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北斗短報文的大眾領域應用
這意味著,中國北斗已走出中國,走向世界,可以為全球用戶提供基本導航、全球北斗短報文通信、國際搜救等服務。
隨著北斗衛星導航系統相關關鍵技術全面突破,北斗衛星導航定位在應用方面早已走向普通民眾生活。但在全球四大衛星導航系統中,中國的北斗衛星除了導航定位之外還有個獨門絕技,那就是北斗短報文。
什么是北斗短報文?
看似陌生的 " 北斗短報文 ",形態其實和我們常用短信一樣,只不過北斗短報文不需要運營商的網絡就能收發,就算遭遇自然災害也不會有失聯的擔憂。當身處荒漠無人區、出海遇險、地震救援等無地面網絡信號覆蓋環境下,北斗短報文可通過暢連 APP 將文字和位置信息向外發出,與外界保持聯系,并支持多條位置生成軌跡地圖。
北斗短報文的大眾化應用
北斗短報文服務被視為北斗大眾化應用的下一個突破口。近期華為發布了 Mate 50系列手機,該系列是全球首款支持北斗短報文的大眾智能手機,在無地面網絡信號覆蓋環境下,仍可通過暢連 App 發送消息,支持一鍵生成軌跡地圖,時刻與世界暢連,開啟大眾衛星通信新時代。
北斗短報文的應用范圍
首先是航海和漁業。之前海上航行一旦出事故主要靠衛星電話,但衛星電話服務費高,很多小漁船不舍得用,如今也可以用北斗短報文了,不僅可以通信,還有導航定位服務。
其次是勘測團隊,如果需要去大漠戈壁、深山老林工作,帶一個能發短報文的北斗終端,時刻保證通信想必是非常安心的。
最后是搶險救援,其實早在汶川地震時,北斗短報文就已經初露鋒芒。當時還只是北斗一號,在震后支離破碎的災區,所有通信設施遭到毀壞,解放軍官兵攜帶北斗短報文終端 (點擊查看詳情) 進入災區,不僅能導航定位,更利用北斗短報文將災區的信息傳遞出來,為后續指揮提供了重要支撐。
現如今,北斗與各個行業都在加快融合。
展開 無人機的關鍵技術
1994年,啟動北斗一號系統工程建設;2000年,發射2顆地球靜止軌道衛星,建成系統并投入使用,采用有源定位體制,為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務;2003年發射第3顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統性能。
2004年,啟動北斗二號系統工程建設;2012年年底,完成14顆衛星(5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星)發射組網。北斗二號系統在兼容北斗一號系統技術體制基礎上,增加無源定位體制,為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務
。
2009年,啟動北斗三號系統建設;2018年年底,完成19顆衛星發射組網,完成基本系統建設,向全球提供服務;計劃2020年年底前,完成30顆衛星發射組網,全面建成北斗三號系統。北斗三號系統繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制,能夠為全球用戶提供基礎導航(定位、測速、授時)、全球短報文通信、國際搜救服務,中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。
北斗系統功能簡介
中國北斗衛星導航系統(
BeiDou Navigation Satellite System,BDS)
是中國自行研制的全球衛星導航系統,也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛星導航系統。中國的BDS和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO,是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。
展開 無人機的關鍵技術
3、利用北斗短報文功能增強無人機處理突發事件能力。若無人機出現意外,需要緊急迫降來搜尋無人機時,這時候搜尋比較困難,而利用北斗系統以后可以設置一些專用指令,使得無人機出現故障的時候,即使在沒有移動通信信號覆蓋的區域,也可以通過北斗短報文進行搜救和維修。
4、加強人機信息交流。利用北斗導航,可加強地面人員設備與無人機的信息交流,提高對無人機的測控能力。地面站可通過北斗衛星向無人機發送遙控指令,當無人機飛出地面測控范圍內,北斗可作為備用測控通信技術。
系統優勢總結
北斗加無人機系統應用優勢可以分為五個部分,首先是定位精度高,基于北斗高精度GNSS接收機及天線,支持北斗、GPS、GLONASS三系統定位;第二是作業標準高;第三是作業范圍廣;第四是控制自動化;第五是應用性通信,利用北斗短報文通信,可以擴展無人機的應急通信功能。
