基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案随着人类社会的发展和自然资源的日益紧缺，对水资源的合理管理和保护变得尤为重要。
水文监测是一种关键的手段，能够帮助我们准确了解水文情况，提供科学依据，以确保水资源的可持续利用。
而北斗导航系统的应用为水文监测提供了全新的可能性。
本文将介绍北斗导航系统在水文监测中的应用方案以及优势。
一、北斗导航系统简介北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，其具有高精度、高可用性的特点。
北斗系统由一组卫星、地面控制系统和用户终端组成，能够为用户提供三维定位、速度测量、时间服务等功能。
北斗导航系统的全球覆盖以及稳定可靠的性能，为水文监测提供了可靠的技术支持。
二、北斗导航系统在水文监测中的应用方案1. 水位监测北斗导航系统可以通过卫星定位技术，实时获取河流、湖泊等水体的水位信息。
监测站点安装北斗终端设备，通过与北斗卫星的通信，可以实时记录并传输水位数据。
这种方式相比传统的人工测量更为高效和准确，能够提供实时、连续的水位数据，有助于对水位变化进行精确监测，并为防洪、调度等工作提供数据支持。
2. 降雨监测北斗导航系统还可以应用于降雨监测。
通过在降雨监测站点安装北斗终端设备，可以实时获取降雨量数据。
北斗卫星与终端设备之间的通信，能够提供高精度的降雨数据，进而为水文预报、水资源管理等提供科学依据。
3. 土壤湿度监测土壤湿度是水文监测的重要指标之一。
北斗导航系统可以通过与土壤湿度监测设备的配合，实时获取土壤湿度数据。
终端设备将数据通过北斗卫星传输至地面，再进行数据分析和应用。
这种方式不仅能够提供准确的土壤湿度数据，还可以实现对土壤湿度的实时监测和远程调控。
三、北斗导航系统在水文监测中的优势1. 全球覆盖北斗导航系统具有全球覆盖的优势，可以为各地区的水文监测提供服务。
无论是在城市还是偏远乡村，都可以通过北斗导航系统实现水文数据的实时获取和传输。
2. 高精度定位北斗系统具有高精度定位和测量能力，能够提供准确的水文数据。
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信随着我国海洋经济的不断发展和海上活动的增加，水上安全问题日益凸显。
海事安全通信是保障海上航行安全的重要手段之一，而北斗卫星导航系统短报文服务，在提供精准定位和导航服务的也为水上安全通信提供了新的可能。
本文将围绕基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信展开讨论，分析其在水上安全领域的应用前景和意义。
一、北斗卫星导航系统短报文服务概述北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有全球覆盖、高精度、高可靠性等特点。
北斗系统提供了多种服务，其中包括短报文服务。
短报文服务是指用户可以通过北斗系统向指定的接收方发送简短的文字信息，实现点对点的通信功能。
这一功能为水上安全通信提供了新的工具和技术支持。
1. 通信方式多样化基于北斗短报文服务的水上安全通信可以实现多样化的通信方式。
不仅可以通过文字信息进行通信，还可以传输图片、语音等多媒体信息。
这样的多样化通信方式可以更全面地传递信息，提高信息传输效率，有利于及时准确地传递紧急情况或指令。
2. 紧急求救功能北斗短报文服务可以实现紧急求救功能，当水上突发情况发生时，船舶或水手可以通过北斗系统发送求救信息，接收方可以及时获知相关信息并采取救援行动。
这一功能对于提高水上安全的应急响应能力具有重要意义。
3. 航行监控管理基于北斗短报文服务的水上安全通信还可以实现航行监控和管理功能。
船舶可以通过北斗系统发送航行计划、位置信息、航行轨迹等数据，相关管理部门可以实时监控船舶的航行情况，提高海上交通管理的精度和效率，预防事故的发生。
4. 信息交流协作水上安全通信不仅仅是信息的传递，更重要的是信息之间的交流与协作。
基于北斗短报文服务的水上安全通信可以实现信息之间的交互，促进不同船舶、海事管理部门、救援机构之间的合作协调，共同应对水上安全事故和突发事件。
1. 提高水上安全水平基于北斗短报文服务的水上安全通信可以提高水上交通的管理水平，降低事故的发生风险，提高海上安全水平。
《北斗发力 导航中国》阅读答案
《北斗发力导航中国》阅读答案《北斗发力导航中国》2011年12月27日，北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布：北斗卫星导航系统当天开始正式提供试运行服务，服务范围覆盖我国及周边地区，北斗系统的性能将在应用服务中接受考验。
(一)据介绍，北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行，并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。
到目前为止，北斗卫星导航系统已发射了10颗卫星，建成了基本系统。
系统在保留北斗卫星导航试验系统有源定位和短报文通信服务基础上，从12月27日起，开始向我国及周边部分地区提供连续无源定位、导航、授时等试运行服务。
经前期系统测试，北斗系统试运行服务期间主要性能包括：服务区从东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域;位置精度为平面25米，高程30米;测速精度每秒0.4米等。
2012年，按照北斗系统组网发射计划，将发射6颗组网卫星，进一步扩大系统服务区域和提高服务性能，形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。
到时候北斗的定位精度将达到10米左右。
(二)北斗卫星导航系统是航天高科技工程，也是我国国家空间信息基础设施，对国家经济社会发展有重大意义，也是国家综合实力的标志。
随着人们对卫星导航需求越来越大，没有自主可控的系统，发展安全将缺少保障。
以2003年开始正式提供服务的北斗卫星导航试验系统为例，已在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象测报、救灾减灾和国家安全等诸多方面得到广泛应用。
特别是在南方冰冻灾害、四川汶川和青海玉树抗震救灾，以及北京奥运会和上海世博会中发挥了重要作用。
交通部门目前正在尝试进行基于北斗系统的车辆管理，包括重点解决客运班车、旅游包车和长途运输危险品车运行中的监管问题，以减少道路交通事故，降低交通风险。
气象部门也正在开发基于北斗的大气海洋空间预警应用，以提高空间气象预警能力，降低灾害危害程度。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案北斗是中国自主研发的卫星导航系统，广泛应用于各个领域。
在水文监测领域，北斗系统也发挥了关键作用。
下面将详细介绍北斗水文监测方案，并提供一些具体例子进行说明。
北斗水文监测方案旨在利用北斗导航系统的定位、导航和时间服务，实现对水文信息的准确采集、传输和处理。
该方案主要涵盖以下几个方面：1. 北斗水位监测：北斗系统可以通过接收北斗卫星发射的信号来获取接收站的位置信息，从而实现对水位的准确测量。
水位监测站通过接收北斗信号，将测得的水位数据上传到指定的服务器，监测人员可以通过互联网或专用软件实时获取水位变化信息，并进行分析和预警。
2. 北斗降雨量监测：北斗系统可以利用其定位服务，对特定区域内的降雨情况进行实时监测。
监测站通过接收北斗信号，记录下各个时刻的降雨量，并实时传输到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，及时了解降雨量的变化情况，为水资源管理、防洪抗旱等提供重要依据。
3. 北斗水质监测：利用北斗系统的定位和导航服务，可以实现对水质监测站的准确定位，并传输水质监测数据。
