衛(wèi)星導航系統(tǒng)的案例
北斗星耀，導航天下：中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展歷程與應用現(xiàn)狀
而在現(xiàn)代，很多人會脫口而出“北斗衛(wèi)星”。我國蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代航天事業(yè)，為“北斗”賦予了一層新的含義。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。
北斗系統(tǒng)發(fā)展歷程
我國高度重視北斗系統(tǒng)建設發(fā)展，自20世紀80年代開始探索適合國情的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展道路，形成了“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務；2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務；2020年，建成北斗三號系統(tǒng)，向全球提供服務。
第一步，建設北斗一號系統(tǒng)。1994年，啟動北斗一號系統(tǒng)工程建設；2000年，發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星，建成系統(tǒng)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(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進一步增強系統(tǒng)性能。
第二步，建設北斗二號系統(tǒng)。2004年，啟動北斗二號系統(tǒng)工程建設；2012年年底，完成14顆衛(wèi)星（5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星）發(fā)射組網(wǎng)。北斗二號系統(tǒng)在兼容北斗一號系統(tǒng)技術體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區(qū)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(tǒng)。2009年，啟動北斗三號系統(tǒng)建設；2018年年底，完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，完成基本系統(tǒng)建設，向全球提供服務；計劃2020年年底前，完成30顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，全面建成北斗三號系統(tǒng)。北斗三號系統(tǒng)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(qū)用戶還可享有區(qū)域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。
展開 導航衛(wèi)星時頻系統(tǒng)發(fā)展綜述
衛(wèi)星導航系統(tǒng)采用三球交會的定位體制，在統(tǒng)一的時間、空間基準中，將衛(wèi)星作為位置已知的空間節(jié)點播發(fā)導航信號，用戶通過接收導航信號獲取衛(wèi)星與用戶之間的偽距和多普勒頻移，實現(xiàn)用戶的定位、測速、導航和授時服務。衛(wèi)星導航系統(tǒng)中，時間的穩(wěn)定性和時鐘的同步是高精度測量的基礎。目前，GPS、Galileo、GLONASS以及我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)均在星上配置了高精度時頻系統(tǒng)，通過在每顆衛(wèi)星配置高性能的星載原子鐘和功能豐富的時頻生成與保持設備，為衛(wèi)星導航載荷提供高精度、平穩(wěn)可靠的時頻參考信號。隨著衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位精度和自主運行能力的不斷提升，對星載時頻系統(tǒng)的性能也提出了更高的要求。
本文首先介紹了目前應用于各衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的星載時頻關鍵技術，然后討論了面向未來精度提升和系統(tǒng)自主運行能力提升需求下星載時頻系統(tǒng)關鍵技術和可能的發(fā)展路徑。
1 導航衛(wèi)星時頻系統(tǒng)關鍵技術
導航衛(wèi)星時頻系統(tǒng)由多臺原子鐘和時頻生成與保持單元組成。星載原子鐘輸出穩(wěn)定度極高的頻率信號，時頻生成與保持單元將原子鐘的頻率轉換為衛(wèi)星載荷需要的頻率，常為10.23MHz，并進行原子鐘主備份輸出信號間的高精度測量和鐘差參數(shù)精密調整，為導航衛(wèi)星有效載荷提供性能優(yōu)良、平穩(wěn)可靠的基準時間頻率信號。
1.1 星載原子鐘
