事实上,北斗系统这些年已成功应用于我国的测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等很多领域,本篇且跟北斗模块研发厂商SKYLAB一起来看北斗的利民应用。
相对于北斗二号区域系统,北斗三号服务区域将扩展至全球,同时,实现了下行导航信号升级与改造等关键技术方面的突破,实现了与北斗二号下行导航信号的平稳过渡,并在此基础上增加了新的导航信号,为用户提供更为优质的服务。北斗系统的全域覆盖、全时联通,将推动万物互联时代的加速到来,一种全新的“北斗+”生产生活方式已初见端倪。
“北斗+交通”:对危险品的运输车、旅游客车、或者长途客车的车辆速度和路线实时监控,保障驾驶安全;超速现象将大为减少,交通事故也将减少;
“北斗+水利”:用北斗卫星导航对大坝位置漂移进行测量,误差精确到毫米级;大坝的漂移值过大,即进行预警,解决了特殊灾害天气情况下无法开展人工监测导致出现盲区的情况。
“北斗+精细农业”:精细农业借助北斗系统的高精度定位实现农机的自动化驾驶仪,可以大幅提升农机使用效率,降低劳动强度;
“北斗+渔船”:出海作业能实时监控,渔船出险可随时报警,在海上能收听天气预报和预警通知,北斗已成了渔民口中的“千里眼”“顺风耳”“护身符”……
“北斗+物流”:包装可以根据商品体积重量自动选择包装箱,发货可以根据地址自动分拣配送,买家可以随时知道所购物品的行踪轨迹;
“北斗+支付”:能够对1秒钟内成百上千的股票、车票购买申请进行精确排队,按序办理;通过精确掌握车辆位置变化和时间长短,从云端快速准确完成高速公路行驶缴费、公共场所停车收费、车辆自动充电计价等;
“北斗+工作”:警察坐在指挥中心,就能通过北斗移动警务系统实现对巡逻警车和警力的精准调度,做到快速出警、就近派警;农民在家里干着家务逗着娃,就能通过北斗无人机在田里播着种洒着药;牧民坐在家中喝着奶茶聊着天,就能通过北斗项圈放牧几公里外的羊群牛群……
北斗定位很好理解,就是通过测量出已知位置的卫星导北斗模块之间的距离,再综合多可卫星的数据计算出北斗模块所在位置的经纬度信息。北斗模块和GPS模块一样,北斗模块被称为用户部分,它像“收音机”捕获并跟踪卫星的信号,根据NMEA-0183协议的标准规范,将经纬度、高度、速度、时间等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。
北斗三号导航系统可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有独特的短报文通信功能。相较于北斗二号卫星系统,除了覆盖区域由区域覆盖扩大到全球覆盖外,在性能上、系统可靠性上,都有很大的提高。目前,SKYLAB的北斗模块(多模)的独立定位精度为3M,基于星基增强系统的情况下,定位精度能达到25M。
高精度北斗应用:
随着物联网技术的不断进化,智慧城市的不断快速发展,我们享受着各种基于北斗、GPS以及室内定位技术的高精度位置服务给我们带来的生活便利。北斗高精度服务方面,在国家北斗地基增强系统基础上,面向大众、触手可及、随需而用的公共服务正在不断开发和提供。
共享单车:在共享单车应用方面,北斗高精度定位可以实现共享单车1米精度的定位,大大减少定位误差,方便用户找车。
电子围栏:划定电子围栏来规范管理单车停放,利用北斗导航的厘米级精度定位进行测量划定,支持后台对高精度定位的共享单车是否停放到规定区域做出判断,方便引导规范停车,减少城市管理成本。
智能手机、车载终端、穿戴式设备等个人消费领域:通过北斗高精度,手机定位可以实现1米的定位精度,特别是在卫星信号观测环境较差、短时间完全遮挡的情况下,手机终端通过高精度定位解决方案中的增强定位服务,可解决手机用户在高架下、隧道、车库等情况下无法定位的问题。
北斗卫星导航系统已经无处不在,从地图导航到外卖,再到车库停车,无处不在。全球有超过372亿手机使用北斗导航系统。北斗系统的发展是一个不断创新、开拓进取的过程。北斗一号的主要成就是两颗卫星实现了广泛的高精度定位和授时服务,覆盖中国和周边地区。根据GPS定位原理,需要12颗卫星,双向授时精度10ns,全球领先。定位和报告可以在同一渠道同时完成。用户知道我在哪里,指挥部门也知道我们在哪里,定位报告是北斗与GPS最大的区别。
北斗是世界上第一个具有三频完整服务能力的导航系统。北斗是全球首个连续导航定位报告双模式集成系统。双模用户计算机带来了巨大的社会效益和经济效益。主要成就是独立建立了时间和空间的全球基准,因为只有全球系统是全球系统的代表,那些区域系统没有能力建立时间基准,所以北斗系统没有。北斗七星实际上是从第一阶段到第四阶段的航行,因此北斗七星的成就是跨代的。
我国北斗建成后,基本上达到了L频计级的导航精度。在2030年或2035年,一个导航、通信、遥感融合深度的空间系统将来自中国,中国的高速网络采用5g地面网络,实现全球天空物体和内容的连通性,第六代移动通信,中国的6G道路和西方国家的不一样,中国是先建设地面系统,然后建设空间系统,中国的空间系统是基于北斗时空基准的,所以中国的5G将会成功,中国的6G也会成功。
