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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£º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£º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£º
    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£º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£º
    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;ÙE?#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;Í£?#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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