時間(頻率)是7個基本物理量中計量精度最高的，這得益于原子鐘技術的不斷發(fā)展。原子鐘是利用原子在微波、光波段的電子躍遷頻率作為基準產(chǎn)生的時間保持系統(tǒng)。原子鐘是現(xiàn)代導航衛(wèi)星的基礎，各衛(wèi)星導航系統(tǒng)均配置了星載原子鐘。考慮到原子鐘在星載應用中對體積、質量、功耗、可靠性和壽命的要求，以及需要非常好的頻率穩(wěn)定度，目前的星載原子鐘仍以銣鐘、氫鐘和銫鐘為主，通常每顆衛(wèi)星配置3～4臺原子鐘。
根據(jù)系統(tǒng)需求與技術發(fā)展基礎，各全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)使用了不同種類的星載原子鐘。
展開 BBC：中國北斗導航系統(tǒng)走向全球 它真能匹敵GPS嗎
9月25日消息，據(jù)BBC報道，中國雄心勃勃、希望快速擴張的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)能夠為世界許多地方（不僅僅是亞洲）提供服務，但它真的能與美國已經(jīng)成熟的全球定位系統(tǒng)(GPS)匹敵嗎？
圖：隨著2018年十多顆衛(wèi)星發(fā)射升空，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的覆蓋范圍正在迅速擴大
達林太（Dalintai）是中國北方的一名牧民，他以前每天騎摩托車跑好幾公里路為牲畜送水。現(xiàn)在，他要做的就是發(fā)送一條短信來操作自動供水系統(tǒng)。達林太說：“我可以通過這個系統(tǒng)隨時隨地為牛羊送水。”這條短信是通過中國正在擴大的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)送的，它已經(jīng)被用于運輸、農業(yè)甚至精確導彈。
最初，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是為軍方設計的，目的是減少對美國GPS系統(tǒng)的依賴。隨著覆蓋范圍的擴大，北斗系統(tǒng)逐漸成為巨大的商業(yè)機會。上個月，北京市政府要求3.35萬輛出租車(約占出租車總數(shù)的一半)安裝北斗系統(tǒng)，同時還設定了一個目標，即到2020年所有新車都將由北斗系統(tǒng)引導。
華為、小米和一加等國內手機品牌現(xiàn)在都與北斗系統(tǒng)兼容，不過蘋果在9月12日的發(fā)布會上表示，其新款iPhone系列不支持北斗系統(tǒng)。中國越來越熱衷于向世界其他地區(qū)推廣自己技術實力。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的首席設計師楊長峰直言不諱地表達了中國吸引更多海外客戶的雄心。他去年曾表示：“中國的北斗系統(tǒng)也是世界的北斗，全球衛(wèi)星導航市場肯定也是北斗追尋的市場。”
太空絲綢之路
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)以北斗七星(西方大熊星座)命名，已經(jīng)有20多年開發(fā)歷史，但直到2000年、2012年才分別在中國和亞太地區(qū)投入使用。到2020年完成時，它將擁有35顆衛(wèi)星，以提供全球覆蓋。僅今年一年，中國就發(fā)射了10多顆北斗衛(wèi)星，上周又發(fā)射了兩顆。此外，中國官方媒體報道稱，更多衛(wèi)星將以“前所未有的密集度發(fā)射”。
展開 中國北斗導航系統(tǒng)走向全球 它真能匹敵GPS嗎
據(jù)BBC報道，中國雄心勃勃、希望快速擴張的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)能夠為世界許多地方（不僅僅是亞洲）提供服務，但它真的能與美國已經(jīng)成熟的全球定位系統(tǒng)(GPS)匹敵嗎？
圖：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)擴張的時間線，中國計劃到2020年在軌道上擁有35顆北斗衛(wèi)星
到2018年底，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將覆蓋“一帶一路”沿線國家。“一帶一路”是中國主導的大規(guī)模基礎設施和貿易項目，而北斗系統(tǒng)則被稱為“太空絲綢之路”。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了包括巴基斯坦、老撾以及印度尼西亞在內的30個國家。英國皇家聯(lián)合軍種防務與安全研究所的亞歷山德拉·斯蒂金斯（Alexandra Stickings）表示:“這期間肯定有涉及擴大影響力的因素，但更多則是關于經(jīng)濟安全的。”
斯蒂金斯表示，能夠與全球定位系統(tǒng)(GPS)匹敵的全球導航系統(tǒng)，是中國成為太空領域全球領導者雄心的一個重要組成部分。他說：“擁有自己系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于可保證訪問的安全性，從某種意義上說，中國不需要再依賴其他國家提供類似服務。美國可以禁止用戶訪問某些特定地區(qū)，特別是在沖突時期。”
圖：隨著覆蓋范圍的擴大，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的商業(yè)應用也越來越多
