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在今天，衛星定位導航技術應用廣泛，且與人們的生活息息相關。衛星技術在手機定位、時間修正、汽車導航、智能交通、國際救援等應用中相對較多。在本文中，筆者將講解北斗導航系統的移動導航定位終端應用，以及北斗定位的基本原理和結構。北斗衛星導航系統技術復雜，可與國外的GPS相媲美，在我國社會發展和國防建設具有巨大的市場和前景。在本文中，筆者將分析新時代背景下北斗導航技術在我國發展的戰略重要性和前景。由于GPS在我們生活的各個領域的廣泛使用，我國各個行業甚至國防也越來越依賴GPS技術。這相當于為我國的經濟發展和國家安全埋下了嚴重的安全隱患，一旦該技術不再授權，結果可想而知。我國高度重視擁有獨立的、完善的國家衛星導航系統，能夠在國民經濟發展和國家戰略安全方面發揮重要作用。
1北斗衛星導航技術概述
地面站通過兩顆同步衛星向用戶發送信號，當用戶收到信號后響應信號，兩顆同步衛星返回地面站，往返地面站的信號返回地面站。該技術可以確認用戶的位置，最后由地面站確認的位置信息通過衛星傳輸進行定位。北斗二號（北斗衛星導航系統）的研制基于北斗一號（北斗衛星導航測試系統）。主要組成部分是地面段、用戶段和空間段，主要使用被動定位技術。北斗三號全球衛星導航系統作為衛星平臺空間段時，主要組成部分是中圓地球軌道衛星（24顆）、地球靜止軌道衛星（3顆）和傾斜地球同步軌道衛星（3顆）。地面段的主要組成部分是監測站、發射站和主控站。用戶終端的主要組成部分是用戶終端和其他與北斗兼容的用戶終端。在環繞地球的空間段中有三十余顆衛星，至少有四顆或更多衛星可以隨時接收地球上的任何一點的信號。繞地球運行的衛星的周期和位置是確定的，如果接收來自地球上任何地方的信號，就可以輕松計算出衛星與用戶之間的距離，最后為三維坐標創建等式X、Y、Z距離方程，計算結果是用戶終端的準確位置[1]。北斗定位導航技術特點如下：（1）與GLONASS系統、GPS系統進行對比發現，北斗定位導航技術可以提供多種導航信號，并且同時具備RNSS業務、RDSS業務及短報文通信等功能，以確保北斗定位導航技術可以在不同領域中得到廣泛應用；（2）根據北斗定位導航技術的目標要求及發展原則，設計出一套由GEO、IGSO和MEO三種軌道衛星組合而成的混合星座，其中與其他衛星導航系統相比，該星座中衛星數量相對比較少，不僅可以在軌衛星可靠、完好、連續運行提出了較高要求，而且還對衛星產品質量提出了較高要求；（3）對于混合星座而言，要不斷調整和優化服務區域性能，做好備份策略與發射窗口等的設計工作；（4）北斗衛星導航區域系統不僅可以擴展北斗試驗系統業務，而且還可以為北斗全球系統的未來發展奠定良好基礎；（5）MEO軌道衛星可以達到一箭雙星發射要求。
2北斗衛星導航優勢
2.1技術優勢使得北斗的核心技術
國產化現如今，北斗的核心技術已經國產化。武器制導精度在新時代導航使用上有了長足的進步。對于致命武器系統，例如火箭彈，命中精度提高了一倍。精密武器的快速發展得益于新型導航系統精準化的明顯體現。最重要的是，北斗衛星系統的成功開發，終于解除了我國在包括國防建設在內的各個領域長期以來對GPS的依賴。北斗同時還具有其他導航系統所沒有的若干功能。GPS被動接收定位信號，北斗可以通過短信功能告訴用戶“我在哪”。在突發災難時，搜救直升機在使用GPS技術時會出現技術障礙，導致定位不精準，因而GPS定位原理的局限性對搜救能力有很大影響。
2.2北斗在戰略上的優勢
