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    北斗卫星导航系统在物联网中的应用

    2015-01-29 19:05:57来源: 百度文库作者测绘网
    聊聊
    北斗导航是我国具有独立自主知识产权的技术物联网技术是一门新兴技术在日趋成熟的理论基础支撑下北斗导航将更好地服务于物联网推进生产力发展更好地服务于国民经济和国防建设在物联网技术中信号需要对网络中的每个物体进行精准的导航和位置服务北斗导航准确的定位导航和授时功能可以更好地促进物联网技术的发展
     
    一 技术发展现状
    北斗导航是我国自行研制自行建设自行管理具有完全自主知识产权的全球卫星导航系统该系统工作在2491.75MHz的频率上可向用户提供全天候高精度的?#35789;?#23450;位服务定位精度可达到纳秒级与GPS相当系统建设目标是?#33322;?#25104;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国家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个行业的应用
    北斗导航是?#21830;?#31354;的导航通信卫星地面控制中心和用户终端三部分组成组成北斗导航的三部分太空段由5颗静止轨道卫星和30颗27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星非静止轨道卫星组成执行地面控制中心与用户终端双向无线电信号的中继任务地面控制段包括主控站测轨站测高站校正站和计算中心主要是用来测量和校正导航定位参数以便于调整卫星的运行轨道和姿态并编制星历完成用户定位修正资料和对用户进行定位用户终端由北斗用户终端以及与美国GPS俄罗斯的格洛拉斯GLONASS?#20998;?#30340;伽利略GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成具体实现导航定位的流程如下
    1地面控制?#25105;?#23454;时地掌握卫星及用户工作情况
    2用户终端主动发射信号进行定位申请卫星接受到后将其转发到地面控制段
    3地面控制段接受到用户信号后解读出用户申请的服务内容并计算出用户的三维坐标位置再将相关信息发送到卫星
    4卫星在收到地面控制段发来的坐标资料或者通信内容转发给用户实现导航与定位服务[2]
    物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”是在互联网技术基础?#31995;难由?#21644;扩展的一种网络技术其用户?#25628;由?#21644;扩展到了任何物品和物?#20998;?#38388;进行信息交换和通信因此物联网技术的定义是?#21644;?#36807;射频识别RFID红外感应器全球定位系统激光扫描器等信息传感设备按约定的协议将任何物品与互联网相连接进行信息交换和通信以实现智能化识别定位追踪监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术
     
    二 北斗导航系统与物联网技术的联系
    北斗导航与物联网技术之间的关系具体地来讲北斗导航为物联网技术应用提供位置导航服务有了北斗导航的导航功能可以增加物联网的应用范围而物联网技术作为北斗导航系统的产业链中的一环既可以直?#26377;?#25104;导航应用产品服务于广大用户又可?#28304;?#36827;新产业的出现促进信息科技产业的发展
    物联网技术是在互联网技术基础?#31995;?#19968;种?#30001;?#21644;拓展其核心和基础仍然是相互之间的通信和交流?#28304;?#26469;达到?#35797;?#20849;享之目的在物联网通信过程中当需要对物体的位?#23186;?#34892;准确的定位特别是移动中的物体采取传统的方法是比较困难的甚至是无法解决的现在最好的解决方法是利用卫星导航定位系统即利用GPS的定位和导航服务相对于传统意义?#31995;?#26041;法具有明显的优点和可操作性准确的位置信息精准的授时服务无需组建网络覆盖范围广获取信息方便等优点同时其缺点也是很明显的利用GPS有较大的安全隐患特别是在战争时候风险可能更大物联网通信就会受到影响其功能会受到一定程度的削弱因为美国政府从来没有对GPS的质量和使用寿命做出过?#20449;?#21644;保证而且美国军方还可以对特定地方的GPS信号进行干扰和致盲因此完全自主的北斗导航系统可以完美地解决网联网技术中的定位导航问题同时也可以保障系统工作的安全性和可靠性
     