但是，盡管北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)擁有先進的技術，但它也有個所謂的缺陷，即使用雙向傳輸方式，包括衛(wèi)星向地球發(fā)送信號，以及設備向衛(wèi)星發(fā)回信號。這可能會降低精度，并占用更多的頻譜帶寬。相比之下，GPS設備不需要將信號傳回給衛(wèi)星。世界安全基金會(Secure World Foundation)主任布賴恩·維登(Brian Weeden)表示：“開發(fā)和運行全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)非常困難。”
來源：網(wǎng)易科技
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中國北斗導航系統(tǒng)為什么讓美國憎恨？這里告訴你原因
中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)不是指一顆衛(wèi)星，而是以北斗三號這一代為例要到2020年完成30多顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射的成熟系統(tǒng)。對于中國掌握衛(wèi)星導航技術，美國作為GPS的運用大國，非常憎恨的中國北斗導航系統(tǒng)，這是為什么呢？
從2000年開始，中國已經(jīng)陸續(xù)建成了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，往天上發(fā)射了二十多顆衛(wèi)星，形成了導航的組網(wǎng)，是繼美國的GpS，歐洲的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及俄羅斯的格林納斯以外的全球第四個，北斗導航系統(tǒng)已經(jīng)運用在了測繪，漁業(yè)，搶險救災，電信，森林防火，公共安全等領域，雖然還比不上美國的GPS，還不能免費使用，但將來一定能在國際市場上擠壓美國，那時他有可能被中國擠出市場，所以美國對中國的北斗系統(tǒng)格外忌恨。
正如在國際市場上，中國的產(chǎn)品一旦進入，首先就會取代美國的地位，至今中國奪走了美國人的多少個世界第一，現(xiàn)在可以說任何一種工業(yè)品中國都排世界第一，現(xiàn)在中國正在軍火市場和衛(wèi)星導航市場擠壓美國，并且必然與其他中國制造一樣，趕走美國，中國人做的總是又好又便宜，北斗導航系統(tǒng)由空間段，地面段，用戶段三部分組成，可向全世界的用戶提供全方位，全天候的導航與定位服務，初號具備了定位，導航和授時的能力，定位精度10米，測速精度每秒0.2米，授時精度10納秒，這怎么能不讓美國著急。
除了上邊講的民用領域外，在軍事上徹底擺脫了美國的GPS控制，這樣中國才能用自己的導彈去打任何敵人的目標，另外在飛機上，航母上，軍艦上都可以安裝北斗，這就等于這些武器都安上了眼睛，不但著得見，而且看得清，才能打得準。
展開 智慧物流的重要推動力量：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)
在諸多促進智慧物流發(fā)展的高新科技中，北斗導航系統(tǒng)定位技術的應用更是為智慧物流賦予了全新的可能性。
發(fā)布于2014年的《道路運輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理辦法》就要求，進入運輸市場的總質量12噸及以上重型載貨汽車和半掛牽引車，應當于2015年12月31日前全部安裝、使用北斗衛(wèi)星定位裝置，并接入道路貨運車輛公共平臺
對于貨車司機來說，安裝、使用北斗衛(wèi)星定位裝置可使運輸更加安全。對比其他定位系統(tǒng)，“北斗”系統(tǒng)不僅提供位置、導航等基本功能，還提供通信功能，提供全球獨家的短報文服務，北斗三號每次可短信1000個漢字，還可以傳圖像、打語音電話。而且，北斗系統(tǒng)最突出的特點是增加了高軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星越高抗遮擋能力就越強，尤其在低緯度地區(qū)性能更有優(yōu)勢。
以上只是北斗定位技術在物流行業(yè)的眾多應用案例之一。接下來，本文將探討北斗在智慧物流領域的應用，以及它對于物流行業(yè)的深遠影響。
北斗在智慧物流中的應用
1.實時跟蹤與監(jiān)控
借助北斗系統(tǒng)，物流企業(yè)可以實時獲取貨物的位置信息，進行遠程跟蹤和監(jiān)控。無論貨物何時何地，只要接入北斗系統(tǒng)，物流企業(yè)就能夠通過指定的軟件或平臺查看貨物的實時位置，提高物流運輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?2.路線規(guī)劃與導航
作為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，北斗不僅可以提供精確的定位服務，還能夠為物流車輛提供最佳路線規(guī)劃和導航服務。物流企業(yè)可以根據(jù)貨物的重量、體積等參數(shù)，結合交通狀況和路線優(yōu)勢，選擇最佳路線，減少運輸時間和成本。
3.貨物管理與倉儲優(yōu)化
