北斗导航系统与物联网技术-凯时网站-首页

司南导航www.sinognss.com：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、高精度的即时定位服务，定位精度可达到纳秒级，与gps相当。系统建设目标是：建成独立自主、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。

北斗导航是由太空的导航通信卫星、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）、欧洲的伽利略（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）地面控制段要实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上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（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，既可以直接形成导航应用产品，服务于广大用户，又可以促进新产业的出现，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上的一种延伸和拓展，其核心和基础仍然是相互之间的通信和交流，以此来达到资源共享之目的。在物联网通信过程中，当需要对物体的位置进行准确的定位，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。相对于传统意义上的方法，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承诺和保证，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确制导导弹。例如在海湾战争表现得较好的战斧式巡航导弹。如果把导弹连入物联网，在北斗系统准确定位导航的辅助下，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境，并利用北斗系统对具有相应环境指标的地点进行精确定位，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拥挤、交通事故频发、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，同时车内配置有采集载重，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，可获得任意车辆的位置、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

传统意义上的工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较低，基本上都处于半自动化水平状态。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，也增加了顾客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。在每个物品上都贴有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、海啸等系统，对地质灾害进行早期监测、预警和有效的应对措施。一旦发生了地震、海啸等地质灾害，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，给救援提供了便利。

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缺，技术也不够成熟，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，夺取战略制高点。

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