展開 北斗星耀,導航天下:中國北斗衛星導航系統的發展歷程與應用現狀
1994年,啟動北斗一號系統工程建設;2000年,發射2顆地球靜止軌道衛星,建成系統并投入使用,采用有源定位體制,為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務;2003年發射第3顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統性能。
第二步,建設北斗二號系統。2004年,啟動北斗二號系統工程建設;2012年年底,完成14顆衛星(5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星)發射組網。北斗二號系統在兼容北斗一號系統技術體制基礎上,增加無源定位體制,為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。
第三步,建設北斗三號系統。2009年,啟動北斗三號系統建設;2018年年底,完成19顆衛星發射組網,完成基本系統建設,向全球提供服務;計劃2020年年底前,完成30顆衛星發射組網,全面建成北斗三號系統。北斗三號系統繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制,能夠為全球用戶提供基本導航(定位、測速、授時)、全球短報文通信、國際搜救服務,中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。
2023年5月17日10時49分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功發射第五十六顆北斗導航衛星。
北斗系統組成
北斗系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
空間段由若干地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星組成。
地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站,以及星間鏈路運行管理設施。
用戶段包括北斗及兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎產品,以及終端設備、應用系統與應用服務等。
展開 
北斗產業駛入快車道,市場應用迎來爆發期
雖然這些系統也能對GPS提供增強,但畢竟擁有了相關自主權,屆時很可能會形成在我國范圍內,北斗性能優于GPS的情況,從根本上提高北斗的競爭力;最后,我國北斗系統本身具有后發優勢,不單純是導航衛星,還兼有短報文通信等通信功能。隨著北斗三號系統的建立,推動短報文功能走向民用,這也將是提升北斗差異化競爭力關鍵所在。
航空數字化,空天科技的一場耐力跑
2017年,在山東東營勝利機場,北斗衛星導航系統首次在ARJ21—700飛機103架機上測試飛行,結合國產衛星導航地基增強系統、國產機載導航系統,國產民用大飛機平臺完成了機載北斗衛星導航接收機功能驗證,及北斗短報文功能試飛驗證等。
而北斗的獨特優勢之一短報文通信功能,在業內人士看來,因覆蓋范圍廣,無通信盲區和數據傳輸加密等,為通航飛行器在飛行過程中提供飛行動態服務,還將不依賴其他通信系統獨立地向地面中心報告飛行器位置、速度和時間等數值,以及緊急情況下的遇險救援等。
“對民航飛機來說,雷達信號探測不到時,北斗位置可以用來互補?!睒I內人士稱。
歷經2018年、2019年兩次空難事件,以波音為代表的進口民航客機的安全性備受質疑。國內航空公司也開始陸續進行了波音飛機北斗短報文通信功能的測試。
2018年,中國民航大學與國航聯合申報實施的“北斗衛星導航系統在運輸飛機應用示范項目”,即利用北斗短報文通信功能實現對航班全球定位與追蹤。按照計劃,國航提供20架飛機參與應用示范,其中B737和A321系列各10架。
隨著首架裝有北斗設備的波音737-800實現了從北京至新疆喀什基于北斗的運輸飛機全程定位和追蹤,2019年12月,民航局也開始正式頒發波音737-800飛機北斗定位追蹤系統加裝的補充型號合格證,為北斗機載設備列裝國內大型運輸客機做好了準備。
某種意義上,從陸基導航到天基導航,北斗在航空領域的步伐逐漸被航司認可。
“民航飛行的導航,是一個逐漸發展變化的過程,從早期的主要依靠陸基導航,到結合運營衛星導航,再到以星基導航為主,從現在看,這15~30年的時間,是從陸基導航到星基導航過渡的趨勢?!蹦炒笮蛧Y航空公司方面曾表示。
展開 華為Mate Xs 2榮升北斗短報文手機
