業(yè)發(fā)展為最終目標(biāo)，不僅是建立系統(tǒng)，更有良好的系統(tǒng)，注重質(zhì)量、效率、安全、應(yīng)用，遵循開放、獨立、兼容、進(jìn)步的原則。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照“三步”發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)。第一步是從1994年到2000年建立北斗衛(wèi)星導(dǎo)航測試系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。第二步：建立北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。從2004年到2012年，這是一個由16顆衛(wèi)星組成的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以覆蓋亞太地區(qū)。第三步：到2020年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將完成35顆衛(wèi)星的全球覆蓋。此外，自2000年以來，北斗系統(tǒng)與有關(guān)國家合作擴(kuò)大衛(wèi)星導(dǎo)航頻率資源，先后與20多個國家和地區(qū)和國際組織、300多個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。我們將與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用領(lǐng)域開展全方位合作與交流，加強(qiáng)兼容性和互操作性，實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、技術(shù)進(jìn)步。

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在自動變形監(jiān)測中的應(yīng)用

自動變形監(jiān)測系統(tǒng)是一套GPS衛(wèi)星定位、計算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)處理和管理、分析、計算和新技術(shù)等新型傳感器的集成系統(tǒng)工程。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)有其獨特的應(yīng)用程序在變形監(jiān)測自動化的優(yōu)點，在以下方面：①北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)有導(dǎo)航系統(tǒng)在世界上沒有短信的功能，它可以輸入120個字符，該應(yīng)用程序?qū)⒃趯?dǎo)航領(lǐng)域極其重要的意義。在緊急情況下，搜索和救援直升機(jī)往往受到GPS定位的限制，因此北斗的技術(shù)水平不能超過GPS；②報道。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋東經(jīng)70～140°，北緯5～55°。24h全天候服務(wù)，無通訊盲區(qū)；③新一代的衛(wèi)星在技術(shù)和管理上有很多創(chuàng)新，原子鐘利用氫鐘多次提高精度，從目前的10～2.5m；此外，新的衛(wèi)星自主經(jīng)營和管理能力，不能依靠地面控制系統(tǒng)，明星和操作空間衛(wèi)星之間的聯(lián)系構(gòu)成一個新的管理系統(tǒng)，它可以減少對地面控制站的依賴，有效降低系統(tǒng)操作和管理成本和地面控制站當(dāng)災(zāi)難對衛(wèi)星的影響；④覆蓋全國的基礎(chǔ)增強(qiáng)系統(tǒng)（CORS station）可以提供儀表定位，為實現(xiàn)高精度的毫米定位隨時隨地提供技術(shù)保證；⑤北斗是世界上第一個向公眾提供免費三頻導(dǎo)航的系統(tǒng)，使高精度的實現(xiàn)更加靈活方便，而GPS和Galileo部分頻段需要商業(yè)授權(quán)；⑥北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的重大突破是衛(wèi)星導(dǎo)航專用ASIC硬件與國內(nèi)應(yīng)用處理器的結(jié)合。實現(xiàn)了北斗多模導(dǎo)航基帶和射頻芯片的定位，并在北斗多模導(dǎo)航芯片中應(yīng)用了自己的應(yīng)用處理器。在BD/GPS多模基帶芯片的解決方案中，衛(wèi)星導(dǎo)航專用ASIC硬件與國內(nèi)應(yīng)用處理器結(jié)合，形成了一個真正的“中國核心”。國內(nèi)完全自主開發(fā)的CPU/處理器DSP核心，包括指令集、編譯器軟件工具如鏈和所有關(guān)鍵技術(shù)，擁有中國100%自主知識產(chǎn)權(quán)、高強(qiáng)度加密設(shè)計、安全、可靠、穩(wěn)定。

4 總結(jié)語

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，是實現(xiàn)社會信息化的重要工具，也是國家經(jīng)濟(jì)水平和經(jīng)濟(jì)實力的象征。與GPS等相比，其各種產(chǎn)品以及誤差改正模型都還沒有形成，在一定程度上降低了BDS的定位精度，這給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在自動化變形監(jiān)測中的應(yīng)用帶來了一定的影響。因此，建議國家加大這方面的投入力度，盡快形成北斗的各種高精度產(chǎn)品，推動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，使其更好地為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-3-15