北斗系統(tǒng)可以與物流倉儲管理系統(tǒng)進行無縫對接，實現(xiàn)對貨物的管理與控制。物流企業(yè)可以通過北斗系統(tǒng)，實時掌握貨物的出入庫情況、庫存量等信息，提高倉儲效率和貨物管理水平。
4.運輸安全保障
通過接入北斗系統(tǒng)，物流企業(yè)能夠提高運輸安全和警示能力。
展開 北斗產(chǎn)業(yè)駛入快車道，市場應用迎來爆發(fā)期
近日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射兩顆北斗導航衛(wèi)星，本次發(fā)射的北斗雙星后續(xù)將進行測試與試驗評估，并與此前發(fā)射的10顆北斗三號導航衛(wèi)星進行組網(wǎng)，適時提供服務。記者了解到， 這次發(fā)射的北斗雙星是我國第11、12顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星，星上搭載的激光星間鏈路終端，可實現(xiàn)星間毫米級高精度距離時間測量和1Gbps星間高速通信。搭載全球短報文通信載荷，可實現(xiàn)全球范圍內搜救、位置報告、短報文通信。上個月底，也就是7月29日，北斗三號全球導航系統(tǒng)第9、10顆衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。此前發(fā)射的8顆北斗全球導航衛(wèi)星已初步構成北斗全球衛(wèi)星導航最簡系統(tǒng)。作為全球四大高水平衛(wèi)星導航服務系統(tǒng)之一，隨著北斗衛(wèi)星進入密集發(fā)射期，我國北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)駛入快車道。
北斗從區(qū)域導航升至全球導航的關鍵年
“2018年是北斗全球系統(tǒng)建設的關鍵年。”中國科學院院士楊元喜近日向記者表示。2016年9月我國正式啟動北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程建設，從2017年11月開始，我國北斗系統(tǒng)進入到范圍更廣、精度更高的北斗三號導航系統(tǒng)建設階段，瞄準全球組網(wǎng)。2018年是北斗三號導航系統(tǒng)建設的關鍵年，計劃發(fā)射完成18顆三代衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”區(qū)域，這些衛(wèi)星的成功發(fā)射將標志著我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)從區(qū)域導航系統(tǒng)發(fā)展成為全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)。
目前，四大較高水平全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括美國的GPS(全球定位系統(tǒng))、俄羅斯的GLONASS(格洛納斯)、歐盟的Galileo(伽利略)以及中國的BDS(北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng))。根據(jù)國務院新聞辦公室于2016年6月發(fā)布《中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)》白皮書，我國北斗系統(tǒng)實施“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，其中第三步是計劃到2018年，面向“一帶一路”沿線及周邊國家提供基本服務;2020年前后，完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，為全球用戶提供服務。
展開 無人機的關鍵技術
北斗系統(tǒng)功能簡介
中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（
BeiDou Navigation Satellite System，BDS）
是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國的BDS和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域導航、定位和授時能力，定位精度為分米、厘米級別，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。
對于無人機來講，定位以及相應的應急通信是非常關鍵的技術，利用北斗對于導航定位來講，可以極大地提高作業(yè)精度。同時，利用北斗系統(tǒng)也能夠為無人機應用通信提供更廣的覆蓋范圍以及更高的可靠性。
北斗系統(tǒng)與無人機
1、
提供實時精確位置信息并進行導航定位。
北斗衛(wèi)星定位采用一種三星定位算 信等各種處理之后,把定位數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)等放入出法的思想就有可能實現(xiàn)全天候、高精度、快速實時的 站幀信號之中,發(fā)往指定用戶,用戶收到中心控制站區(qū)域性無源導航定位系統(tǒng),能夠實現(xiàn)對我國用戶的 通過出站信號發(fā)出的各種數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)定位、通信定位和測速等功能可以利用北斗地基增強系統(tǒng)，為無人機提供實時的厘米級位置信息并進行導航定位。
