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一、前言

隨著我國民航產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，機場內(nèi)飛機和特種車輛的數(shù)量日益增多，地面車輛與飛機、車輛與車輛之間都存在發(fā)生碰撞的隱患，在大風大霧等惡劣天氣情況下尤是如此，嚴重的威脅到了機場運營安全。在此背景下，建設機場高精度GNSS車輛監(jiān)控系統(tǒng)，輔助機場安全管理，是非常必要的。

基于G N S S 的機場車輛調(diào)度系統(tǒng)綜合運用了GNSS、通訊、智能控制等多種技術，實現(xiàn)的主要功能包括：

●采用GNSS差分技術實現(xiàn)的厘米級或亞米級精確定位；

●基于二維電子地圖或三維地圖來實現(xiàn)車輛的空間可視化監(jiān)控管理；

●通過監(jiān)控車輛的實時運行情況來處理各種突發(fā)事件，并對危險狀況（如超速、越界等）進行預警；

●通過各種車輛數(shù)據(jù)的采集和分析，針對性的制定有效措施，促進機場安全管理系統(tǒng)的改善，提高機場生產(chǎn)運營的效率與安全性。

二、需求概述

●實現(xiàn)機場區(qū)域內(nèi)高精度的車輛位置監(jiān)控，精度要求亞米級或更高；

●需建立高精度的機場區(qū)域電子地圖系統(tǒng)；

●建立高精度GNSS差分系統(tǒng)；

●需考慮到機場中的各種外界因素對GNSS工作和無線通信系統(tǒng)的影響，并制定規(guī)避措施；

●實現(xiàn)車載位置數(shù)據(jù)與監(jiān)控中心的實時通訊；

●定位數(shù)據(jù)更新率要求不低于10HZ；

●支持提供經(jīng)緯坐標信息和平面坐標信息等；

●數(shù)據(jù)格式為標準NMEA數(shù)據(jù)，亦可提供自定義報文；

●考慮車載報警提示的功能設計。

三、總體方案設計

本方案設計的核心功能是高精度車輛定位，基于GNSS衛(wèi)星載波相位差分技術是目前在高精度定位方面最先進的技術，而且經(jīng)過十幾年的廣泛應用，成熟度也非常高，而近幾年中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）的蓬勃發(fā)展和應用，使GNSS高精度定位技術在穩(wěn)定性方面和可靠性方面又得到極大的提升。GNSS定位技術

的幾個顯著特點是：

●全天候工作，不受雨雪風天氣的影響，不受光線影響；

●定位精度高，載波相位差分技術（RTK）動態(tài)定位精度最高可達±1cm；

●測速精度高，測速精度可達0.03m/s。

另外，考慮到機場環(huán)境的復雜性，實際應用中存在衛(wèi)星觀測條件不好的情況，例如建筑物遮擋等，因此為了確保車載終端在任何情況下能夠連續(xù)定位，必須考慮輔助定位方法，本方案將采用慣性導航技術作為輔助手段，但是由于純慣性定位存在誤差積累的特性，即誤差會隨著時間的延長而降低，因此本方案中采用了慣性-衛(wèi)星組合導航方法，基于最優(yōu)估計算法—卡爾曼濾波算法融合兩種導航算法，獲得最優(yōu)的導航結(jié)果；尤其是當衛(wèi)星導航系統(tǒng)無法工作時，利用慣性導航系統(tǒng)使得導航系統(tǒng)繼續(xù)工作，保證導航系統(tǒng)的正常工作，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

除高精度定位技術外，通訊是本方案的另一個關鍵環(huán)節(jié)，通信鏈路系統(tǒng)是監(jiān)控中心與車載終端之GNSS基準站與車載終端之間通訊的通道。通訊技術目前可選方法多種多樣，通訊主要考慮安裝便捷性、傳輸穩(wěn)定性、可容納終端容量、網(wǎng)絡安全和安裝及維護成本等，綜合考慮上述因素，我們提供了幾種可選方案，具體見下文。

監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的功能操作和實現(xiàn)的核心，其主要職能是實現(xiàn)對機場車輛的監(jiān)控、調(diào)度和管理，還負責響應并處理緊急事件，提供跟蹤定位、和遠程控制等處理措施，監(jiān)控中心的主要組成部分包括數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)庫服務器和實時顯示系統(tǒng)。其中，數(shù)據(jù)處理軟件負責與各車載終端的信息交互，完成各種信息的分類、記錄、修改和轉(zhuǎn)發(fā)，對車輛運行狀況進行實時監(jiān)控和調(diào)度，并及時處理報警信息，同時對整個網(wǎng)絡狀況進行監(jiān)控管理；數(shù)據(jù)庫服務器要確保安全、高效、實用。數(shù)據(jù)庫是整個服務器系統(tǒng)的信息中心，對所有的車輛信息和定位數(shù)據(jù)，圖片等進行數(shù)據(jù)存儲；實時顯示系統(tǒng)負責圖形化、圖表化顯示機場車輛總體運行情況，包括電子地圖、車輛位置坐標、速度、油量、駕駛員信息、車牌號等。

