北斗定位导航技术的应用及展望

北斗定位导航技术的应用及展望2身份证号码******************

摘要：当前，国际上主要有 GPS、Galileo、 GLONASS以及中国的“北斗”

四大自主 GNSS。我国北斗全球定位系统在技术上与美国 GPS相媲美，对中国经济、国防等领域有着广阔的应用前景。本文对我国在新时期中的“北斗”技术进

行了战略意义与发展前景的分析。

关键词：北斗定位导航技术；应用；展望

1北斗技术简述

“北斗一号”的工作机理是：由两个同步的固定卫星组成的地面站点将信号

传输给用户。使用者回应讯号，然后经由两个卫星向地面发射讯号。用户定位是

通过对地面站、卫星与用户间信号的反馈来实现的。地面站点将位置信息通过卫

星传送给使用者，从而进行定位。北斗二号是基于我国自主研发的“北斗一号”

卫星导航试验平台。采用被动式定位技术，将被动式定位分为三个模块，即空间

模块、地面模块和用户模块。在轨测试中，利用5颗 GEO卫星，27颗 MEO卫星，3颗IGS0卫星构成的“东方红三号”卫星平台。地面部分包括主控站，上行注入站，以及监测站.其中，用户端主要包括：“北斗”用户终端以及与其它 GNSS兼

容的用户终端。35个卫星在天空中按照一定的时间轨道围绕着地球旋转，在地面

上的任意时间都能收到超过4个卫星的讯号。由于卫星的方位已经被准确地确定，因此，在进行定位时，很容易就能了解到从卫星到使用者之间的距离。利用三个

空间坐标-测距公式，利用三个卫星组成三个方程式，通过求解 X, Y, Z，即可

获得使用者的准确位置。

2北斗自身优势

2.1技术优势使得北斗的核心技术国产化

在新的时代背景下，武器系统的导引精度有了很大的提高。对于更具致命性

的武器，例如大炮和飞弹，两倍的命中率就相当于八倍的威力。高精准度的出现，也使高精准度武器得到了迅速的发展。除此之外，由于北斗系统的顺利开发，中

国最终从长久以来对 GPS系统的依赖中解脱出来，这其中也包括了国防建设。北

斗有一项特别的功能，这是其他导航系统所不具备的，可以发送信息。一次能输

入120个以上的汉字。此项技术的推广和使用，将会对导航系统产生重大影响。

全球卫星导航系统是无源的，它可以提供给使用者一个“我在哪里”的信息，也

可以提供给别人一个“我是哪里”的信息。在突发灾害事故中，受 GPS定位理论

约束，救援直升机救援效率受到很大影响，而北斗具备 GPS无可比拟的技术优势。

2.2导航战成为了北斗在战略上的优势

导航战是一种对 GPS进行预防、使用、反使用以及对其进行防护的方法。由

于全球定位系统的关键技术掌握在美国手中，因此，如果将“导航战”运用到美

国和他的对手身上，那么这一战就会被认为是美国的一面倒的主宰。比如，2002

年阿富汗战争期间，美国军队在阿富汗全国范围内禁止使用全球定位系统，给阿

富汗造成了巨大的破坏。美国发起“导航战”，宣称要在军事上保障美国与盟国

的全球定位系统的安全，防止敌方在美国指定的时间、地点利用全球定位系统。

总而言之，中国若与美国为敌，且没有自己的卫星，美国会在任何时候切断我们

在军事上的全球定位系统。这样的局面，等于是给国家的防务与安全埋下了一枚

定时炸弹。

3北斗定位导航技术的应用

3.1 陆地导航与追踪

在当今社会，汽车 GPS定位系统已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，人们对它的依赖性也日益增强。“北斗”的到来，不但给中国人带来了新的导航

设备，而且使中国人不再依靠 GPS技术。在地面战斗中，基于防卫与安全双重考虑，将北斗技术用于地面战斗中，既可提升战斗效能，又可节约战争费用，同时

也可为地面战斗中的交通运输提供有力保障。车辆的追踪与调度与车辆的定位是

两个不同的问题。汽车导航系统可以将汽车的位置、路径等信息直接呈现给汽车

司机，而汽车追踪与调度系统只能将该信息直接传递给汽车司机。把这种技术和

车载导航结合起来，再利用中国有关区域的“北斗”，就能让指挥所对战斗车辆

进行更加精确的指令。

3.2空中交通管制方面应用

与美国的全球定位系统类似，“北斗”是一种具有时间同步功能的系统。随

着全球一体化进程的加快，尤其是在人机互动、人机控制等方面，统一的时标显

得尤为重要。以调频通讯为例，发送端的载频在一秒钟内会发生几十万次的改变，但接收端却需要了解载频的改变模式及跳频时间。如果他们被打上了时间标记，

他们就可以被连接，整合，并成为一个有目的的轨道。航空运输管理是航空运输

管理的重要内容。该系统旨在保证航空运输的安全、有效运作。为适应日益增长

的以新型卫星导航、卫星通信及数据通信为基础的航空运输需求，中继/ATM （CNS/ATM）是由 ICAO （ICAO）发起的一项新兴技术。在中继航空公司中，卫

星导航是其重要的组成部分。这不但为导航、 ADS等系统提供了依据，还为通讯

系统的网络化同步提供了必要的条件。

3.3在电力系统中的应用

(1)电力系统时间同步。在电网中，时钟的运行在错误记录、时间对比和事

件播放中起到了无可取代的作用。在我国，中国自主研制的“全球最大范围”的

北斗系统，已实现了从 GPS时态向北斗服务时态的转变。此外，利用北斗定位和

导航技术，可以有效地提升室内时间管理的效率，增强对远距离时间的掌控，均

衡远距离时间的准确性，保证电网的时间同步。(2)电网灾害预防与监控。在火

灾发生时，由于多种原因，传输线可能引起整个塔发生倾覆。此外，因气候状况，铁路线亦会结冰。这种情况会对电力系统的工作可靠性造成不良的影响。在这种

情况下，可以使用北斗定位导航技术，对其进行全天候的精准监测，并对所发现

的问题，及时地采取有效的措施，从而降低电力系统灾害的发生，保证电力系统

的运行效率。(3)对电网进行巡视和检查。输变电线路是现代运输体系中无可取

代的重要组成部分，其可靠、高效、稳定的运行对于中国电网的安全稳定运行起

着举足轻重的作用。所以，建立一套完整的电网巡检体系显得尤为重要。北斗二