图话北斗X—北斗导航应用之定位
北斗卫星导航系统是由我国自主研发实施,我国拥有完全的知识产权。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】它能够全天时、全天候地为用户提供定位、导航、授时(PNT)等服务。http://www.hibor.com.cn(慧博投研资讯)其中,定位是指为用户提供精确精密的二维和三维位置和取向能力;导航是指确定用户现行位置和所希望的位置,用以矫正航线、航向以及速度,以达到所希望位置的能力;授时是指让用户获得与保持精确时间的能力。从过去的“以卫星导航为主”发展到如今的“以PNT为主”服务,北斗导航系统应用已渗入都测绘、航空、通信和网络等各个社会生活领域中。其中,北斗系统的定位应用如下:
大地测量
北斗卫星在地球参考框架建设应用:尽管我国已经建立了CGCS2000地心参考框架,但它依赖于GPS技术,是一个静态的参考框架。北斗系统为建设我国独立的、动态的地心参考框架提供了技术保障。
在地理国情监测中的应用:地理国情监测的核心技术体系是通过以遥感(RS)、卫星导航技术(GNSS)、地理信息系统(GIS)技术为依托,集成通信、云计算、物联网、数据挖掘和空间统计学等技术共同实现的。在需要进行地理国情监测的地区,可以利用北斗进行定位与地表形变检测。如果结合GPS、GLONASS,还可以形成多星增强系统,通过多频接收机和数据集成处理获得更精确数据。
工程建设中的应用:北斗卫星在中国地区稳定覆盖,比单点GPS定位性能更为优异。其优势:1.安全可靠,采用高强度加密设计,更适合国防、电力、政府等关键部门使用。2.局部增强,克服卫星系统在高纬度地区低仰角问题,适合中国使用。3.在中国分布更合理,信号更强。4.兼容性强。
监测防灾
在灾难监测中的应用:可以实现对监测目标的实时监控和预警,为灾害的遥感调查提供空间坐标,并对遥感数据进行校正和检验,以查明不同地质地貌背景下的地质灾害隐患区段。
在应急抗灾救援中的应用:在获取灾情信息、救援力量调度、物资配送等方面,北斗系统起到了不可替代的作用。北斗已成功应用于抗震救灾中,特别使2008年汶川特大地震,北斗系统成为救灾指挥与保障的重要手段。
在灾区恢复重建中的应用:发挥北斗的定位、导航和通信功能,并结合遥感技术和地理信息技术,有效开展灾情调查和评估,获得地质、勘察、气象、水文等基础数据和地震参数规划图,确定地震活动断层和可能发生严重次生灾害的区域,从而为地震后灾后重建规划提供科学依据。
精细农业
在无人驾驶拖拉机上的应用:将高精度北斗系统安装到无人拖拉机之后,拖拉机上的摄像机把传回的画面显示在监视器上,同时在车载计算机存储一副田间的数字化地图,通过北斗定位,拖拉机能够按着事先预定的路线自动行驶,完成各种任务。
在农业收割机与播种机上的应用:收割方面,联合收割机收获农作物是利用北斗定位技术和产量传感器获得农田作业内不同区域、不同地块的农作物分布,经处理后形成产量分布图,可控制收割速度、脱粒喂入量。播种方面,可使播种机播种均匀、精良播种、深浅一致,从而节约种子、获得最佳分布、提高营养利用率。
在农业航空上的应用:当需要在农田进行大面积喷洒农药时,可以采用装有北斗系统的飞机在高空作业,随着差分技术发展,飞机定位精度可以达到厘米级,使精确变量喷洒成为可能。
高速铁路
高铁运行速度块,行车密度高,前后追踪列车空间间隔距离较短,因此列车控制系统需要对列车在任何时刻、任何地方的运行位置进行精确确定,包括与列车行车安全相关的间隔、速度、加速度等。
基于北斗的高铁列车组合定位导航系统以北斗系统定位信息输出为主,综合利用测速传感器、应答器、惯性传感器、里程计等构成一个全方位立体多信息冗余的定位导航系统。当卫星信息受到遮挡时,利用测速传感器和应答器来确定列车位置;当测速传感器故障时,利用卫星定位和电子地图相结合,给列车控制系统提供精确列车位置信息。
基于北斗的高铁组合定位系统由数据采集层、逻辑控制层、数据融合层和数据检查层组成。
港口运输
一个完整的港口调度系统包括移动站子系统、调度中心子系统、数据中心子系统和显示子系统。实现北斗定位技术的主要是移动站子系统(由分布于各移动目标上的卫星定位流动站组成)和数据中心子系统(由差分基准站网络、系统服务器和差分发射站三部分组成)。
北斗技术可以使港口作业繁忙阶段防止机械冲撞;提高起重机的准确性;准确定位作业箱;增加特殊情况作业的可能性;并实现调度中心得全程监控。