基于上述技術分析與項目需求，基本上確立了本方案的三大部分，即監(jiān)控中心部分、GNSS基準站部分

和車載終端部分，而通訊數(shù)據(jù)鏈則是連接各部分功能的紐帶。

1、方案原理和拓撲結(jié)構

2、系統(tǒng)工作原理

GNSS參考站自動實時播發(fā)差分改正數(shù)據(jù)給車載終端的GNSS接收機，車載終端中的GNSS接收機實接收差分數(shù)據(jù)并進行差分定位解算，并將解算結(jié)果（精確坐標和速度）再實時發(fā)送到機場監(jiān)控指揮中心。

除GNSS數(shù)據(jù)外，車輛的狀態(tài)信息、報警信息及服務請求信息（如有）等也可以通過無線網(wǎng)絡發(fā)送到監(jiān)控指揮中心。

數(shù)據(jù)中心收集到上述各種信息后，綜合分析處理，并作出明確的報告結(jié)果和預警指示，展示在大屏幕上。指揮中心可以根據(jù)當前車輛的運行情況，給受控車輛發(fā)出調(diào)度指令。

3、系統(tǒng)信息流程

(1)GNSS接收機接收衛(wèi)星信號，同時接收差分無線網(wǎng)絡發(fā)送的差分信號，進行解算后通過串口把坐標發(fā)送給無線通信模塊。

(2)無線通信模塊把GNSS信息和車輛狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)到通信服務器。

(3)通信服務器把接收到的信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務器中，同時根據(jù)監(jiān)控終端的應用需求，把信息實時轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理中心。

(4)數(shù)據(jù)處理中心接收到通信服務器發(fā)送來的信息后，發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務器進行存儲，同時發(fā)送給監(jiān)控終端進行可視化顯示，實現(xiàn)車輛監(jiān)控。

四、方案詳細設計

1、GNSS基準站

GNSS基準站主要負責實時播發(fā)RTK差分改正數(shù)，使車載移動站接收機能夠達到厘米級的定位精度。GNSS基準站接收機通常與GNSS天線、無線數(shù)傳模塊及其組件一起組成GNSS基準站系統(tǒng)。

設備安裝時，基準站接收機與數(shù)傳電臺一起歸置設備箱內(nèi)，為方便檢查維護一般放置于室內(nèi)，也可以放置于室外； GNSS天線和電臺發(fā)射天線必須安置于室外開闊處，并注意固定牢固。

在GNSS基準站選址和建設過程中，用戶可以根據(jù)對易建性、實用性、美觀性等因素的不同需求，采取不同的方法，比如可以用水泥或鋼材制作衛(wèi)星天線觀測墩，或者用金屬材料焊接天線支架等等。GNSS基準站部分的供電系統(tǒng)，須采用12V～15VDC電壓供電，電流要求5A～10A（建議10A），為保證設備能夠長期穩(wěn)定工作，需要能夠提供的穩(wěn)定的電流和電壓，建議采用UPS電源。

另外，GNSS基準站屬于永久性或者半永久性設施，須根據(jù)現(xiàn)場的條件采取適當?shù)姆览状胧?，一般機場區(qū)域都已經(jīng)有完善的防雷系統(tǒng)，可以不用另行建設。

GNSS基準站可以選用司南M300Pro型或M300C型接收機，后文中有詳細說明。

2、車載終端

車載終端部分主要包括GNSS接收機（移動站）、數(shù)傳模塊（可選）、GNSS天線、數(shù)傳模塊天線以及平板電腦（可選），其中GNSS接收機和數(shù)傳模塊放置在車內(nèi)，天線均用吸盤固定在外部車頂。主要功能如下：