展開 北斗導航——人類生活中不可或缺的一部分
北斗導航是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，一直以來備受關注。它的全稱是“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)”，該系統(tǒng)采用低軌道衛(wèi)星與地面終端相結合的方式，以實現(xiàn)各種定位導航服務，涵蓋了陸、海、空及地球同步軌道應用。
作為我國自主研發(fā)的導航定位系統(tǒng)，北斗導航在技術方面有著許多優(yōu)勢。首先，北斗導航系統(tǒng)采用了多系統(tǒng)融合技術，即北斗衛(wèi)星和全球定位系統(tǒng)（GPS）、伽利略系統(tǒng)（Galileo）等國際衛(wèi)星導航系統(tǒng)相互融合。這樣就能夠充分利用各系統(tǒng)之間的優(yōu)勢，提高定位精度，進一步優(yōu)化導航服務。
其次，北斗導航采用了多頻段技術。這種技術可以避免由于某一頻段受到干擾而導致的導航不穩(wěn)定，進一步提高了定位精度和可靠性。此外，北斗導航還采用了多星間差分技術，可以實現(xiàn)非常精確的動態(tài)、靜態(tài)定位。
千尋位置基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)（兼容GPS、GLONASS、Galileo）基礎定位數(shù)據(jù)，利用遍布全球的3700多個地基增強站、自主研發(fā)的定位算法及大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)服務平臺，可為用戶提供厘米級定位、毫米級感知、納秒級授時的時空智能服務。
以陸地應用為例，北斗導航可以為移動電話、物流運輸?shù)葮I(yè)務提供準確的定位服務。在海洋上，北斗導航可以為漁業(yè)、船舶、海警等提供導航定位服務。
在空中，北斗導航可以為飛機、衛(wèi)星導航系統(tǒng)等提供導航定位服務。
除此之外，北斗導航還可以為測量測繪、安全監(jiān)測、災害預警等提供精準的數(shù)據(jù)支持。
目前正值年中福利季，多款高精度定位服務、RTK測量儀、車載終端、智能可穿戴設備有驚喜，詳情請至官網(wǎng)及官方店鋪查看。
展開 無人機的關鍵技術
北斗系統(tǒng)功能簡介
中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（
BeiDou Navigation Satellite System，BDS）
是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國的BDS和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域導航、定位和授時能力，定位精度為分米、厘米級別，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。
對于無人機來講，定位以及相應的應急通信是非常關鍵的技術，利用北斗對于導航定位來講，可以極大地提高作業(yè)精度。同時，利用北斗系統(tǒng)也能夠為無人機應用通信提供更廣的覆蓋范圍以及更高的可靠性。
北斗系統(tǒng)與無人機
1、
提供實時精確位置信息并進行導航定位。
北斗衛(wèi)星定位采用一種三星定位算 信等各種處理之后,把定位數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)等放入出法的思想就有可能實現(xiàn)全天候、高精度、快速實時的 站幀信號之中,發(fā)往指定用戶,用戶收到中心控制站區(qū)域性無源導航定位系統(tǒng),能夠實現(xiàn)對我國用戶的 通過出站信號發(fā)出的各種數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)定位、通信定位和測速等功能可以利用北斗地基增強系統(tǒng)，為無人機提供實時的厘米級位置信息并進行導航定位。
展開 以色列研發(fā)出全自主類蝙蝠機器人，可依靠聲吶系統(tǒng)感知并導航
研究人員認為，聲音導航在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。
這款名為Robat的地形機器人由特拉維夫大學研究生伊塔馬爾·埃利亞金與動物學、神經(jīng)科學和工程領域的研究人員共同開發(fā)，團隊有人研究蝙蝠生物聲吶長達10多年。他們表示，機器人面臨的最具挑戰(zhàn)性的任務之一是如何生成未知環(huán)境的地圖，并在該環(huán)境中導航。
自然界蝙蝠通過生物聲吶系統(tǒng)感知周圍環(huán)境。受其啟發(fā)，研究人員研發(fā)的Robat機器人完全依賴于類似蝙蝠的聲音導航系統(tǒng)，可在新的環(huán)境定位自己并對其進行映射。他們借助仿生學，用超聲波揚聲器或發(fā)射器創(chuàng)建發(fā)音“嘴”，用兩個超聲波接收器創(chuàng)建收音“耳”，發(fā)音“嘴”以穩(wěn)定的頻率向四周發(fā)出聲波并用“耳”聽回聲，讓在戶外環(huán)境活動的Robat獲得周圍實時映射圖像。