水质监测站通过测量水中的各项参数，如溶解氧、水温、酸碱度等，将监测数据上传到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，实时监测水质状况，及时发现并处理水质异常事件。
4. 北斗中小河流巡查：北斗系统通过提供定位和导航服务，为河流巡查人员和船只提供导航和定位支持。
巡查人员可以通过北斗系统的指引，准确找到巡查目标，并记录所遇到的问题和异常情况。
这些数据可以及时传输到巡查中心，实现河流巡查的全程监控。
例子1：洪水监测和预警北斗水文监测方案可以实时监测各个水文站点的水位变化，当水位超过预设的危险水位时，北斗系统可以通过短信、邮件等方式及时通知相关部门和居民，提前做好洪水防护工作，减少损失。
例子2：水库管理北斗水文监测方案可以对水库的水位和水质进行实时监测，及时传输到监测中心。
监测人员可以根据北斗系统提供的数据，分析水库蓄水量、水质状况等信息，并制定相应的水资源管理措施，保障水库的安全和合理利用。
北斗卫星导航系统与应用综述
北斗卫星导航系统及应用综述0引言北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统〔BDS〕,是继美全球定位系统〔GPS〕和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统. 系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时效劳,并具短报文通信水平,已经初步具备区域导航、定位和授时水平,定位精度优于20m,授时精度优于100ns. 2021年12月27日,北斗系统空间信号接口限制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时效劳.1北斗卫星导航系统根本信息介绍中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统,之后开始构建效劳全球的北斗卫星导航系统,于2021年起向亚太大局部地区正式提供效劳,并方案至2021年完成全球系统的构建.北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起,是联合国卫星导航委员会已认定的供给商.1.1北斗卫星导航系统的定位原理“北斗一号〞卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号〞卫星导航定位系统那么采用主动式双向测距二维导航,由地面中央限制系统解算供用户使用的三维定位数据.“北斗〞卫星是中国“北斗〞导航系统空间段组成局部,由两种根本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道.“北斗〞导航卫星由卫星平台和有效载荷两局部组成.卫星平台由测控、数据治理、姿态与轨道限制、推进、热控、结构和供电等分系统组成.有效载荷包括导航分系统、天线分系统.GEO卫星还含有RDSS有效载荷.因此,“北斗〞卫星为提供导 航、通信、授时一体化业务创造了条件.“北斗〞导航卫星分别在1559MH z 〜 1610MH z 、1200MH z 〜1300MH z 两个频段各设计有两个粗码、两个精密 测距码导航信号,具有公开效劳和授权效劳两种效劳模式［1.“北斗二号〞导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统 在体制上的差异主要是：第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中央站电子高 程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定 位,系统的用户容量不受限制,并可提升用户位置隐蔽性.1. 2北斗卫星导航系统的系统组成 北斗双星导航系统主要由空间局部、地面中央限制系统和用户终端3个局部 组成.空间局部由轨道高度为36000km 的2颗工作卫星和1颗备用卫星组成(一 个轨道平面),其坐标分别为(80° E, 0°, 36000km)、(140° E, 0,° 36000km)、(110. 5° E, 0° , 36000km).卫星不发射导航电文,也不配备高精度的原子钟,只是用于在地面中央站与用户之间进行双向信号中继.卫星电波地面中央站图1.1北斗卫星导航定位系统定位原理图 日星2能覆盖地球外表42%的面积,其覆盖的经度为100°,纬度为N81°其轨道如图1. 2所示. 地面中央限制系统是北斗导航系统的中枢,包括1个配有电子高程图的地面 中央站、地面网管中央、测轨站、测高站和数十个分布在全国各地的地面参考标 校站,主要用于对卫星定位、测轨,调整卫星运行轨道、姿态,限制卫星的丁作,测 量和收集校正导航定位参量,以形成用户定位修正数据并对用户进行精确定位. 用户终端为带有定向天线的收发器,用于接收中央站通过卫星转发来的信号和向 中央站发射通信请求,不含定位解算处理功能.根据应用环境和功能的不同,北 斗用户机分为普通型、通信型、授时型、指挥型和多模型用户机5种,其中,指挥 型用户机又可分为一级、二级、三级3个等级.时间系统和坐标系统:时间系统采 用UTC (世界协调时),坐标系统采用1954年北京坐标系和1985年中国国家高程 系统.未来的北斗卫星导航系统(COMPASS)将由分布在3个轨道面上的30颗中 等高度轨道卫星(MEO)和均匀分布在一个轨道面的5颗地球同步卫星构成.非静 止轨道上,每个轨道面10颗卫星,其中1颗为备用,轨道倾角为56 .卫星轨道半长 轴约为2.7万km .1.3北斗卫星导航系统的工作过程地面限制中央向卫星I 和卫星II 同时发送询问信号,经卫星转发器向效劳区内的用户播送.用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信 号,经卫星转发回中央限制系统［2.中央限制系统接收并解调用户发来的信号,然 后根据用户申请的效劳内容进行相应的数据处理.对定位申请,中央限制系统测 出两个时间延迟：即从中央限制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户, 用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中S81图1.2北斗双星导航系统卫星轨道央限制系统的延迟；和从中央控制系统发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中央限制系统的延迟.由于中央限制系统和两颗卫星的位置均是的, 可以由上述两个延迟量计算出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和.从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上；另夕卜,中央限制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上.因此,中央限制系统利用数值地图可计算出用户所在点的三维坐标,并与相关信息或通信内容发送到卫星,经卫星转发器传送给用户或收件人.北斗卫星导航定位系统的工作步骤如下：(1)地面限制中央向2颗卫星发送询问信号;⑵卫星接收到询问信号,经卫星转发器向效劳区用户播送询问信号;⑶用户响应其中1颗卫星的询问信号,并同时向2颗卫星发送回应信号;(4)卫星收到用户响应信号,经卫星转发器发送回地面限制中央；(5)地面限制中央收到用户的响应信号,解读出用户申请的效劳内容；(6)地面限制中央利用数值地图计算出用户的三维坐标位置,再将相关信息或通信内容发送到卫星；(7)卫星在收到限制中央发来的坐标资料或通信内容后,经卫星转发器传送给用户或收件人. 2北斗卫星导航系统的功能优势北斗卫星导航系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时效劳的一种全天候、区域性的卫星定位系统.2.1北斗卫星导航系统具有的三大功能(1)快速定位：系统可为效劳区内用户提供全天候、高精度、快速实时定位(可在1秒之内完成)、效劳,定位精度为20〜100m;(2)短报文通信：系统用户终端具有双向数字报文通信功能,注册用户利用连续传送方式可以传送多达120个汉字的信息；(3)精密授时：系统具有单向和双向两种授时功能.