未来会有一个北斗全球物联网。互联网是人与人之间的一种联系,人们非常包容。为了实现全球动态事物之间的互联,全球物联网必须在时空基准下进行维护。世界一流的动态分米级北斗卫星导航系统已经实现,提供了统一时空基准的天基物联网,获得了天基无线电全球系统对地球的认知,北斗未来天基物联网模块实现了空间物体与空间的互联,空间与地球内容联网,任务超出了地球导航方法的研究。其意义在于充分发挥北斗空时基准的基本价值,打破世界上独立建筑行业导航、通信、遥感的固化状态,为包括遥感在内的大部分行业提供公共数据链接。北斗多业务卫星无线电系统是我国重要的空间信息基础设施。北斗三号在基础导航、星基增强、精确单点定位、信息通信、国际搜救等服务领域的综合创新,是未来发展的良好开端。
在北斗卫星导航系统覆盖的100多个应用场景中,除了大家熟悉的交通运输、农机农业、气象监测、共享经济、海洋工程等领域,还在盲人导航、监狱应用、病人监护、灾害预测、居家养老、宠物位置监控等方面为我们服务。卫星系统承载着国家信息通信的基础,是许多军用与民用领域的命脉。首先,技术上的突破是北斗导航系统的另一大看点。
第二是兼容互 *** 作。这将会给用户带来很多好处,因为用户在同一时间内可以收到更多导航卫星的信息,解算自己的位置、速度、时间就更加方便,同时精度也更高。
第三,北斗导航系统的目标之一就是在2020年建成有源导航定位,以及具备短报文功能。这两项优势目前格洛纳斯、GPS还不具备。
北斗导航+物联网
1、智慧城市
2、可穿戴设备、硬件
3、车联网
北斗导航可以将日常车载导航的精度提高一个level
卫星定位;WIFI定位;RFID定位;ZigBee定位
一 卫星定位
卫星定位系统主要有:美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统,其中应用最广的GPS系统。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。
空间部分主要用21颗可用卫星和3颗备用卫星构成,主要功能是广播定位信号;
控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成,主要负责GPS卫星阵的管理控制;
用户设备部分主要是GPS接收机,主要功能是接收GPS卫星发射的信号,获得定位信息和观测量,经数据处理实现定位。
主要优点:全球、全天候工作;室外定位精度高;高效率、低成本; *** 作简便;不限制终端数量;功能多、应用广等。
主要缺点:定位精度受终端所处环境影响大;首次定位时间长等。
二 WIFI定位
WIFI定位技术将信号源变成WIFI的AP(Access Point,无线接入点),将定位流程的承载由移动信令网变成普通的互联网。WIFI信号接入点AP会向周围连续发射信号,信号中包含WIFI AP的ID(包括AP的MAC地址、名称等参数)以及终端接收到的WIFI信号强度RSSI等信息。WIFI ID具有唯一性,WIFI定位平台根据查询到的WIFI AP位置信息估算出终端位置。
目前,WIFI定位常用方法有TOA(到达时间)、TDOA(到达时间差)、AOA(到达角度)、RSSI(接收信号强度)测距方法,近似法、位置指纹法,其中位置指纹法是较多使用的方法。
主要优点:定位速度快、精度高;能进行室内定位;高带宽、高速率、高覆盖度;成本低、兼容性强等。
主要缺点:受服务范围限制,没有方向、速度等数据,不能导航;耗能大;缺乏统一规划和优化等。
RFID是通过发射或反射电磁波来传递数据,利用RFID标签对活动的物体和人员进行定位,其服务范围基本上都是限于某个或某种特定场景。
RFID定位技术主要由RFID标签和读写设备两部分组成,是一种非接触式的自动识别技术。RFID的工作需要标签和读写设备配合,通过电磁场原理完成信息交互,RFID读写设备接收来自RFID标签的信号,两者间的通信使用特定的射频信号及相关协议完成。
在RFID定位系统中,可采用接收信号强度RSSI定位。在目标区域大量布置信标节点,移动节点上附上一个参考节点的距离,进而在三个或三个以上参考节点的重复覆盖范围内,分别根据获得的RSSI值得出阅读器与参考点之间的距离,再根据三角关系计算出移动节点的位置。RFID定位方法可以归类为距离估算法、场景分析法和邻近法。
主要优点:识别速度快、实现批量识别;实时性强,定位时间小于1s;易于 *** 控,读取方便快捷;体积小,可嵌入或附着在不同物品上;标签数据可动态更改;安全性好、成本低;穿透性好等。
主要缺点:作用距离近;根据标签和部署方式不同,定位精度变化大等。
四 ZigBee定位技术
ZigBee是根据IEEE 802154协议开发的一种短距离、低功耗的无线通信技术。