10月31號,華為終端宣布華為Mate Xs 2將要升級北斗短報文功能。升級后,華為Mate Xs 2將要榮升為北斗短報文手機。不難看出,這款手機早在研發籌劃階段就提前預留了北斗衛星通訊的硬件基礎,因此才能迅速普及此項備受好評的通信技術,由此也能看出華為對于北斗短報文手機產品策劃的嚴謹和前瞻性。
歸功于北斗短報文手機的此項功能,當客戶身處荒漠無人區,或是遭受地震等惡劣環境時,即可通過手機里的暢連APP,將文字和位置信息往外發出。值得一提的是,華為Mate Xs 2還支持多條位置生成軌跡地圖,進而大大降低了救援時的難度。
點擊查看更多北斗短報文終端。
當然,這個功能使用起來也十分簡單方便。客戶只需在華為北斗短報文手機Mate Xs 2的暢連APP中找到“北斗短報文”服務,之后在界面下方點擊“新建消息”按鍵即可編輯內容,隨后根據頁面引導即可完成發送操作,目前最多能夠群發4個聯系人。
除了升級北斗短報文,帶來通訊體驗的進一步提升外,華為北斗短報文手機Mate Xs 2也是折疊手機里的“輕量化”代表。目前,市面上的折疊手機基本都在300g左右,展開狀況下這個重量也許不會對客戶導致太大困擾,但折疊狀況下長期使用就會造成手腕酸痛。而華為北斗短報文手機Mate Xs 2直接做到了255g重量展開后的薄厚只有5.4mm,無限逼近直板旗艦機了,這令用戶的抓握感受變得非常舒適。
而在折疊手機核心的大屏適配上,華為北斗短報文手機Mate Xs 2已經對300款常用應用實現了100%大屏適配,對2000款常用應用實現了90%大屏適配。在此基礎上,華為北斗短報文手機Mate Xs 2首創的自適應UI引擎,還能夠根據應用類型自動優化布局,把它進行大屏適配。
展開 北斗系統關鍵器部件全面國產化
北斗三號已發射16顆全球組網衛星,將于年底前建成基本系統
北斗衛星導航系統是我國正在建設的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統,可在全球任何地點、任何時間、任何氣候條件下,為用戶提供高精度、高可靠度的定位、測速、授時服務,并兼具特有的短報文通信能力。2012年底正式提供運行服務以來連續穩定運行,系統建設進入全球時代,應用產業呈現快速發展,在國際合作中成為國家名片。
中國衛星導航系統管理辦公室副主任馬加慶表示,在系統建設方面,北斗系統立足國情、富有特色,國際首創混合星座設計,開創導航定位、短報文通信、差分增強融合技術體制。
目前,北斗二號性能穩中有升。系統連續穩定運行,定位精度由10米提升至6米。增加4顆備份衛星,3顆已發射入軌。建設了北斗地基增強系統,形成全國“一張網”,可提供實時厘米級高精度服務。建成全球連續監測評估系統,具備對北斗、GPS、格洛納斯、伽利略四大系統監測評估的能力。
據介紹,北斗三號繼承北斗特色,對標世界一流,增加星間鏈路、全球搜索救援等新功能,播發性能更優的導航信號;發射5顆試驗衛星,星載原子鐘天穩定度達E—15量級,定位精度2.5至5米,較北斗二號提升1至2倍。目前,已成功發射16顆全球組網衛星,年底前再發射3顆衛星,建成北斗三號基本系統。
形成完整產業鏈,正催生“北斗+”融合應用新模式
在應用與產業化方面,當前已形成北斗完整產業鏈,北斗在國家安全和重點領域標配化使用,在大眾消費領域規模化應用,正在催生“北斗+”融合應用新模式。
北斗基礎產品實現歷史性跨越。國產北斗芯片實現規?;瘧茫に囉?.35微米提升到28納米,最低單片價格僅6元,總體性能達到甚至優于國際同類產品。
展開 需要暴雨天氣安全“指南”的不僅僅是個人
千尋位置充分利用北斗高精度定位、統一時空基準和短報文通信等能力,甚于自主研發、云端圖一體化的數字李生核心產品,聯合行業頂尖合作伙伴,為不同應用場景打造了五大智慧水利解決方案:
1、中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案
2、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案
3、水利數字孿生地理空間數據底板解決方案
4、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案
5、水環境智慧化管理解決方案
以上方案既能對硬件設備進行改造升級,如應用遙測終端、傳感器、北斗終端、視頻監控等強化感知能力,也提供融合數字孿生三維數據加工技術,實現大規模三維數據處理后流暢加載及高清瀏覽,具備數據處理、輸出能力,以及預報、預警、預演、預案功能的智能化管理平臺。通過對感知層、傳輸層、支撐層、應用層的多重升級,提高用戶防治水患的能力。
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展開 北方多地暴雨引思考:如何降低暴雨負面影響?