根据不同的精度要求,利用授时终端,完成与CNSS之间的时间和频率同步,提供100ns (单向授时)和20ns (双向授时)的时间同步精度.2.2北斗卫星导航系统具备的优势(1)同时具备定位与通信双重功能,无需其它通信系统支持,而GPS、GLONASS只能定位；(2)覆盖范围较大,没有通信盲区.北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区, 不仅可为中国、也可为周边国家效劳；(3)特别适合集团用户大范围监控与治理；(4)独特的中央节点式定位处理和指挥型用户机设计.它不仅能使用户知道自己的所处的位置,还可以告诉别人自己的位置所处的地方,特别适用于需要导航与移动数据通信场所,如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等；(5)自主系统,高强度加密设计,平安、可靠、稳定,适合关键部门应用；(6)接收终端不需铺设地面基站,用户终端相对廉价.(北斗卫星导航定位系统的潜力主要表达在定位通信综合领域上.目前仅需要定位的用户,对北斗的需要不迫切；对于既需要定位又需要把位置信息传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统是非常有用的.〕3北斗卫星导航系统的应用3.1北斗卫星导航系统的应用范围“北斗〞卫星导航试验系统自2003年正式提供效劳以来,在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象测报、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和国家平安等诸多领域得到广泛应用,产生显著的社会效益和经济效益.特别是在南方冰冻灾害、四川汶川和青海玉树抗震救灾、北京奥运会以及上海世博会中发挥了重要作用.1〕在交通运输方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的“新疆公众交通导航监控系统〞、“公路根底设施平安监控系统〞以及“港口高精度实时定位调度监控系统〞等应用推广工作,取得了良好的示范效果.2〕在海洋渔业方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的海洋渔业综合信息效劳平台,为渔业治理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港治理等效劳.3〕在水文监测方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的水文监测系统,实现多山地域水文测报信息的实时传输,提升灾情预报的准确性,为制订防洪抗旱调度方案提供重要的保证. 4〕在气象测报方面,成功研制一系列气象测报型“北斗〞终端设备,形成实用可行的系统应用解决方案,解决中国气象局和各地气象中央气象站的数字报文自动传输问题.5〕在森林防火方面,“北斗〞卫星导航试验系统成功应用于森林防火系统,其定位与短报文通信具有较好实际应用效果.6〕在通信时统方面,成功开展“北斗〞双向授时应用示范,突破光纤拉远等关键技术,研制出一体化卫星授时系统.7〕在电力调度方面,成功开展基于“北斗〞卫星导航试验系统的电力时间同步应用示范,为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件.8〕在救灾减灾方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能,提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等效劳,显著提升了灾害应急救援的快速反响水平和决策水平.“北斗〞卫星导航系统建成后将为民航、航运、铁路、金融、邮政等行业提供更高性能的定位、导航、授时和短报文通信效劳.3.2北斗卫星导航系统的应用特点北斗卫星导航定位系统由空间卫星、地面主控站〔限制中央〕与标校站和用户终端设备三大局部组成,它具有快速二维定位、双向简短报文通信和精密授时三大根本功能.该系统基于“二球交会〞原理进行定位,即以2颗卫星的位置坐标为圆心,各以测定的本星至用户机的距离为半径,形成2个球面,用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上.地面限制中央存储的电子高程地图库提供1个以地心为球心,以球心至用户机的距离为半径的球面.求解圆弧线与该球面的交点, 并根据用户在赤道平面北侧的实际情况,即可获得用户的二维位置坐标⑶.北斗卫星导航定位系统主要应用特点如下[4-5]:1〕系统覆盖我国全部国土及周边区域北斗系统是覆盖我国外乡及其周边地区的区域性卫星导航定位系统,覆盖范围为东经70°〜145°,北纬5°〜55°,可以无缝覆盖我国全部国土和周边海域, 在中国全境范围内具有良好的导航定位可用性.2〕系统定位、授时精度能满足导航定位需要北斗系统的二维水平定位精度〔16〕为20m〔不设标校站区域100m〕,双向授时精度20ns〔单向授时精度100ns〕,与GPS系统的民用精度根本相当,能满足用户导航定位和授时要求.北斗系统的注册用户分为3个效劳等级,对应的定位响应时延分别为:一类用户5s,二类用户2$,三类用户1s北斗系统具有单向和双向2种授时功能,根据不同的精度要求,定时传送最新授时信息给用户端,供用户完成与北斗卫星导航定位系统之间时间差的修正. 3〕系统双向报文通信功能应用优势明显北斗系统具有用户与用户、用户与地面限制中央之间的双向报文通信水平. 系统一般用户1次可传输36个汉字,经核准的用户利用连续传送方式1次最多可传送120个汉字这种简短双向报文通信效劳,可有效地满足通信信息量较小、但即时性要求却很高的各类型用户应用系统的要求.这很适合集团用户大范围监控治理和通信不兴旺地区数据采集传输使用.对于既需要定位信息又需要把定位信息传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统将是非常有用的.需特别指出的是,北斗系统具备的这种双向简短通信功能,目前已广泛应用的国外卫星导航定位系统〔如GPS、GLONASS系统〕并不具备.4〕系统有源定位体制使用户定位的隐蔽性、实时性较差,用户容量受限北斗系统是主动式有源双向测距二维导航系统,在地面限制中央进行用户位置坐标解算.北斗系统的有源定位工作方式使用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上是不利的.另夕卜,北斗系统对地面限制中央的依赖性大,一旦其地面中央限制系统受损,系统就不能继续工作了；用户设备必须包含发射机,因此其在体积、重量、功耗和价格方面远比GPS接收机来得大、重、耗电与贵.北斗系统从用户发出定位申请,到收到定位结果,整个定位响应时间最快为1s,即用户终端机最快可在1s后完成定位.这1s的定位时延对飞机、导弹等高速运动的用户来说时间嫌长.北斗系统适合为车辆、船舶等慢速运动的用户提供效劳.北斗系统导航定位实时性较差,对于高动态载体〔如飞机、导弹等〕,该缺陷是显而易见的.北斗系统是主动双向测距的询问〕应答系统,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率.因此,北斗系统的用户设备工作容量是有限的.北斗系统可为以下用户机每小时提供54万次的效劳:一类用户机〔适合于单人携带使用〕10000〜20000个,5〜10min效劳一次;二类用户机〔适合于车辆、舰船使用〕5500个,10〜60s效劳一次.“北斗〞系统的上述应用特点,决定了该系统适合在中国全境范围内,在测绘、电信、水利、交通运输、勘探等使用要求相对较低的民用领域进行导航定位、报文通信和授时效劳等应用.