為了發展我國的軍事力量，提高我國的國防自衛能力，需要發展一套完全屬于自己的國防衛星定位導航系統，以避免外國的技術封鎖。在北斗三號系統中，研制人員增加了星間鏈路的設計，也就是衛星不僅能與地面連接，衛星之間也可以互相測距并傳遞數據，這大大提高了北斗系統的定位精度。
3北斗定位導航技術的應用
3.1航海航空方面應用
GPS具有較高的全球覆蓋率和精度，可以顯著提高流量地區的導航性能以及偏遠和跨洋航線的覆蓋范圍，提高導航安全和效率。不過，從我國交通安全的角度來看，GPS作為導航系統還是存在安全隱患的。打破國外在航空航海領域的部分壟斷，同時發展自主的三航導航系統，提高自主導航能力[2]。
3.2陸地導航與追蹤
在現代社會，GPS車載導航技術正成為出行的必需品，越來越多的人依賴GPS技術。北斗衛星導航系統的出現，不僅讓中國人在導航產品上有了新的選擇，也讓他們擺脫了對GPS技術的依賴。將北斗技術應用于陸地作戰導航，尤其是從防御和安全的角度來看，不僅提高了作戰效率，降低了成本，而且有效地保證了車輛的安全。車輛跟蹤和調度技術不同于車輛導航。車輛導航技術向車輛駕駛員顯示車輛位置和行駛路線信息，而車輛跟蹤調度技術僅將這些信息提供給監控中心和調度管理人員。將這項技術與車輛導航相結合，在我國相關地區利用北斗系統，可以讓指揮中心更精準地指揮作戰車輛。
3.3空中交通管制方面應用
北斗衛星導航系統與美國的GPS導航系統一樣，為用戶提供授時服務。在全球整合的過程中，統一的時間標準變得更加重要，尤其是在機器的交互和機械控制領域。例如，在FM通信中，發射機信號的載波頻率每秒變化成百上千次，而接收機只知道載波頻率的變化規律和發生跳變的時間就可以正常接收。指揮所有許多情報信息來源，只有在它們被加蓋時間戳的情況下才能關聯、整合和鏈接以形成目標軌跡?？罩薪煌ü苤葡到y是空域系統的組成部分，其設立是為了保障空中交通安全高效運行。國際民航組織為了適應以新型衛星導航、衛星通信和數據通信為基礎的空中交通不斷發展的要求，提出了CNS/ATM系統的概念，并從一開始就推動了國際民航的發展。衛星導航是CNS/ATM的核心系統之一，它不僅是實現導航和ADS的基礎，而且在通信的網絡同步中起著重要作用。
3.4通訊技術
憑借北斗導航衛星獨有的雙向信息通訊功能，不僅解決了定位難的問題，還解決了相關地域實時情況問題。汶川地震發生，正常地面通訊完全中斷，救災人員無法準確確定目標?！氨倍芬惶枴毙l星導航定位系統則不受通信信號和空間距離的影響。指揮員進行衛星定位后，連接多臺“北斗一號”的終端依次將相關信息發送到指定的手機上輔助救援。此功能為促進救災指示做出重大貢獻。
3.5在電力系統中的應用
（1）電力系統時間同步。對于電力系統而言，其實時鐘運行在錯誤記錄、時間比較、事件播放列表等方面發揮著不可替代的作用，并且在北斗衛星導航系統中，我國自主研發的時鐘性能，在世界上能夠滿足最廣泛的時鐘同步要求，并從最初的GPS時間模式過渡到尋找北斗服務時間模式。同時，可以借助北斗定位導航技術來提高室內時間的管理效率，并強化遠程時間控制、平衡遠程時間較準，進而確保電力系統時間同步水平；（2）電力系統防災監測?；诟鞣矫嬉蛩氐挠绊?，有時消防系統中的輸電線路會誘發塔架出現完全傾斜。同時，由于天氣條件的影響，也會導致線路被冰覆蓋。上述這些情況均會對供電系統運行的可靠性產生不利影響。此時，可以借助北斗定位導航技術來對其進行全天候、精準監控，對發現的問題及時采取有效措施給予處理，以此來降低電力系統災害的發生，確保電力系統運行效率；（3）電力線路巡檢。在國道、水利和鐵路等現代交通網絡中，輸電線路發揮著不可替代的作用，而且輸電線路的可靠、高效、穩定運行，將會對我國電力系統運行產生決定性影響。因此，構建一套系統、完善的電力線路巡檢制度至關重要?，F有北斗二號衛星定位系統所具備的設備定位管理功能，能夠對電力傳輸線路進行定位巡檢，以便對電力系統中的關鍵設備給予準確把控，如帶動的電力鐵絲杠、電力變電站、輸電電力線路等。