從行動能力上講，Robat比真正的蝙蝠慢得多，它每行半米停下30秒以獲得回聲。
研究人員認為，Robat是首個完全自主的、生物學上類似蝙蝠的行走機器人，它在新環(huán)境中移動時，僅根據(jù)回波信息便可獲得周圍環(huán)境影像，有助于描繪物體的邊界和它們之間的開放空間。
這項成果在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。任何需要在其所處環(huán)境中導航的機器人，均有望從Robat項目基于回聲的導航算法中受益，包括服務機器人，如在起居室中自動導航的吸塵器、溫室中工作的農業(yè)機器人，以及在地震廢墟中搜尋的救援機器人。
總編輯圈點
提到導航，大家腦袋中出現(xiàn)的第一應用場景，就是車輛所使用的定位導航系統(tǒng)。衛(wèi)星導航系統(tǒng)采用的是無線電測距方式，因光速非常快，所以反應速度也非常及時，發(fā)展已相當成熟。聲波的應用卻不然，雖然水下聲吶的定位導航系統(tǒng)有所進步，但在陸地環(huán)境中，人們仍在效法蝙蝠的初級階段緩慢前行。而這款行走機器人的問世，無疑讓仿生機器人生態(tài)圈，再增一個新坐標。
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為民所用的航天技術
其實，最早的偵查衛(wèi)星采取了簡單而又粗暴的辦法，就是直接把照相機和膠卷一起放在衛(wèi)星上送到太空中去，然后把拍好的膠卷定期發(fā)射回地球。通過定位尋找到膠卷，最終獲得敵國的各種地形及軍事設施信息，當然這樣的偵查往往是很低效的，因為要找到回到地球的膠卷是件很困難的事情。
后來美國和前蘇聯(lián)都開啟了月球計劃，這項計劃需要月球更全面的影響才能選擇合適的降落地址。因此拍照成了必不可少的工作，但是，從距離地球38萬公里的月球再把膠卷發(fā)射回來顯然已經(jīng)不再現(xiàn)實。那該怎么辦呢？聰明的科學家們巧妙的利用了紅外線掃描儀，直接對感光膠片（負片）進行掃描（無須進行顯影和定影），掃描得到的負片再通過信號模擬的壓縮算法傳回地球接收并進行解析還原，從而得到月球的真實畫面。這就是數(shù)碼相機的雛形，這項技術也為人類第一次成功登月立下了汗馬功勞。
說到衛(wèi)星，在這里我們不得不提及的是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。
北斗系統(tǒng)提供服務以來，已在交通運輸、農林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用，服務國家重要基礎設施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。基于北斗系統(tǒng)的導航服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入中國大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領域，應用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟不斷涌現(xiàn)，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。
展開 北斗提供關鍵技術支撐，車輛智能監(jiān)管迎來廣闊發(fā)展前景
其次，智能交通和智慧城市的建設與發(fā)展將進一步推動車輛智能監(jiān)管的應用，通過交通信號優(yōu)化、智能路牌導航等手段，提升道路通行效率和出行體驗。此外，車輛智能監(jiān)管還有望與自動駕駛技術相結合，實現(xiàn)更加智能、自動的交通管理模式。
隨著社會的進步和科技的發(fā)展，車輛智能監(jiān)管成為了保障交通安全和提升出行效率的重要手段。而在這一領域，北斗導航系統(tǒng)成為了一項不可或缺的技術支持。
北斗導航系統(tǒng)作為我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有全球覆蓋能力、高精度定位和持續(xù)穩(wěn)定性的特點，成為了車輛智能監(jiān)管的理想選擇。通過北斗導航系統(tǒng)，車輛可以實時獲取自身位置、行駛軌跡以及狀態(tài)信息，方便監(jiān)管部門對車輛進行管理和調度。此外，北斗導航系統(tǒng)還支持應急救援和追蹤等功能，為車輛智能監(jiān)管提供了更多的可能性。
北斗車輛智能監(jiān)管系統(tǒng)的組成大致包括以下部分：
一、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)
北斗車輛監(jiān)管系統(tǒng)的關鍵組成之一是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，在車輛監(jiān)管中起到了至關重要的作用。通過北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，監(jiān)管部門可以實時獲得車輛的位置、速度等信息，從而實現(xiàn)對車輛的精準監(jiān)控和管理。
二、車載終端設備