目前该系统在军事领域的应用,受到了一定的制约.3.3北斗卫星导航系统的应用现状北斗卫星导航定位系统运营以来,在军民用领域上发挥了重要作用,迄今为止, 已为用户提供定位效劳超过亿次,通信效劳超过千万条,在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益.所研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度治理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程,已取得了明显的经济效益［6-7］.但是,北斗系统作为我国自行研制的、具有鲜明应用特点的卫星导航定位系统,总的来说,目前的实际应用并不理想.主要表现在：1〕系统应用不充分,与世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位不相称北斗系统工作容量可达百万户,而目前注册在线的终端用户却缺乏千分之一, 卫星资源闲置严重.该系统的快速定位、双向报文通信和精密授时0功能,特别是双向报文通信功能未得到充分应用,该导航定位系统在许多民用领域中的用途还未被认知.中国工程院戚发韧院士经过对北斗系统进行详实的调研后提出：中国研制成功的第一个拥有自主知识产权的北斗卫星导航系统,目前在民用领域资源利用并不充分,几近闲置.他在调研报告中明确写到:北斗系统本应拥有上百万用户的水平,目前却只有几千个用户,国家投入几十亿元,但利用很不充分,造成了资源的严重浪费.北斗卫星导航定位系统目前在民用领域应用不充分、未形成产业化的现状,与该系统作为世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位很不相称.2〕用户终端设备价格偏高,在市场上无法与GPS系统形成竞争北斗系统目前的有源定位技术体制决定了其用户终端设备需能收能发,在技术应用上有通信功能,应用优势明显,这是无可疑心的.但这种体制也使用户终端制造本钱增加,加上终端设备用户少,所以目前市场价格偏高,多数用户难以接受. 用户终端设备价格昂贵的北斗系统在市场上是无法与GPS系统进行竞争的. 3〕用户终端设备研制开发滞后,跟不上应用需求北斗系统用户终端设备研制开发严重滞后于系统建设.究其原因,一是用户终端设备研制起步较晚,没有做到与系统建设同步研发；二是用户终端研制难度大,没有集中力量对其重点进行攻关,各研制单位各自为战,技术上不交流,形不成合力;三是国内器件、部件生产根底差,而进口芯片价格昂贵.在2002年北斗系统开始试运行时,系统民用终端设备尚不成熟.至今国内仍有十几家单位在投入资金研制北斗用户终端,但提升性能价格比的成效并不大,有的单位甚至不得不退出研发.目前能生产北斗系统民用终端的厂商有五、六家,产品价格较高,各有优缺点.北斗系统民用终端设备生产厂商各自为战的研制生产方式,在当前用户量不大、生产批量上不去的情况下,本钱下不来;而本钱下不来,市场用户就上不去, 形成一个恶性循环.用户终端设备生产方式存在的高本钱是影响北斗系统推广应用的问题之一.4〕北斗民用市场的自由化和无序竞争,影响了北斗系统应用市场的健康开展由于国家没有北斗系统民用开发规划和应用市场准入机制,市场完全是无序的自由竞争,一些企业单位对北斗系统市场熟悉和估计过于乐观,为早日抢到市场,自发投入不少资金开发北斗民用终端.到目前为止,真正获得成功、设备产品质量较好的厂家只有几个.有一些企业单位在产品技术质量还不成熟的情况下, 就急于推销自己的产品收回投资,采用低价竞争方式抢占市场,结果是实际运行故障频发用户效劳又跟不上,动摇了用户选用或继续使用北斗系统的信心,增加了对北斗系统应用的疑心情绪,影响了北斗系统健康开展和推广应用. 3.4北斗卫星导航系统应用的主要制约因素目前,影响、制约北斗系统在民用领域获得广泛应用的因素主要是[8]:1〕系统用户终端设备价格昂贵前面已分析到,造成北斗系统用户终端设备价格昂贵的主要原因,一是目前系统本身所采用的有源定位技术体制,二是终端设备生产量少、关键元器件依赖进口使生产本钱居高不下.关于北斗系统的技术体制改良和完善问题,已在中国第二代卫星导航系统的研制方案中根本得到了考虑.在后续分析的推动北斗系统民用产业化开展的对策与建议中,提出国家应投入资金,组织有关部门联合攻关, 解决北斗系统用户终端设备关键元器件国产化问题.2〕系统应用缺乏国家政策的有力支持北斗系统是国家花费巨资建设起来的的军、民两用区域性卫星导航定位系统. 作为一个新兴产业,北斗系统要开展壮大,与国家政策的支持是分不开的.但是, 我国至今缺少一个对国家平安有着重要意义的有关卫星导航定位产业的国家级政策,当然更缺少相应的治理方法和运营举措.这影响了企业和科研部门对北斗导航系统应用的投入,直接导致了用户终端产品品种少、水平低、价格贵.卫星导航应用产业已成为全球信息化产业中开展最快的产业之一,而中国的这项产业目前大多数在经营国外的产品,大量用户成为了外国产品的消费者.北斗系统应用研发与效劳的企业只有寥寥几家,用户少得可怜.3〕政策缺位直接导致系统应用推动乏力北斗卫星已经升空5年,可它作为一种新技术新业务,很少有人大力去普及推广,广阔用户特别是信息化人员,对其知之甚少,在各种媒体和市场上,也难以找到相关的宣传资料.很多企业和用户,甚至不知道谁是民用卫星导航产业的主管部门.北斗系统在应用系统的开发试验上,需要大量的资金投入,开发运营企业难以在资金上长久维持,用户就更做不到花费巨资,为自己建设应用小平台.没有国家资金的介入,公司的资金杯水车薪.4北斗卫星导航系统与GPS功能特点的比拟1.覆盖范围：北斗卫星导航系统主要覆盖我国外乡的区域性、全天候导航系统. 覆盖范围东经约70°〜140°,北纬5°〜55°.GPS是覆盖全球的、全天候导航系统；2.卫星数量和轨道特性：北斗卫星导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星,卫星的赤道角距约60°.GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星, 轨道赤道倾角55°轨道面赤道角距60°;3.定位原理：北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航.地面中央限制系统解算,供用户三维定位数据.GPS是被动式伪码单向测距三维导航.由用户设备独立解算自己三维定位数据；4、定位精度：北斗卫星导航系统为三维定位精度约几十米,授时精度约100ns. GPSm维定位精度P码已由16m提升到6m, C/A码已由25〜100m提升至U 12m, 授时精度约20ns;5、用户容量：北斗卫星导航系统由于是主动双向测距的询问一应答系统.用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率,因此,北斗卫星导航系统的用户容量是有限的.GPS是单向测距系统.用户只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,。
北斗卫星在水利工程中的应用案例
文章标题：北斗卫星在水利工程中的应用案例一、引言在当今数字化时代，卫星导航技术已经成为许多行业的重要工具，其中包括水利工程。
北斗卫星系统作为我国自主研发的卫星导航系统，正在逐渐成为水利工程领域的重要支撑。
本文将从深度和广度两个方面对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行全面评估，并探讨其对水利工程的影响和意义。
二、北斗卫星在水利工程中的定位和测量应用1. 河流水位监测北斗卫星系统通过高精度的定位服务，可以为河流水位监测提供精准的数据支持。
通过在水文测报站点安装北斗卫星定位设备，可以实现对河流水位的实时监测，并及时预警可能出现的洪涝灾害，为水利工程的安全运行提供重要依据。
2. 水库水文监测对于水库来说，准确的水文监测数据对于水库调度和管理至关重要。
北斗卫星系统可以实现水库水位、流量等水文要素的高精度监测和实时传输，为水库调度决策提供可靠的数据支持，提高了水利工程的效益和安全性。
