智能弱电工程设计与应用(第2版)
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5.6.2 北斗卫星导航系统的应用

2020年3月9日19时55分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第54颗导航卫星,完成了北斗卫星全球导航定位系统的全部空间布局。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗高轨道静止卫星和30颗中轨道非静止卫星;地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站;用户段包括北斗用户终端以及与卫星导航系统兼容的终端。

中国BDS(BeiDou Navigation Satellite System)北斗卫星导航系统是继美国(GPS)全球定位系统、俄罗斯(GLONASS)格洛纳斯卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。

现今,美国(GPS)、俄罗斯(GLONASS)、中国北斗(BDS)和欧盟(GALILEO)是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度和高可靠的定位、导航、授时服务,并具备短报文通信能力,已经具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10m,测速精度0.2m/s,授时精度10ns。

1.北斗卫星导航系统的主要功能

(1)个人导航服务。当人们进入不熟悉的地方时,可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到路线。

(2)气象应用服务。北斗导航卫星气象应用,可以预报天气、气候变化监测和预测,提升我国气象防灾、减灾的能力。

(3)道路交通管理。通过车辆上安装的卫星导航接收机和数据发射机,车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。卫星导航将有利于减缓交通阻塞,提升道路交通管理水平。

(4)智能铁路运输。卫星导航促进传统运输方式实现升级与转型。例如,在铁路运输领域,通过安装卫星导航终端设备,可极大地缩短列车行驶间隔时间,降低运输成本,有效提高运输效率。北斗卫星导航系统可以提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务,促进铁路交通的现代化,实现传统调度向智能交通管理的转型。

(5)海运和水运。海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一,也是卫星导航最早应用的领域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备,使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统可在任何天气条件下,为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时,北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。

(6)航空运输。当飞机在机场跑道着陆时,最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航的精确定位与测速的优势,可实时确定飞机的瞬时位置,有效减小飞机之间的安全距离,甚至在大雾天气情况下,可以实现自动盲降,极大地提高飞行安全和机场运营效率。通过北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合,将为航空运输提供更多的安全保障。

(7)应急救援。卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时,救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况,有效缩短救援搜寻时间,提高抢险救灾时效,大大减少人民生命财产损失。

2.北斗卫星通信系统的五大优势

北斗导航卫星同时具备定位与通信功能,是全球信息高速公路的重要组成部分。以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点成为中国当代远距离通信的支柱。

1)北斗导航卫星除导航定位外,还具备短报文通信功能,无需其他通信系统支持。

2)覆盖全国乃至全球。

3)24小时全天候服务,无通信盲区。

4)特别适合集团用户大范围监控与管理,以及无依托地区用户的数据采集和数据传输;可同时解决“我在哪”和“你在哪”。

5)安全、可靠、稳定。

3.北斗用户终端之一——华为北斗手机功能

1)打电话不要钱,因为华为北斗手机本身就是一个卫星电话终端。

2)上网不要钱,在任何地方(包括在高铁和海洋航运中)、任何时间都可收看卫星电视。

3)网速超快,下载一部电影只需要17s时间。

4)信号超强:无论是在沙漠,还是在高山或偏远山村,在地球的任何地方都有超强的通信信号。