北斗导航系统在智慧城市建设中的应用

Application of Beidou Satellite Navigation System in

Intelligent City

Abstract: This paper introduces the concept, characteristics and development prospect of

the Smart City, and explores the application of Beidou satellite navigation system in

construction of intelligent city, then three aspects of research include intelligent traffic,

Intelligent Home Furnishing and intelligent logistics is studied, which has reference

significance to our country's city construction and development.

Keywords: smart city；Beidou；the Internet of things；navigation

北斗卫星导航系统在智慧城市建设中的应用

【摘要】本文介绍了智慧城市的概念、特征及发展前景，对北斗卫星导航系统在智慧城市建

设中的应用进行了探索，并从智能交通、智能家居和智慧物流三个方面展开了研究，对我国

城市建设和发展具有参考意义。

【关键词】智慧城市；北斗导航；物联网; 导航

1引言

北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，也是我国第一个全球化的基础设施建设项目。北斗卫星导航系统的正式投入运行，结束了我国完全依赖美国GPS的历史。目前我国卫星导航95%的应用建立在GPS之上的，在系统的安全性和稳定性方面存在着一定的风险，给国家安全和国民经济可持续发展带来隐患[1]。建立基于北斗导航系统的卫星导航产业，对于保障国家安全、促进国民经济各行业可持续发展具有重要战略意义。本文利用北斗导航系统的特点对智慧城市建设进行了探索，将北斗导航的应用扩展到城市建设的几个领域中，对于促进城市的现代化发展具有十分重要的意义。

2北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后世界上第三个卫星导航定位系统。目前，北斗卫星导航系统能够同时提供北斗特色的RDSS服务( radio determination satellite service) 模式，以及提供类似GPS的RNSS导航服务(radio navigation satellite system) 模式，具备向亚太地区提供导航、定位、授时、通信一体化服务的能力[2]。

随着北斗卫星导航系统的运行，它所具备的优势将使其成为国内导航应用的首选。自建成以来，已广泛应用于各行各业，实践证明该系统性能稳定、使用方便，对我国的国防建设、森林防火、抗震救灾、海洋渔业、交通运输、物流、物联网等行业的发展发挥重要的支撑作用[3]。经济效益和社会效益显著，特别是在2008年中国南方冰冻灾害、汶川与玉树地震抗震救灾和北京奥运会中发挥出非常重要的作用。随着我国经济实力的快速增长和我国航天事业的迅速发展，我国的北斗卫星导航系统将会拥有更加广阔的应用前景，北斗卫星导航系统的建设与发展将满足国家安全、经济建设和社会进步等方面的需求。

3智慧城市

智慧城市的概念起源于2008年IBM公司提出的“智慧地球”理念,两年后IBM又提出“智慧的城市”理念。IBM在《智慧的城市在中国》白皮书对“智慧城市”的定义是：“能够充分运用信息和通信技术手段感测、分

析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活”[4]。智慧城市是人类对未来理想生活的一种美好愿望，人们可以借助科技的力量尽享便利的生活，并与环境和谐相处。智慧城市更是解决目前城市发展过程中遭遇到的诸多问题，如安全隐患、矛盾突出、资源不足、交通拥堵、环境污染等制约城市发展问题的重要途径。目前，很多国家已经开始建设智慧城市，中国智慧（数字）城市的理论研究和关键技术体系研发，仍基本处于起步阶段。

智慧城市的发展离不开各种新技术的应用，物联网、导航定位、GIS，以及云计算等关键技术在智慧城市设计建设中起到强大的作用。卫星导航和地理信息是智慧城市建设的重要技术支撑[5]。我国北斗导航及位置服务在智慧城市建设中潜力巨大，有着广阔的融合应用领域。北斗卫星导航系统是智慧城市设的重要基础设施，智慧城市80%以上的信息与时间和空间有关，需要位置、速度、时间及地理信息[5]。而北斗导航系统可以为智慧城市的建设和应用提供定位、测速、授时和位置跟踪功能。中国的北斗导航系统除提供位置、速度和时间信息外，还可以为用户提供短报文服务，这也是它在智慧城市中应用的一个重要基础。

Figure 1. Simulation diagram of smart city

图 1.智慧城市模拟图

4北斗导航在智慧城市中的应用

2013年9月，国务院办公厅发布的《国家卫星导航产业中长期发展规划》指出，如今全球卫星导航产业三大发展趋势之一，便是从以导航应用为主，向导航与移动通信、互联网等融合应用转变。北斗也需要在这样的历史机遇期，进一步与互联网、物联网等新一代信息技术相融合，主动融入智慧城市等新领域的发展，提供更多具有行业特色的位置、导航、时间和通信服务。

4.1智能交通

随着经济的发展和社会的进步，城市人口增多，汽车的数量持续增加，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，由此引发的环境噪声和大气污染等已经成为现在社会面临的严峻问题。智能交通系统（IIS，intelligent transportation system）作为近十年大规模兴起的改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，越来越受到国内外政府部门和专家学者的重视，在许多国家和地区也开始了广泛的应用。

智能交通即高度智能化程度的交通系统，在GPS、射频识别（Radio Frequency IDentification，RFID）、GIS 等技术的集成应用和有机整合的平台下而建立的一种大范围内、全方位发挥作用的高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统[6]。现在我国的北斗卫星导航系统发展迅速，完全可以取代GPS在ITS 中的作用，甚至北斗系统所具有的短报文通信服务功能，作为一项优势将比GPS更适合应用在ITS中，北斗系统将在我国的ITS中具有更加重要和更广泛的应用。将北斗卫星导航系统代替GPS应用于ITS后，可以建立一种新型的ITS，并在智能交通的各个领域内有相当广泛的应用。