3. 灌溉系统精准施肥在农田灌溉方面，北斗卫星定位系统可以帮助实现精准施肥，通过精准的定位服务，可以实现对农田灌溉水利用效率的提升，减少农药、化肥的使用，促进农业可持续发展，为水利工程的生态环境保护作出贡献。
三、北斗卫星在水利工程中的应用案例总结通过对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行深入探讨，可以看出其在水利工程中发挥着越来越重要的作用。
北斗卫星系统的定位精度高、信号覆盖广等特点，使其成为水利工程中不可或缺的技术支撑，为水利工程的智能化、精细化和现代化发展提供了有力保障。
四、个人观点和理解作为水利工程领域的从业者，我对北斗卫星在水利工程中的应用非常看好。
北斗卫星系统的应用不仅可以提升水利工程的效率和安全性，还可以促进水资源的合理利用和保护，对于实现水利工程的可持续发展具有重要意义。
我相信随着北斗卫星系统技术的不断创新和完善，其在水利工程中的应用将会更加广泛和深入，为水利工程领域的发展带来新的机遇和挑战。
结语通过对北斗卫星在水利工程中的应用案例进行全面评估，我们不仅对其在水利工程中的具体应用有了更深入的了解，也对其未来的发展前景有了更清晰的认识。
基于北斗定位系统的多功能环境监测系统
基于北斗定位系统的多功能环境监测系统摘要：本文主要详述在北斗定位系统的基础上，所衍生出的与其相结合的多功能环境检测系统原理及其组成。
关键词：北斗定位系统，环境监测，未来应用1 引言北斗导航定位系统自上线提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。
为增加其创新性，以及填补其对于环境监测方面的空缺，故设计该“基于北斗定位系统的多功能环境监测系统”，与传统的北斗监测系统相结合。
与市面上大部分的北斗定位衍生品不同的是，项目所设计功能包括基于我国自主研制的北斗导航定位系统的定位、授时功能，以及基于城市主要环境指标PM2.5、噪声、温湿度的检测功能。
更于此基础上给与其能与其他设备交互的GPRS数据传输以及SD卡储存。
1.系统整体设计如图1所示，系统主要由STM32单片机、噪音传感器单元、温度传感器单元、空气质量传感器单元、网络通信模块等构成。
STM32单片机作为系统的控制单元，实现整个系统的信号处理、逻辑控制和指令下发，噪音传感器、温度传感器和空气质量传感器及其处理电路作为相应信号的采集单元，通过相应信号的采集单元将不同幅度大小的的信号转换为单片机可接受的电信号，之后，送入单片机的AD转换器，通过AD转换将表示噪音、温度和空气质量的模拟电压信号转换为数字量信号，并通过LCD进行数据实时显示和人机交互。
位置信号由GPS模块采集，进行信号处理后通过GPRS传输到手机终端。
图1 多功能环境检测装置系统构成图2系统硬件设计2.1微控制器微控制器选用 STM32F103RCT6STM32FlO3xC、STM32FlO3xD和 STM32F103xE增强型产品系列集成了工作频率为 72MHz的高性能“ARM cortex-M3” 32位RIS内核、高速嵌入式存储~(Flash存储器和SRAM的容量分别高达512K 字节和64K字节)。
和大量连至 2条 APB总线的增强型 I，0与外设所有产品均带有 3个12位ADC，4个16位通用定时器和2 PWM 定时器，以及标准与高级通信接口2个、3个 SPI、2个 Ps、1个 SDIO、5个 USART、1个 USB和 1个CAN。
北斗卫星导航系统发展报告1.0版-2011-8
附录
北斗导航卫星发射时间
2000 年 10 月 31 日，发射第 1 颗北斗导航试验卫星。 2000 年 12 月 21 日，发射第 2 颗北斗导航试验卫星。 2003 年 5 月 25 日，发射第 3 颗北斗导航试验卫星。 2007 年 2 月 3 日，发射第 4 颗北斗导航试验卫星。 2007 年 4 月 14 日，发射第 1 颗北斗导航卫星。 2009 年 4 月 15 日，发射第 2 颗北斗导航卫星。 2010 年 1 月 17 日，发射第 3 颗北斗导航卫星。 2010 年 6 月 2 日，发射第 4 颗北斗导航卫星。 2010 年 8 月 1 日，发射第 5 颗北斗导航卫星。 2010 年 11 月 1 日，发射第 6 颗北斗导航卫星。 2010 年 12 月 18 日，发射第 7 颗北斗导航卫星。 2011 年 4 月 10 日，发射第 8 颗北斗导航卫星。 2011 年 7 月 27 日，发射第 9 颗北斗导航卫星。
北斗卫星导航系统建成后将为全球用户提供卫星定 位、导航和授时服务，并为我国及周边地区用户提供定 位精度 1 米的广域差分服务和 120 个汉字/次的短报文通 信服务。
·4·
——主要功能：定位、测速、单双向授时、短报文 通信；
——服务区域：全球； ——定位精度：优于 10 米； ——测速精度：优于 0.2 米/秒； ——授时精度：20 纳秒。
北斗卫星导航系统坚持开放、友好的态度，与已经 拥有卫星导航系统的国家开展广泛的交流和协商，推动 全球范围内卫星导航系统间的兼容与互操作；通过与未 拥有卫星导航系统的国家开展沟通与合作，支持其通过 利用全球已有资源而共同享受卫星导航发展成果。
中国在卫星导航领域的国际交流与合作始于 20 世 纪 90 年代，近 20 年来，开展了多种形式的国际活动， 取得了广泛的成果。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案一、背景介绍随着社会经济的不断发展，水资源的合理利用以及水环境的保护变得尤为重要。
为了确保水文监测数据的准确性和及时性，采用北斗卫星导航系统进行水文监测是一个可行的选择。
本文将详细介绍北斗水文监测方案的设计和应用。
二、方案设计1.北斗水文监测原理北斗卫星导航系统利用卫星信号传输水文监测数据，实现对水文参数的准确测量和分析。
通过北斗卫星定位技术，可以实现对监测站点位置的确定，并且将实时监测数据传送至数据处理中心。
2.监测站点布设方案根据具体需要，选择合适的监测站点进行布设。
监测站点的选择应考虑包括水体流速、水位、水质等多个水文参数，以确保覆盖面广、数据全面准确。
3.传感器选择和安装为了获取精确的水文参数数据，选择高质量的传感器是至关重要的。
传感器的选择应根据监测需求，涵盖水位、流速、水质等参数，并确保其与北斗卫星导航系统的兼容性。
安装传感器时需要严格按照操作手册进行，确保其稳固、准确地安装在监测站点。
4.数据传输和处理通过北斗卫星导航系统，监测站点上的传感器数据可以及时传输到数据处理中心，以进行实时数据分析和监测。
数据处理中心可以利用数据分析技术和算法对水文数据进行处理、存储和分析，在监测站点出现异常情况时进行预警。
三、方案应用1.水文预警北斗水文监测方案可以帮助实现水文预警功能。
通过对水位、流速等参数的实时监测和数据分析，可以提前预警水体的泛滥、水位的突变等情况，从而采取相应的措施来保护人民生命财产安全。
2.水资源管理北斗水文监测方案可以为水资源管理提供基础数据支持。
通过对水文参数的监测和数据分析，可以了解水体的供需情况、污染状况以及流域水资源变化趋势，为水资源管理和决策提供科学依据。
3.环境保护北斗水文监测方案的应用还可以促进水环境的保护。
通过对水质等参数的监测，可以及时发现和处理水体污染事件，减少对水生态环境的损害，为建立生态友好型社会做出贡献。
四、总结北斗水文监测方案是一种创新的水资源管理和环境保护手段。
北斗卫星导航系统主要应用领域
北斗卫星导航系统主要应用领域1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控；2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理；3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输；4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案；5、森林防火定位、短报文通信；6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统；7、电力调度基于北斗的电力时间同步；8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享；9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。