比如千尋位置提供的中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案等,就為湖北鄂州、廣西龍灘、安徽銅陵等地提供了專業服務,利用北斗高精度定位、監測傳感器、短報文通信、數字孿生等設備和技術,為當地防治暴雨在內的水患提供了有力支持。
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智慧水利建設進展:北斗技術應用成果大揭秘
基于北斗時空智能技術,千尋位置以智慧水利建設頂層設計和客戶需求為牽引,充分利用北斗高精度定位、統一時空基準和短報文通信等能力,以及自由研發、云端圖一體化的數字孿生核心產品,聯合行業頂尖合作伙伴,為水利工程安全監測、水環境管理、流紋防洪、城市防澇等應用場景提供五大創新型解決方案:
1、中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案
2、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案
3、水利數字孿生地理空間數據底板解決方案
4、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案
5、水環境智慧化管理解決方案
安徽銅陵市智慧防汛系統
以上方案已在廣西龍灘水電站、紹興上虞區、安徽銅陵市、山東濟寧等地順利落地,并取得良好成效,成功用北斗時空智能技術為當地水利行業賦能,助力水利數字孿生建設。
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臺風來襲,北斗引領漁船回港避風
除了定位功能,北斗系統還提供了導航和通信功能,使船只在臺風中保持與陸地的聯系。船員可以通過北斗終端,根獲取實時的航行信息,選擇相對安全的航線,避開臺風的路徑。同時,北斗系統還支持通信功能,船員可以通過北斗終端與岸上的監控中心或其他船只進行通信,及時獲得臺風的最新信息和救援指令,確保船只的安全。
此外,北斗系統還應用在海上搜救中,為遇險船只提供輔助救援。當船只遭遇臺風侵襲并發生事故時,北斗系統可以追蹤和定位遇險船只,并將相關信息及時傳輸給救援人員。這樣一來,救援人員就能快速定位船只,及時展開救援行動,提高救援效率,最大限度地保護船員的生命安全。
綜上所述,北斗航天衛星導航系統在臺風中對于船只的安全至關重要。通過定位、導航和通信功能,北斗系統為船只提供了全方位的支持和保護。
千尋位置的北斗智慧漁業解決方案,以北斗高精度定位技術融合北斗短報文通信技術、4G/2G移動通信技術打造的電子船牌(船載終端)來作船只管理的抓手,通過近海高精度定位功能,可實現船只靠岸行進中亞米級航線定位導航,靠岸后精準定位到具體泊位(號),遠海進行中實現船只單點準確定位。定位可實時通過短報文發送至漁政執法中心,中心對緊急求救、越界捕撈、船只異常聚集等進行識別、記錄并開展巡查、救援等工作,從而實現對管轄漁船的全程監管和安全保障。
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展開 感知1毫米微顫,北斗助力「生死避讓」開啟
此外,北斗系統也可以通過短報文通信技術,向相關人員發送災害預警信息,從而更好地預測和應對地質災害的發生。
綜上所述,地面段設立多個基準站和監測站,并與北斗系統結合,可以更快速和準確地監測地質災害,提高災害預警能力,保護人民群眾的生命和財產安全。
相比傳統的檢測手段,北斗地災監測系統擁有巨大的先進性,可總結為“五高”:
(1)高精度:北斗衛星提供的高精度定位技術保證了北斗地災監測系統測量的數據精度。
(2)高飛時效:北斗地災監測系統具有超高的響應速度,可在地震等自然災害發生前幾秒鐘或幾十秒鐘時實現預警。
(3)高覆蓋率:北斗衛星定位覆蓋全球,可監測全球范圍內的自然災害,并提供預警。
(4)高穩定性:北斗地災監測系統可以穩定運行,不受天氣、環境等自然因素的干擾。
(5)高智能化:北斗地災監測系統具有自主識別和分析能力,能夠自動識別災害信息,進行災害預測和警報發布。
我國從2018年就開始啟動北斗地質災害監測預警系統,根據不同的地質環境,進行災害隱患的區別分析,從而設置不同預警方式,哪怕坡體出現毫米級的細微位移也能第一時間感知預警。截至2022年,我國已部署3400多處北斗地質災害監測站,全天候自動監測災患,并已經多次成功預警。
目前北斗系統的監測精度仍在不斷突破,今年5月30日在武漢舉辦的專題對外宣介會上,武漢大學衛星導航定位技術研究中心成員、博士生周宗錕宣布他們的團隊把北斗的定位精度做到了1毫米級別,這是衛星定位技術的極限精度,同時,他們也把北斗的定軌精度做到了國際組織公認的世界第一。
這意味著,長江上的橋、黃河上的壩、海洋里的隧道、沙漠里的水渠,哪怕發生了1毫米的形變,都會被北斗監測到,北斗地質災害監測預警系統再一次得到加強!
展開 興泰科技簽署國際MOU,攜手國際星閃聯盟共筑短距無線通信新生態
興泰科技將持續推進電子紙與短距無線通信技術的融合創新,與國際伙伴共同構建開放、協同、可持續的科技生態,助力全球數字化與低碳化發展。
無人艇在水面靶標應用與關鍵技術研究
⒉通信保障
無人艇的通信對象包括岸基(或母艦)支持系統、其他無人與有人平臺;通信手段主要包括微波通信、衛星通信和水聲通信,另外,北斗短報文通信也可應用在應急通信方面。通信系統是連接艇載自主航行系統和岸基支持系統(母艦)的橋梁,具有上下行不對稱、高帶寬和低延時等要求。下行數據為母艦對無人艇的遙控指令信息;上行數據為艇自身工作狀態以及導航雷達、光電載荷等感知傳感器信息,由于上行數據包括大量的設備工作和雷達圖像、視頻等傳感器信息,需先進行信息集成融合后再進行壓縮傳輸。
對于微波信道,由于無人艇的通信天線高度受限,海面引起的多徑衰落對通信質量影響很大。目前無線數據傳輸采用的對抗多徑方法主要有擴頻技術、OFDM技術和SC-FDE單載波頻域均衡等技術。擴頻技術在窄帶系統中比較常用,技術成熟,可在上行鏈路中使用;下行寬帶系統中可采用OFDM或SC-FDE技術。對于衛星通信信道,通信距離不受限制,但是受無人艇平臺限制較大,需解決衛通設備安裝與對艇體搖擺敏感問題。為了在不同的工況下保持無人艇通信暢通,應根據數據類型和實時性要求,艇載通信載荷可智能選擇數據的發送途徑,也就是智能路由選擇技術。
無人艇自組網技術,包括無人艇編隊之間內部的自組網、無人艇與其他有人/無人平臺的自組網技術,要求無縫融入現有的試驗測控網和通信網中。無人艇能夠安全穩定地自主編隊航行并預期完成試驗任務,在很大程度上取決于無人艇之間對艇體運動數據、外界傳感器、任務載荷等信息的互通和互操作水平,要求優化無人艇無線自組織網絡協議,開展組網控制、網絡管理和通信安全防護等裝備研制,在此方面基于MIMO模式的MESH通信技術已得到實際應用。另外,還需解決無人艇與其他平臺的異構組網技術,實現陸??仗鞚摦悩嬃Ⅲw組網,為有人/無人平臺協同態勢感知、指揮決策等試驗活動的組織實施提供支撐。
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