3.6在人防信息化系統中的應用
這里所提及到的人防信息系統一般是指人民防空系統，其可以確保人們能夠及時、有效的應對空襲突發事件，以確保國家和人民生命財產安全。在我國經濟社會發展過程中，極大的推動了信息化技術的發展，而此時的人防信息系統可以借助信息化技術來更好的滿足人民對空間保護的基本需求，并對空間信息進行快速、有效、準確的計算，以提高人民防空技術的信息化水平。通常情況下，北斗定位導航技術的特點是定位精確、實時通訊，還可以高度保密所獲取的空間信息，以便更好的滿足人民防空事業發展需求，確保人民防空動態的實時管控與監督，對空間突發事件給予及時應對的同時，實現數據信息的有效傳送[3]。同時，在抗震救災工作中，人防信息化系統也發揮著至關重要的作用，并通過與北斗定位導航技術的結合來為人防信息化系統提供合理的指揮調度和精確的車輛監控，且獲取動態的組展信息，以便在此基礎上制定一套科學、合理、高效的作戰方案。在人防信息化系統發展過程中，北斗定位導航技術能夠構建其空間信息的傳送鏈，此時的人民防空部門可以借助信息化技術來操作相應的指揮代碼，并對防空部隊給予實時、合理且有效的調度、指揮和管控。此外，在信息獲取方面，北斗定位導航技術不會受環境、時間、地域、距離等因素的影響，具備較高的精確性、可靠性、時效性與傳遞性特點，因此將其應用于人防信息化系統中，可對相關危險信息給予有效識別和預警警告，盡最大可能挽救人們的財產損失。例如，選擇某地作為防空演習場地后，則需要在該地開展相應的人防信息基本建設和定位設備，以此來確保我國空間安全。同時，還需要結合實際情況制定一套具有可行性的規章制度和規范體系，保證空間情況和陸地情況的有效聯系，這樣不僅可以實現我國人民防空部門的有效聯系和數據共享，而且還可以在確保國家安全的同時，提高我國的世界競爭力。
4北斗定位導航技術展望
如今，我國北斗定位導航技術處于快速發展階段，且近些年來我國電子地圖日趨完善，極大的提高了北斗定位導航技術的實用性，使其具有非常好的市場前景。隨著市場經濟的不斷發展，北斗定位導航技術的市場容量出現了大幅度的增加，導航定位的消費產品主要是手持式定位接收機，其在出海、探險、登山、遠足、郊游等領域中得到了廣泛應用。通常情況下，北斗定位導航技術與互聯網、移動通信網的結合逐漸成為未來的發展趨勢，對電信、測繪、應急、物流、軟件、市政、管網、救災等各領域產生了比較深遠的影響。在信息互動方面，北斗定位導航技術也具有比較大的市場前景，將位置服務與電信業務結合在一起，可以使其市場規模遠超于目前的短信業務，這些均可以有效推動北斗定位導航技術的發展，提高其應用水平。5結語北斗衛星導航系統是我國第一個擁有自主知識產權的衛星導航系統，是聯合國認可的世界第三大衛星導航系統，其應用層出不窮。擁有北斗技術，我國的導航定位技術不再從屬于別人，也不再需要承擔技術封鎖的危機。隨著北斗技術的進步和導航應用的大量涌現，為北斗的規模化、國際化和社會化開辟了巨大的歷史機遇。
引用
[1]田潤,崔志穎,張爽娜,等.基于低軌通信星座的導航增強技術發展概述[J].導航定位與授時,2021,8(1):66-81.
[2]楊洪磊,司興登,江召,等.北斗導航定位技術及其在電力系統中的應用[J].科技與創新,2021(9):171-172.
[3]董晶晶,付永恒,余鑫,等.基于北斗的船舶監控管理服務系統研究[J].數字技術與應用,2019,37(3):116-118+120.
作者：劉永戰 馮陽 李苒 單位：中國電子科技集團公司第五十四研究所