国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。
北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。
北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。
如今的北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。
在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。
中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。
北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。
以赴南沙生产作业的渔船为例。
农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。
当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，并与之取得联系，组织搜救，从而大大提高了遇险渔民的获救率。
卫星通信论文之北斗导航系统
北斗导航系统全球导航系统发展现状及发展北斗的原因目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统：一是美国的全球定位系统（Global Positioning System，GPS），二是俄罗斯的格洛纳斯全球卫星导航系统（ Global Navigation Satellite System，GLONASS）。
三十欧盟的伽利略卫星定位系统（Galileo Positioning System，Galileo）。
在此大背景下，我国也开始建设属于自己的卫星导航系统。
建设北斗卫星导航系统，对于提高我国的国际地位，促进经济社会的发展，保障国家安全等许多方面，都具有十分重大特殊的意义。
其一，建设北斗卫星导航系统，是促进和推动经济社会发展的强大动力。
卫星导航系统是服务于众多国民经济领域，带来巨大经济利益的“助推器”。
比如，在金融和贸易工作中，时间的一致性极其重要，往往是差之分秒，损失无数。
因此，在金融和贸易这种特殊的领域，时间的掌握必须由我们国家自己的系统来保障，仅此一点，就不难理解建设独立自主的卫星导航系统的重要性。
另一方面，从卫星导航系统产业的应用效益看，卫星导航系统的广泛应用正在向人们提供这样的信息，卫星导航产业已成为继移动通信和互联网之后，全球第三个发展最快的电子信息产业，正在带来巨大的经济价值，如果没有独立的卫星导航系统，其中的利润也将拱手送人。
其二，建设北斗卫星导航系统，是增强武器效能，维护国家安全的根本命脉。
迄今为止的卫星导航系统，虽然都能发挥民用效益，但追根溯源，初始动机都在于军事用途。
美俄(苏)的两代卫星导航系统都是冷战条件下的产物，欧洲的“伽利略”系统本身就是“欧洲独立防务计划”的一部分；日本的卫星导航计划，既可以看成是日本军事“复兴”计划的一部分，也可以视为美国战略重心东移的一个辅助性计划；印度的卫星导航计划是由空军推动的。
随着武器装备现代化程度的提高，原本被地理空间割裂的不同战区被连通为一个全球战场，如果没有统一、可靠的导航体系，就无法实现诸兵种、跨地域协同作战。
北斗卫星导航系统在海洋气象监测中的应用
北斗卫星导航系统在海洋气象监测中的应用【摘要】北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的区域性卫星导航系统，可提供高质量的定位、导航和授时服务，具有定位精度高、全天候使用、通信快捷和运营成本低廉等诸多特点。
本文介绍了北斗卫星导航系统的功能与特点，并对北斗卫星导航系统在海洋气象监测中的应用进行了初步的探讨与分析。
【关键词】北斗；卫星导航；海洋气象；监测；应用0.引言卫星导航技术是利用导航卫星对地面、海洋以及大气空间进行精确定位。
卫星导航定位系统是重要的空间基础设施，我国高度重视卫星导航系统建设，一直努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。
正在建设的北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，具有定位精度高、全天候使用、通信快捷和运营成本低廉等特点，目前已在交通运输、海洋渔业、防灾减灾、电力授时以及环境监测等诸多领域得到了广泛的应用。
1.北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统（BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System，简称CNSS）是我国正在实施的自主研发、独立运行的区域性卫星导航系统，是继美国GPS系统和俄罗斯GLONASS系统后第三个运行成熟的卫星导航系统。
该系统由空间卫星、地面中心站和用户终端三部分组成，其覆盖范围包括中国大陆及沿海、台湾、南沙及其他岛礁、日本海、太平洋部分海域和周边部分地区。
1.1 系统功能1.1.1 快速定位北斗卫星导航系统可为服务区域内的用户提供全天候、高精度、大范围的实时定位服务，其定位精度一般为几十米。
若采用差分定位技术，重点地区定位精度可达10 m以内，测速精度优于0.2 m/s，这与美国GPS系统定位水平基本接近。
1.1.2 精密授时北斗用户机可提供单向优于50 ns、双向优于10 ns的授时精度，可实现全天候、高精度、大范围、高可靠的UTC时间播发，并可提供高精度的时间同步。
与其他导航系统相比，北斗卫星导航系统同时具备定位与通讯等功能，无需其他通讯系统支持，而GPS系统则只能定位。
北斗卫星导航十大应用领域之气象服务
北斗卫星导航十大应用领域之气象服务
北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。
之前已经介绍了北斗卫星导航的三大应用领域，这篇文档我们了解一下北斗卫星导航在气象服务领域的应用。
气象卫星地面应用系统
通过地面应用系统进行数据接收、产品加工处理、生成能够准确的反映大气、陆地、海洋、空间环境等状态变化特征的地球物理参数和空间环境参数的多种产品，将广泛应于天气预报、气候研究、环境监测、减灾防灾等领域使用。
解决各省市获取风云三号数据的时效性问题，可以通过建立省级利用站数据生成的遥感应用产品可提高为各省天气预报、农业、环境和经济建设服务能力。
人工影响天气系统
在降水时空分布严重不均的区域进行空中云水资源开发，迅速提升该区域飞机人影作业能力，可满足实施跨省（区）大范围人影作业，并可为国家统一调度执行重点应急增雨任务的高性能人影作业飞机，改装、加载作业条件监测仪器设备、多种催化作业和空地通信等装备，配套建设飞机增雨作业资料收集、处理、分析系统。
为国家粮食安全、森林防火、防灾减灾、生态建设和保护等提供有效保障。
VSAT卫星通信系统
建设分布全国的，集边远台站通信、应急通信和地面宽带备份于一体的VSAT卫星综合业务网，为各级气象台站提供数据、话音、视频等多媒体信息传输和多网互联互通服务。
本系统由关口站和小站组成，小站的频段由用户选择，可部署于全国各气象局站点。
北斗简介
北斗卫星导航系统 - 简介北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国独立发展、自主运行，并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。