在待定位区域布设大量通过无线通信方式通信的参考节点,这些节点形成一个自组织的网络系统,在通信距离内的参考节点能快速采集到这些节点的信息,同时利用路由广播的方式吧信息传递给其他参考节点,最终形成一个信息传递链并经过信息的多级跳跃回传给终端加以处理,从而实现对一定区域长时间监控和定位。
主要优点:低功耗;时延短;网络容量大;低速率;低成本等;
主要缺点:只能专网专用,ZigBee的数据率较低,不适用于传输速率高的应用场景。
定位技术在物联网各个领域有着广泛的应用,随着物联网行业的发展,人们对定位服务有着越来越高的需求,虽然现在已经有多种定位技术,无论是传统的GPS定位技术还是借助于无线网络的定位技术和短距离无线定位技术,每种定位技术都有自身的局限性,将这些定位技术有机结合起来形成混合定位技术,必然是定位技术未来的发展趋势,发挥各自定位技术的优点,不断提高定位精度和定位响应时间,同时扩大定位覆盖范围,终会实现更加精准和完美的定位服务。
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在定位精度上,与GPS使用的双频信号相比,北斗作为后发卫星,其三频信号可以更好地消除高阶电离层延迟影响,提高定位可靠性,增强数据预处理能力,提高模糊度的固定效率。
北斗系统定位精度由水平25m、高程30m,提高至水平10m,高程10m,测速精度由每秒04米提高至02m,受时精度优于20ns,在中国及周边地区,北斗系统服务性能与GPS相当。
如今北斗系统的定位精度在全球范围内优于10米,在亚太地区优于5米,精密单点定位是北斗的特色高精度服务,可提供静态厘米级、动态分米级的高精度服务。
扩展资料:
注意事项:
北斗导航系统是被视为国家现代化基础建设的核心的,也是我国自主的工业互联网不可缺少的核心部分。北斗在生产力的促进作用上比军事用途更多、更广。
农业机械无人化,精准化栽培这块,就是要以北斗的高精度定位为核心的。万物互联,一步到位,直接将北斗与物联网结合,利用这种技术集约化的优势,促进我国产业升级对欧美的跨越式发展。
参考资料来源:百度百科-北斗导航系统
参考资料来源:人民网-揭秘北斗导航系统独门绝技:一优势令美欧学习
1、射频识别室内定位技术射频识别室内定位技术作用距离很近,但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,由于电磁场非视距等优点,传输范围大,而且标识的体积小,造价比较低。但其不具有通信能力,抗干扰能力较差,不便于整合到其他系统之中,且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。
2、Wi-Fi室内定位技术
Wi-Fi定位技术有两种,一是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度,通过差分算法,来比较精准地进行三角定位。二是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库,来确定位置。
3、地磁定位技术
非均匀的磁场环境会因其路径不同产生不同的磁场观测结果。而这种被称为IndoorAtlas的定位技术,正是利用地磁在室内的这种变化进行室内导航,并且导航精度已经可以达到01米到2米。
4、超声波定位技术
超声波定位技术通过在室内安装多个超声波扬声器,发出能被终端麦克风检测到的超声信号。通过不同声波的到达时间差,推测出终端的位置。
5、红外线定位技术
红外线室内定位技术定位的原理是,红外线标识发射调制的红外射线,通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度,但是由于光线不能穿过障碍物,只适合短距离传播,而且容易被其它光线干扰,在精确定位上有局限性。
6、蓝牙定位技术
蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点,把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个网络的主设备,就可以获得用户的位置信息。
7、北斗卫星定位技术
北斗卫星定位是中国自主研发的,利用地球同步卫星为用户提供全天候、区域性的卫星定位系统。它能快速确定目标或者用户所处地理位置,向用户及主管部门提供导航信息。
8、基站定位技术
基站定位一般应用于手机用户,手机基站定位服务又叫做移动位置服务(LBS)。它是通过电信移动运营商的网络获取移动终端用户的位置信息,在电子地图平台的支持下,为用户提供相应服务的一种增值业务。
除了以上提及的,目前来看定位技术的种类有几十甚至上百种,而每种定位技术都有自己的优缺点和适合的应用场景。到底哪种技术会最终胜出,现在还不得而知,有待产业链同仁的努力和时间的检验。
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