联通智能城市研究院北斗定位_北斗大数据应用发展研究院

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• 1、我国北斗全球卫星导航系统星座部署完成后可在什么发挥作用？
• 2、如何看待北斗定位2.0版本的发布呢？
• 3、北斗卫星定位系统是什么？

我国北斗全球卫星导航系统星座部署完成后可在什么发挥作用？

一、行业及区域应用

北斗系统提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信系统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，融入国家核心基础设施，产生了显著的经济效益和社会效益。

1、交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。

截至2018年12月，国内超过600万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆，36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统，建成全球最大的营运车辆动态监管系统，有效提升了监控管理效率和道路运输安全水平。

据统计，2017年与2011年中国道路运输重特大事故发生起数和死亡失踪人数相比均下降50%。

2、农林渔业方面，基于北斗的农机作业监管平台实现农机远程管理与精准作业，服务农机设备超过5万台，精细农业产量提高5%，农机油耗节约10%。

定位与短报文通信功能在森林防火等应用中发挥了突出作用。为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务，全国7万余只渔船和执法船安装北斗终端，累计救助1万余人。

3、水文监测方面，成功应用于多山地域水文测报信息的实时传输，提高灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要支持。

4、气象测报方面，研制一系列气象测报型北斗终端设备，形成系统应用解决方案，提高了国内高空气象探空系统的观测精度、自动化水平和应急观测能力。

5、通信系统方面，突破光纤拉远等关键技术，研制出一体化卫星授时系统，开展北斗双向授时应用。

6、电力调度方面，开展基于北斗的电力时间同步应用，为在电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。

7、救灾减灾方面，基于北斗系统的导航、定位、短报文通信功能，提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

8、公共安全方面，全国40余万部警用终端联入警用位置服务平台。北斗系统在亚太经济合作组织会议、二十国集团峰会等重大活动安保中发挥了重要作用。

二、大众应用

北斗系统大众服务发展前景广阔。基于北斗的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用，广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域，深刻改变着人们的生产生活方式。

2019年5月10日，由中国联通与华大北斗共同成立的“5G+北斗高精度定位开放实验室”将运营商、芯片模组商、设备商、垂直行业应用商、研究机构及高校联合起来，构建基于5G和北斗的合作生态系统，共同推动5G+北斗的高精度定位在垂直行业的应用落地。

1、电子商务领域，国内多家电子商务企业的物流货车及配送员，应用北斗车载终端和手环，实现了车、人、货信息的实时调度。

2、智能手机应用领域，国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片。2018年前三季度，在中国市场销售的智能手机约有470款具有定位功能，其中支持北斗定位的有298款，北斗定位支持率达到63%以上。

3、智能穿戴领域，多款支持北斗系统的手表、手环等智能穿戴设备，以及学生卡、老人卡等特殊人群关爱产品不断涌现，得到广泛应用。

原理

1、空间定位原理

在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置，且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下，即可以确定D的空间位置，原理如下：

因为A点位置和AD间距离已知，可以推算出D点一定位于以A为圆心、AD为半径的圆球表面，按照此方法又可以得到以B、C为圆心的另两个圆球，即D点一定在这三个圆球的交汇点上，即三球交汇定位。北斗的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。

2、有源与无源定位

当卫星导航系统使用有源时间测距来定位时，用户终端通过导航卫星向地面控制中心发出一个申请定位的信号，之后地面控制中心发出测距信号，根据信号传输的时间得到用户与两颗卫星的距离。

除了这些信息外，地面控制中心还有一个数据库，为地球表面各点至地球球心的距离，当认定用户也在此不均匀球面的表面时，三球交汇定位的条件已经全部满足，控制中心可以计算出用户的位置，并将信息发送到用户的终端。北斗的试验系统完全基于此技术，而之后的北斗卫星导航系统除了使用新的技术外，也保留了这项技术。