北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。
其中北斗一号用于中国及其周边地区的区域导航系统，北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。
[1]北斗卫星导航系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
[2]三步走按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。
具体如下：第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。
第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。
[3][4]北斗卫星导航系统 - 系统组成北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统，由空间段，地面段，用户段三部分组成。
空间段空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。
地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。
非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步轨道卫星组成。
地面站北斗导航卫星应用战略图地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。
主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。
基于北斗导航卫星的气象监测与预报
基于北斗导航卫星的气象监测与预报随着科技的不断发展，人类的生活也变得越来越便利与高效。
北斗导航卫星作为我国独立自主研发的空间技术成果之一，具有广泛的应用前景。
其中，北斗导航卫星在气象监测与预报中的应用，为我国实现智慧气象提供了有力支撑。
一、北斗导航卫星在气象监测中的应用北斗导航卫星具备全球覆盖、高精度、高可靠性等优越性能，是气象监测中不可或缺的重要工具之一。
北斗卫星可以通过对物体的位置、速度、加速度信息的追踪，实现对天气形势的快速诊断和预测，帮助气象工作者更加准确地掌握天气变化情况。
同时，北斗导航卫星的定位能力还可以提供气象监测所需要的重要参数，例如地面气温、湿度、降雨量等。
这些数据对于气象预警、灾害应对等工作都具有重要意义。
通过在地面上部署一定数量的北斗测控站，可以实现对北斗卫星进行实时监测和控制，从而提高气象监测的有效性和可靠性。
二、北斗导航卫星在气象预报中的应用气象预报是气象服务的重要组成部分，北斗导航卫星也可以在这一领域中发挥重要作用。
通过对北斗导航卫星的数据进行分析处理，可以制作出全球各地的气象预报产品，包括天气预报、台风路径预报、海上气象预报等。
特别是在灾害性天气事件预报方面，北斗导航卫星的应用可以帮助气象工作者更加快速、准确地预报相关的天气变化情况，为防范和应对自然灾害提供科学依据。
此外，在不同地域、不同气象事件下，还可以利用北斗导航卫星提供的数据和技术，进行灾害性天气多要素综合预报，从而提高预警的准确性和时效性。
三、北斗导航卫星在气象智能化服务中的应用近年来，气象智能化服务得到了快速发展。
利用大数据、人工智能等技术手段，可以将海量的气象数据进行挖掘和分析，从而提供更加个性化、精准的气象服务。
北斗导航卫星也可以通过与人工智能等技术相结合，实现智慧气象的目标。
在智能化气象服务中，北斗导航卫星可以提供高精度的定位和导航服务，通过对各类数据的整合和分析，帮助用户更加准确地掌握天气变化情况，并提供个性化的天气预警服务。
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信
基于北斗卫星导航系统短报文服务的水上安全通信随着科技的不断进步，全球卫星导航系统的发展已经成为了一种趋势。
而北斗卫星导航系统作为我国自主研发的卫星导航系统，在全球范围内取得了较大的成功。
北斗卫星导航系统最初是为了提高交通运输、水利、渔业、气象等行业的运行效率和安全性而研制的，而如今，其应用已经不仅仅局限于这些领域。
在通过北斗卫星导航系统实现的水上安全通信已经成为了一种新的趋势，其实现的便捷性和安全性极大地提高了水上交通的管理和安全保障水平。
基于北斗卫星导航系统的短报文服务提高了水上交通的管理效率。
在过去，水上交通管理主要依靠无线电通信和人工巡逻，这种方式存在着信息传递不及时、准确性不高等问题。
而短报文服务可以通过北斗卫星实现信息的快速传递，船舶与岸基之间可以实现及时、准确的通信，使得船舶在水上的行驶和停靠都更加安全和有序。
通过短报文服务，船舶的航行计划可以及时更新，监控中心可以准确获取船舶的最新位置和行驶状况，从而更好地协调水上交通。
基于北斗卫星导航系统的短报文服务提高了水上交通的安全性。
在水上交通中，安全问题一直是一个关注的焦点，而且由于水上交通的特殊性，任何一点的失误都可能引发严重的后果。
而通过短报文服务，监控中心可以对船舶进行实时监控，及时发现问题并采取相应的措施，比如及时发出警报、指挥船舶转向等，大大提高了水上交通的安全性。
船舶之间也可以通过短报文服务实现信息的交流和共享，提高了船舶之间的协同作战和应急响应能力，及时应对突发事件。
基于北斗卫星导航系统的短报文服务还可以为水上航行提供更多的信息和服务。
通过短报文服务，船舶可以接收到航行信息、气象信息、潮汐信息等，为船舶航行提供更全面、更及时的信息支持。
在紧急情况下，船舶还可以通过短报文服务向监控中心发送求救信号，实现及时救援。
还可以通过短报文服务实现船舶之间和船舶与岸基设施之间的实时通信，提高了航行的便捷性和安全性。
基于北斗卫星导航系统的短报文服务在水上安全通信领域具有广阔的应用前景。
气象水文数据卫星传输系统的应用
据平 台。
２ ）解决长效性问题 。目前气象水文信息的传递
Ｍ ｅ ｅ ｒ ｌｇ ｃ ｌ Ｈｙ ｒ ｌ ｇ ｃ ｌａ ｄ Ｍ ａ ｉ ｅ Ｉ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｔ ｏ ｏ ｏ ｉａ ， ｄ ｏ ｏ ｉａ ｎ ｒｎ ｎ ｔ ｕ ｎ ｓ
Ｎ０． ４
Ｄｅ ． ０ ７ ｃ ２０
气 象 水 文 数 据 卫 星 传 输 系统 的应 用
王清文 ，李岩
据的即时有效性就得不到保证 。而利用卫星平台的 统一 授 时功 能 ，可使 这一 问题 得 到圆满 解决 。 ４ ）解决通信条件受限问题。目 前区域都处于 比 较边远 的地 区 ，试验场 区 ，场站分 布较广 ，对于气 象
系统来说 ，气 象站更 是分布 较边远 。由于基础设施 缺
障，整体提高气象系统综合保 障能力 。 系统建 设能 解决 以下 几个 方 面 的问题 ： １ ）解决时效性 问题。以往 的通过信息终端采 集 （ 包括人工观测 和 自动观测 ）到 的气 象水文信 息 ，要 通过 气象 台或气象 室 进行 人 工或计 算机 录 入 后， 再通过相应的通信手段传输到气象中心 ，过程 往 往需 要 十几 分钟 到几 十分 钟 ，中间环 节多 ，实 时 性 差 。不 能满 足任 务关 键事 件 ，特别 是 突发事 件 处 理对气象水文信息的时效性要求 。而卫星传输系统 基 本是 实 时地 完成 同样 过程 。
端 设 备均 没有 时 间统一 系统 ，所 以数 据 采集 还是 属 于粗 犷型 的 。 同时上报 的数 据却 不一 定 是 同时采 集 的 ，而可 能 是在一 个 时间 段 内采集 的 ，因而 上报 数
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继gps,glonass之后的
斗卫星导航系统（英文名称：BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
全球范围内已经有137个国家与北斗卫星导航系统签下了合作协议。