●負責接收GNSS基準站廣播的RTK差分改正數(shù)信息；

●負責計算和輸出標準格式的高精度定位結(jié)果和速度信息；

●負責通過3G網(wǎng)絡把位置和速度信息上傳至監(jiān)控中心；

●若裝備平板電腦，則可以實現(xiàn)監(jiān)控中心對駕駛室遠程發(fā)送指令和預警。

以下主要介紹GNSS移動站接收機，數(shù)傳模塊將在通訊方案中詳細說明。

(1)車載GNSS移動站

車載GNSS移動站作為直接提供數(shù)據(jù)的設備，至少需達到以下要求：

●實時數(shù)據(jù)輸出的頻率要求最大支持10HZ；

●差分解算后數(shù)據(jù)精度應達到亞米級或厘米級；

●為保證位置導航的連貫性，須采用GNSS與INS（慣性導航）組合導航的模式；

●輸出數(shù)據(jù)類型應支持經(jīng)緯度坐標和平面坐標；

●對于車載應用，GNSS接收機最好采用主機和天線分體式設計，如此既可以保護主機，有不影響衛(wèi)星信號的接收。

(2)車載平板電腦

如果需要實現(xiàn)監(jiān)控調(diào)度中心向車輛駕駛室發(fā)送指令，并能夠進行告警功能，可以在駕駛室內(nèi)安裝平板電腦，必要的時候可以對駕駛員發(fā)出指示信息。平板電腦將通過網(wǎng)絡與監(jiān)控中心直接通訊。

3、通訊方案設計

本系統(tǒng)中，涉及到通訊的有兩個方面，一是GNSS基準站播發(fā)的差分改正數(shù)據(jù)要傳送到各個移動終端；另一個是移動站端接收機解算得到高精度的定位結(jié)果后要上傳至數(shù)據(jù)中心。

目前常用的數(shù)據(jù)通訊方式有兩種，一種是數(shù)傳電臺通訊，一種是通過局域網(wǎng)或者Internet網(wǎng)通訊。根據(jù)目前實際應用成熟度來看，兩種方式在RTK差分數(shù)據(jù)通訊中都有大量應用，而且使用網(wǎng)絡通訊越來越多；定位數(shù)據(jù)上傳方面，目前基本上都是采用網(wǎng)絡通訊。

幾種通訊方式的優(yōu)缺點大致分析如下：

(1)電臺通訊

RTK差分數(shù)據(jù)通訊可采用GNSS行業(yè)專用的數(shù)傳電臺，通過標準RS232串口接收GNSS基準站輸出的差分改正數(shù)，然后轉(zhuǎn)換為模擬信號以無線電形式廣播，電臺需設置特定的頻率，可選范圍在410MHZ~470MHZ

之間，工作示意圖如圖3、圖5。

(2)局域網(wǎng)wifi通訊

局域網(wǎng)通訊一般采用無線網(wǎng)橋設備搭建，它利用無線傳輸方式實現(xiàn)在兩個或多個網(wǎng)絡之間搭起通信的橋梁。無線網(wǎng)橋采用IP傳輸機制，接口協(xié)議采用橋接原理實現(xiàn)，具有組網(wǎng)靈活，成本相當對較低的特征，適合于絡數(shù)據(jù)傳輸和低等級監(jiān)控類圖像、數(shù)據(jù)等傳輸，廣泛應用于各種基于純IP構架的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡解決方案。

網(wǎng)橋局域網(wǎng)示意圖如下：

考慮到對監(jiān)控區(qū)域（機場）的完全覆蓋，且可能存在樓房等建筑物或構筑物的遮擋，需根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定基站的數(shù)量，以保證良好的通信效果。

(3)3G/4G網(wǎng)絡通訊

采用3G或4G網(wǎng)絡通訊，即每個車輛上安裝一套3G/4G網(wǎng)絡通訊模塊，模塊通過公網(wǎng)將GNSS基準站差分數(shù)據(jù)傳輸給各個車載終端，同時將高精度GNSS定位數(shù)據(jù)回傳至控制中心（網(wǎng)絡雙向通信），控制中心可以根據(jù)模塊的ID識別每個車輛，從而能準確的判斷每個車輛的準確位置。當然，3G/4G模塊也可以單獨用作定位數(shù)據(jù)上傳，RTK差分數(shù)據(jù)傳輸采用電臺傳輸（網(wǎng)絡單向通信），連接示意圖如圖5。以下介紹網(wǎng)絡雙向通信方式。