    三北斗导航在物联网中的应用前景
    北斗导航在物联网中的应用比较广泛其中热点领域有以下几个
    3.1导弹制导
    卫星导航系统一出现导弹的制导不在是传统的惯性制导和红外制导而是发生了革命性的变化出现了利用卫星定位系统来进行制导的精?#20998;?#23548;导弹例如在海湾战争表现?#23186;?#22909;的战斧式巡航导弹如果把导弹连入物联网在北斗系统准?#33539;?#20301;导航的辅助下导弹的生存力和制导精度可以实时地掌握一旦有什么变化可以随时调整提高了打击精度特别是对移动中的物体
    3.2环境监测
    生态环境问题不仅制约着国民经济的发展对人类的健康也构成极大的危害部分地区生态环境已经得到有关部门的重视但是在监测管理应对方面还是很不到位的设想利用物联网技术来监测环?#24120;?#24182;利用北斗系统对具有相应环境指标的地点进行精?#33539;?#20301;从而可实现对环境状况实时全面的了解且方便快捷改变传统人工监测时效性差的问题
    3.3智能交通
    当前已经将GPS等导航定位系统应用于智能交通但针对目前城市交通?#23548;E?#20132;通事故频发超载超速等现象相关部门对其监管感到较为困难为此设想将物联网应用于智能交通车辆上安装北斗系统接受芯片用于对车辆进行精确导航和定位同时?#30340;?#37197;置有采集载重测速信息的传感器将采集后的信息通过物联网传送给交通监测中心监测中心通过技术处理可获得?#25105;?#36710;辆的位置是否超载是否超速等信息并可在必要时刻发送消息对驾驶员进行提醒和对行车状态进行控制还可以利用北斗系统和物联网技术实时收集路况信息利用北斗系统的短信通信功能随时对路况进行播报
    3.4无人工厂
    传统意义?#31995;?#24037;厂都需要投入大量的人力财力但是生产效率相对来说还是?#31995;ͣ?#22522;本上?#21363;?#20110;半自动化水平状态为了解决生产成本高和效率低的问题设想把物联网应用于工厂生产利用北斗导航对工厂的各部门进行准确的定位让工厂在无人状态下工作或者只需少量的人在监控室实时进行调度即可利用北斗的双向通信功能各部门还可以随时向监控人员了解实时的情况
    3.5现代物流
    随着电子商务的快速发展这就使其下游产业物流行业得到不断壮大在物流行业中的流动的物品数量越来越大种类越来越多依靠传统的管理方法难以实现不仅增加物流行业中的成本也增加?#26031;?#23458;对物品安全到手的担忧北斗导航技术与物联网结合应用可以很好地解决这个问题在每个物品上?#32487;?#26377;一个唯一的电子标签并嵌入微型北斗导航芯片当顾客想要知道物品的信息时可以利用北斗导航系统发射定位信号给微型北斗导航芯片然后将信息传给RFID站通过RFID站连接物联网于是顾客就可以在移动IP技术的帮助下利用移动终端就可以随时随地获取实时的物流信息
    3.6灾害预警
    建设地震海啸等地?#35797;?#23475;监测系统对地?#35797;?#23475;进行早期监测预警和?#34892;?#30340;应?#28304;?#26045;一旦发生了地震海啸等地?#35797;?#23475;在地面的通信系统瘫痪后或者没有通信信号的盲区北斗导航不但可以给检测站提供导航定位信息而且可以通过接受传感器信息实时检测该区域的灾害情况同时可以利用北斗导航的报文发送功能及时对灾害情况进行报告给?#20173;?#25552;供了便利
     
    四 总结
    物联网在北斗系统的支持下将拓宽物联网的应用范围但是目前这方面的理论还比较欠?#20445;?#25216;术也?#36824;?#25104;熟还没有达到我们理想的状态为此我们可以进行大胆的尝试和探索来解决其中的问题夺取战略?#32856;?#28857; 
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