当卫星导航系统使用无源时间测距技术时，用户接收至少4颗导航卫星发出的信号，根据时间信息可获得距离信息，根据三球交汇的原理，用户终端自行可以自行计算其空间位置。此即为GPS所使用的技术，北斗卫星导航系统也使用了此技术来实现全球的卫星定位。

2、精度

参照三球交汇定位的原理，根据3颗卫星到用户终端的距离信息，根据三维的距离公式，就依靠列出3个方程得到用户终端的位置信息，即理论上使用3颗卫星就可达成无源定位，但由于卫星时钟和用户终端使用的时钟间一般会有误差；

而电磁波以光速传播，微小的时间误差将会使得距离信息出现巨大失真，实际上应当认为时钟差距不是0而是一个未知数t，如此方程中就有4个未知数，即客户端的三位坐标（X，Y，Z），以及时钟差距t，故需要4颗卫星来列出4个关于距离的方程式；

最后才能求得答案，即用户端所在的三维位置，根据此三维位置可以进一步换算为经纬度和海拔高度。

若空中有足够的卫星，用户终端可以接收多于4颗卫星的信息时，可以将卫星每组4颗分为多个组，列出多组方程，后通过一定的算法挑选误差最小的那组结果，能够提高精度。

电磁波以30万千米/秒的光速传播，在测量卫星距离时，若卫星钟有一纳秒（十亿分之一秒）时间误差，会产生三十厘米距离误差。尽管卫星采用的是非常精确的原子钟，也会累积较大误差；

因此地面工作站会监视卫星时钟，并将结果与地面上更大规模的更精确的原子钟比较，得到误差的修正信息，最终用户通过接收机可以得到经过修正后的更精确的信息。当前有代表性的卫星用原子钟大约有数纳秒的累积误差，产生大约一米的距离误差。

为提高定位精度，还可使用差分技术。在地面上建立基准站，将其已知的精确坐标与通过导航系统给出的坐标相比较，可以得出修正数，对外发布，用户终端依靠此修正数，可以将自己的导航系统计算结果进行再次的修正，从而提高精度。

例如，全球定位系统使用差分全球定位系统后，定位精度可达到5米左右。

以上内容参考 百度百科-北斗卫星导航系统

如何看待北斗定位2.0版本的发布呢？

6月23日，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。这一由我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，将为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。“高大上”的北斗导航，已经不知不觉飞入寻常百姓家。

日前在北斗卫星导航系统高峰论坛上，中国信息通信研究院（下简称“信通院”）发布了北斗高精度定位服务平台2.0版本，将民用应用的手机定位精度提高到1.2米。

以往的1.0版本，可支持95%以上商用芯片及终端的北斗/GPS/GLONASS定位方式，提供全面、可靠和高性能的全星座快速定位服务。与此同时，平台与主流四大手机芯片厂商开展了战略合作，从2017年推出平台到2.0版本公布前，前平台日均定位业务量突破30亿次，日活跃用户数达到1.8亿人次，极大地满足了用户日常的定位应用需求。

6月23日，我国北斗三号全球系统完成收官发射，北斗卫星增强系统也将在今年形成全球服务能力。作为国家北斗地基增强系统的建设方，千寻位置同日宣布，配合北斗三号全球系统的建设，今年内将同步提供全球增强服务。

在原有快速定位服务的基础上，2.0版按照国际标准进行了升级，将广播星历和PPP辅助数据一并下发给智能终端，芯片和数据应用层面将有更多参数，得以实现高精度定位。

“过去有人认为有GPS就够用了，或者认为北斗和GPS同质化严重，但现在差异化正在显现。”刘旭说，中国北斗正在创造出更多的应用“蓝海”。截至目前，我国有关单位已经利用北斗地基增强站及自主研发的定位算法，通过互联网技术进行大数据运算，为遍布全国的用户提供时空智能服务。

北斗卫星定位系统是什么？

北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部分、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、24小时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。“北斗”一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。

三颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，第三颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。

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