随着全球组网的成功，北斗卫星导航系统未来的国际应用空间将会不断扩展。
斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类
社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。
卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。
中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。
与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。
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基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统
【摘要】气象水文信息与工农业生产、百姓生活、军事活动、科学试验息息相关，构建一个科学合理、运行高效的气象水文信息系统，提高气象水文信息传输的实时性、信息处理的准确性、决策参考的科学性，从而使气象水文信息保障优质、高效。
本文构建一个基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统，主要介绍系统组成、主要功能和应用情况。
【关键词】北斗卫星导航系统；气象水文信息系统；信息采集
气象水文信息与工农业生产、百姓生活、军事活动、科学试验息息相关，构建一个科学合理、运行高效的气象水文信息系统，提高气象水文信息传输的实时性、信息处理的准确性、决策参考的科学性，为优质、高效的气象水文信息保障提供有力的支持。
北斗卫星导航定位系统是我国自主研发的卫星导航定位系统，集定位、短报文通信和授时三大功能于一体，基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统能较好地担当气象水文信息保障职责。
一、系统组成
气象水文信息系统主要由气象水文信息自动采集系统、信息传输系统、信息综合应用系统组成。
1.气象水文信息自动采集系统
气象水文信息自动采集系统由气象水文监测室及其所辖自动气象水文监测站、卫星遥测站、移动式气象水文数据采集终端、固定式气象水文数据采集终端和测量船等自动气象要素终端采集设备组成。
2.信息传输系统
数据传输系统由北斗卫星及定位总站组成。
北斗卫星接收到采集终端发来的数据后，将其发送给定位总站。
总站进行分拣后将数据通过北斗卫星发送到相应气象水文监测室的指挥型用户机；同时将所有数据通过地面链路发送到指控中心。
定位总站通过逆向流程将指控中心发出的远程终端配置指令通过卫星发送到相应普通型用户机，由普通型用户机发送数据采集终端，进行系统识别码、采集频率等参数的修改。
3.信息综合应用系统
信息综合应用系统由信息分析处理机、信息显示设备、信息存储设备、信息应用工作站、网络互联设备、网络安全设备、信息交换处理机等组成。
二、系统功能
基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统的主要功能。
1.实时采集气象水文信息
信息采集系统通过对卫星发送信息采集请求信息，即可通过气象水文信息系统的专用通信终端对其发送定位指令，远端的卫星终端收到指令后，便自动将当地气象水文装备的具体位置及相关信息使用北斗卫星通讯链路实时传回。
2.实时查询气象水文信息
如果某个部门想查询当地的气象水文信息，即可通过气象水文信息系统的地方气象水文部门专用北斗通信终端对其发送查询指令，远端的卫星终端收到指令后，便自动将该地的气象水文信息使用北斗卫星通讯链路传回，管理平台的用户专用通信终端收到后即可在大屏幕上可视化显示该信息。
3.实时传输气象水文信息
在气象水文监测等监测任务执行过程中，气象水文信息系统通过北斗卫星定位导航系统将被监测终端所在区域的实时环境，发送至监测终端。
同时，用监测端也能将收集到的待分析的环境信息发送给气象水文信息系统，当发现异常时气象水文信息系统利用地理信息系统，可以指定该区域内的相关部门接收端口的工作人员，向其发送数据分析结果，或利用监控中心北斗卫星通信专用通信终端的通播功能向该区域的一个或几个相关部门，或者全部的各级政府和各类部门群发分析结果。
4.电子地图
监控中心的数据库系统配置有包含全国陆地、海洋地理信息及交通相关信息的电子地图系统，并能在地图上动态显示监控及救援车辆和人员的具体位置及经纬度。
5.路线规划
该系统能基于电子地图进行动态和可视化路线规划，并将设定的路线数据发送给救援车辆和人员装载的用户终端，实时控制救援的车辆和人员按指定路线行驶。
一旦受控救援的车辆和人员偏离指定路线，或者作业车辆和人员超速驾驶或超时驾驶或越界，系统便会自动报警。
6.修改远端测站参数
可远程监控远端测站的工作状态，并可修改远端测站的工作参数。
7.终端设备安装、维护简易
远端监测站使用的用户终端集成度高、外型小巧，安装简便；终端功耗小，适用于太阳能电池供电；终端设计抗恶劣环境，维护简易，可在无人值守状态下工作。
8.接收报警信息
该监控系统可接收来自各气象水文监测站或观测人员的报警信号，通过北斗卫星系统定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生灾害的地区迅速进行紧急援助或制定相应对策。
9.通信回执
预警系统的回执确认体制保证数据传输的可靠性，远端测站向中心站发送数据时，可以选择使用运营中心和中心站通信终端提供的各类回执信息，如发送成功/失败确认、接收成功/失败确认等，便于相应子系统及时确定下一步处理措施，直到全部数据准确无误地发送完成。
10.实时通信
该系统可以对各气象水文监测站、观测人员或救灾的车辆和人员发送各种信息，实现各车辆和人员与指挥中心间的通讯，进行统一指挥调度。
11.短信通信
该系统利用北斗卫星通信链路实现各用户终端间的短消息通信，并通过作业安全管理系统接入的GPRS网或CDMA网，可实现各用户终端与GSM或CDMA 的手机进行短消息通信。
12.信息分发和共享
数据通信系统支持将监控中心的信息分发到各分监控中心，同时支持其他远程监控节点在授权范围之内进行信息共享。
三、系统应用
该系统的应用能解决以下几个方面的问题。
1.时效性问题
以往的通过信息终端采集（包括人工观测和自动观测）到的气象水文信息，要通过气象台或气象室进行人工或计算机录入后，再通过相应的通信手段传输到气象中心，过程往往需要十几分钟到几十分钟，中间环节多，实时性差。
不能满足关键事件，特别是突发事件处理对气象水文信息的时效性要求。
而该系统通过
北斗卫星系统进行信息传输，基本是实时地完成同样过程。
2.长效性问题
目前气象水文信息的传递由于受限于通信信道，只能在任务期间进行，相关区域资料的积累时断时续，无法建立统一的数据库进行历史气象信息的存储，不能为试验任务事后分析和进行气象水文专项研究提供完整的资料。
建立在北斗导航定位通信卫星系统之上的气象水文信息卫星平台将长年不问断工作，彻底地解决了这一问题。
3.有效性问题
因为目前各数据采集终端设备均没有时间统一系统，所以数据采集还是属于粗犷型的。
同时上报的数据却不一定是同时采集的，而可能是在一个时间段内采集的，因而上报数据的即时有效性就得不到保证。
而利用北斗卫星平台的统一授时功能，可使这一问题得到圆满解决。
4.通信条件受限问题
目前区域都处于比较边远的地区，试验场区，场站分布较广，对于气象系统来说，气象站更是分布较边远。
由于基础设施缺乏，常规的通信手段都受到很大的限制，很多地方无法进行数据通信。
而采用此系统后，各个测点与中心站随时都可以建立畅通的数据通信联系通道。
5.安全保密性
由于试验任务的特殊性，要求气象信息的传递安全，该平台充分利用北斗系统自身的安全保密性，不需要另外采取软硬件加密措施。
系统依托于北斗导航定位卫星系统，实时采集和转发试验相关地（海）区气象水文数据，同时提供查询、显示、数据分析等功能，为预报人员及各级指挥部的预报、决策提供实时、全面、可靠的数据平台。