4、電子地圖

本項目需要亞米級別的車輛監(jiān)控定位，電子地圖的精度必須要更高的級別，也就是要達到厘米級，因此電子地圖要求的指標如下：

●精度要求厘米級；

●地圖的格式，測繪成圖一般是AUTOCAD圖形，監(jiān)控軟件須能夠接入；

●地圖形式可以是2D或者3D；

●地圖元素至少應包括車道、關鍵區(qū)域以及所需要標示的重要地物；

如果已有高精度地圖，且滿足要求，則可以直接使用，但是可能需要做如下工作：

(1)坐標系轉(zhuǎn)換，即GNSS系統(tǒng)給出的坐標系需要轉(zhuǎn)換到已有地圖坐標系中。

(2)坐標格式，根據(jù)地圖的需要提供對應格式的坐標，例如經(jīng)緯度坐標或平面坐標。

如果沒有現(xiàn)成可用的地圖，可以重新測繪，我們可以提供專業(yè)的測繪設備、測繪人員以及制圖服務。

下圖是我們在高精度駕考行業(yè)（厘米級定位）應用中的示例圖形（2D）：

基于差分GNSS技術的高精度車輛監(jiān)控或調(diào)度應用十分廣泛，動態(tài)精度最高可以達到厘米級別，目前最為典型的是GNSS駕駛員考試系統(tǒng)中的應用，評判精度要求不大于2cm。司南導航產(chǎn)品在駕考領域的市場占有率在70％以上。

另外，在電子地圖方面，我們還可以提供更多的選擇，例如可以實現(xiàn)將區(qū)域高精度地圖與百度或其它低精度導航地圖結(jié)合，在核心監(jiān)控區(qū)域（例如某機場），以高精度電子地圖監(jiān)控，同時，即使受控車輛離開核心監(jiān)控區(qū)域，依然能夠監(jiān)控到其實時的大致位置。

5、數(shù)據(jù)中心服務器

數(shù)據(jù)中心是整個系統(tǒng)的核心組件，包括核心數(shù)據(jù)處理、通信處理和業(yè)務處理三大職能，因此服務器的穩(wěn)定運行時整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎。一旦該服務器出現(xiàn)故障，將影響到整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常運行，所以服務器應有足夠的安全性和容錯性。因此為了保障系統(tǒng)的可靠性，服務器盡量采用雙機熱備份機制。整個系統(tǒng)的服務響應由兩個服務器節(jié)點相連成的一個整體來提供服務。通過群集，可以實現(xiàn)在一個服務器節(jié)點失效的情況下，仍然可以提供數(shù)據(jù)訪問和網(wǎng)絡服務的正常運行，保證了客戶的關鍵業(yè)務穩(wěn)定、可靠、不間斷運行。

由于數(shù)據(jù)處理和業(yè)務處理軟件已經(jīng)具備，本方案重點考慮通訊處理的職能，即如何接收車輛終端上傳的各種數(shù)據(jù)，并以某種接口提供給已有的數(shù)據(jù)處理軟件。由于車載設備與數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡通訊有兩種選擇，即局域網(wǎng)通訊或3G/4G網(wǎng)絡通訊，具體操作有所不同。

如果采用局域網(wǎng)通訊，則需要將數(shù)據(jù)中心的計算機，與各個車載終端接入一個局域網(wǎng)內(nèi)，然后在數(shù)據(jù)中心安裝司南網(wǎng)絡接收軟件，通過相關設置即可實現(xiàn)通訊。此種方法由于是局域網(wǎng)內(nèi)通訊，操作簡便。

如果采用3G/4G網(wǎng)絡通訊，則需要將數(shù)據(jù)中心的計算機接入互聯(lián)網(wǎng)，并且提供固定IP或者用動態(tài)IP映射端口的方法，再結(jié)合司南網(wǎng)絡接收軟件，實現(xiàn)通訊。

此方法相比局域網(wǎng)通訊主要增加了獲取固定IP或映射端口的操作，其它步驟幾乎一致。

五、設備選型

1、GNSS基準站選型

GNSS基準站用于播發(fā)RTK差分數(shù)據(jù)，其信號和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性直接影響移動站的定位精度，因此基準站的選型十分關鍵。

(1)M300Pro接收機

M300 Pro接收機是司南導航針對GNSS參考站建設而設計的一款高性能GNSS接收機，搭載公司完全自主知識產(chǎn)權的先進高精度主板，支持國家北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，兼容全球主流衛(wèi)星導航系統(tǒng)。具有完全自主核心知識產(chǎn)權的高精度GNSS RTK技術，支持BDS B3I信號，具備BDS獨立定位、差分和RTK解算能力。內(nèi)置網(wǎng)絡通訊功能，以太網(wǎng)接口采用10M/100M自適應網(wǎng)卡接口芯片，滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸需要。用戶可通過本地網(wǎng)絡、串口或液晶面板按鈕、遠程網(wǎng)絡配置系統(tǒng)參數(shù)。同時支持遠程重啟、內(nèi)存格式化和固件升級等系統(tǒng)維護功能。