車載終端設備也是北斗車輛監(jiān)管系統(tǒng)的重要組成部分。通過車載終端設備，車輛與監(jiān)管中心建立了可靠的通信鏈接，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的傳送和交互。在北斗車輛監(jiān)管系統(tǒng)中，車載終端設備不僅可以提供車輛位置信息，還可以通過傳感器監(jiān)測車輛的運行狀態(tài)，如車速、油耗、故障等，為監(jiān)管部門提供有力的數(shù)據(jù)支持。
三、監(jiān)管中心平臺
監(jiān)管中心平臺是北斗車輛監(jiān)管系統(tǒng)的核心，也是數(shù)據(jù)處理和管理的中樞。在監(jiān)管中心平臺上，監(jiān)管部門可以實時監(jiān)控車輛的行駛軌跡、報警信息等。同時，監(jiān)管中心平臺還可以對車輛進行分析和評估，為優(yōu)化車輛調度和路線規(guī)劃提供科學依據(jù)。
綜上所述，北斗導航系統(tǒng)以其全球覆蓋、高精度定位和持續(xù)穩(wěn)定性等特點，成為了車輛智能監(jiān)管的關鍵技術支撐。
展開 北斗短報文的大眾領域應用
隨著北斗三號衛(wèi)星組網(wǎng)成功，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成。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(wèi)星導航系統(tǒng)相關關鍵技術全面突破，北斗衛(wèi)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(wèi)星導航系統(tǒng)中，中國的北斗衛(wèi)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(tài)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(wǎng)絡就能收發(fā)，就算遭遇自然災害也不會有失聯(lián)的擔憂。當身處荒漠無人區(qū)、出海遇險、地震救援等無地面網(wǎng)絡信號覆蓋環(huán)境下，北斗短報文可通過暢連 APP 將文字和位置信息向外發(fā)出，與外界保持聯(lián)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(fā)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(wǎng)絡信號覆蓋環(huán)境下，仍可通過暢連 App 發(fā)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(wèi)星通信新時代。
北斗短報文的應用范圍
首先是航海和漁業(yè)。之前海上航行一旦出事故主要靠衛(wèi)星電話，但衛(wèi)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(fā)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(jīng)初露鋒芒。當時還只是北斗一號，在震后支離破碎的災區(qū)，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(qū)，不僅能導航定位，更利用北斗短報文將災區(qū)的信息傳遞出來，為后續(xù)指揮提供了重要支撐。
現(xiàn)如今，北斗與各個行業(yè)都在加快融合。
展開 航空數(shù)字化，空天科技的一場耐力跑
“就衛(wèi)星通信系統(tǒng)來說，相比國外廠商，國內很少有能夠大規(guī)模商用的國產(chǎn)化系統(tǒng)。包括天線、服務器等機載設備，一套通信設備的行業(yè)認證過程，至少需要好幾年。”
有業(yè)內人士表示，我國大部分民航客機及其機載設備均從歐美進口，短期內要在這些飛機上全面應用國產(chǎn)衛(wèi)星導航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，將會面臨多方面限制。
即便，北斗系統(tǒng)特有的北斗短報文通信服務讓北斗在航空領域有了突出的優(yōu)勢。有業(yè)內人士表示，目前大部分波音、空客并未安裝北斗設備。
一位國有大型航空公司的內部人士表示，只有在中國民航局代表中國政府提出的服務承諾被國際民用航空組織（ICAO）接受后，北斗系統(tǒng)標準通過最終審議，納入ICAO標準才能順利推進，只有納入ICAO標準，才能向全球民航飛行提供相關服務。
2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通運行。目前，中國民航局正在會同中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室及相關部門，推進北斗系統(tǒng)國際標準制定工作。
有消息稱，按照相關規(guī)定，接下來，北斗系統(tǒng)還要通過“最終審議”“納入ICAO正式標準”等環(huán)節(jié)，從而向全球民用航空飛行提供導航等及衍生領域的相關服務。
由于飛機特有的安全要求，至于北斗導航、衛(wèi)星通信進入飛機前艙的路還將很漫長。
本文來自：泰伯網(wǎng)
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