(2)M300C型接收機

司南導航M300 GNSS接收機采用自主知識產(chǎn)權BDS+ GPS雙星五頻GNSS模塊，緊跟國際衛(wèi)星定位發(fā)展的步伐，為GNSS產(chǎn)業(yè)革命性產(chǎn)品。M300C提供標準的RS232串行接口，可以與數(shù)傳電臺模塊或網(wǎng)絡通訊模塊連接，組成簡易的基準站系統(tǒng)。

2、GNSS移動站接收機選型

考慮到機場環(huán)境的復雜性，車輛在機場行駛過程中難免會遇到大型遮擋物下穿行環(huán)境，這樣對GNSS車載導航設備接收衛(wèi)星信號以及基站差分源信號都會造成有很大影響，會導致定位不準確甚至信號失鎖，從而導致中心對車輛的顯示與預警系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤預報或者失效。對于以上隱患我們采用GNSS+INS技術，即衛(wèi)星導航+慣導組合導航技術，組合導航的優(yōu)勢是在衛(wèi)星信號和差分源信號不能很好的提供給車載移動端時，載移動端導航設備輸出的數(shù)據(jù)報文上會有專門的差分解算標識，當慣導模塊檢測到狀態(tài)位變化時會自動激活慣導模塊工作，GNSS+INS組合導航提供高精度推算坐標，這樣實現(xiàn)了良好環(huán)境下采用單衛(wèi)星導航，環(huán)境不好時進行組合導航，保證設備穩(wěn)定高精度運算工作。

(1) M300-INS接收機簡介

產(chǎn)品簡介：

M300-INS是面向車載應用推出的一款高精度定位組合導航產(chǎn)品。M300-INS采用的是車載 GNSS 接收機內(nèi)置INS模塊，可在GNSS失去信號或者遮擋嚴重時提供短時間連續(xù)可靠的精確定位、測速、測姿服務。

(2)M300-INS接收機測試示例GNSS+INS組合導航接收機和GNSS接收機采用RTK差分模式在茂密樹木及高樓環(huán)境下對比測試效果

如下（實驗設備采用司南M300接收機）：

兩者在同一時間同一環(huán)境下采集的GPGGA經(jīng)緯度坐標信息導入到谷歌地圖中所生成的圖片，圖中紅色點連線形成的軌跡定位軌跡為不帶慣導M300采集的數(shù)據(jù)形成的， 黑色點連線形成的軌跡定位軌跡為M300-INS采集的數(shù)據(jù)形成的，由下圖對比可以看出在同一時間同一遮擋測試環(huán)境下，M300-INS導航設備采集數(shù)據(jù)形成的軌跡平滑度遠好于M 3 0 0 接收機，M300-INS對遮擋環(huán)境具有較高的應對能力。

3、數(shù)傳電臺選型

數(shù)傳電臺方面，目前市場上電臺可選類型比較多，應用也比較成熟，相互之間主要區(qū)別在頻段和協(xié)議方面，司南可以提供的三種電臺對比表如下：

綜合多種因素，我們推薦采用CDL3型電臺。

CDL3電臺是上海司南衛(wèi)星導航技術股份有限公司為GNSS差分數(shù)據(jù)傳輸設計的高性能數(shù)傳電臺，適用于

RTK等野外實時數(shù)據(jù)傳輸。CDL3電臺在功能上增加了諸多保護措施，如增加了電源的防反接功能、輸出開

路短路保護和高低電壓保護功能等，有效的保護了電臺。

4、3G模塊選型

車載3G網(wǎng)絡模塊如今在各行業(yè)內(nèi)應用都很普遍，目前采用北京驛唐科技公司提供的MR-900E型模塊（如圖2 - 8 ），它工作在中國電信C D M A 2 0 0 01x/EV-DO網(wǎng)絡下，具有高速上網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸能力。

5、GNSS天線

(1)基準站GNSS天線選型

AT500 是一款具有零相位中心誤差的多星多頻扼流圈測量型天線，采用多饋點微帶天線技術，保證天線相位中心與幾何中心的重合。采用前置濾波技術的低噪聲放大器，提高系統(tǒng)抗干擾能力；內(nèi)置防雷保護電路可長期在戶外安裝使用；特設玻璃鋼材料的天線外罩，耐用性好，專為GNSS參考站、CORS系統(tǒng)以及各種高精度監(jiān)測應用而設計。

(2)車載GNSS天線選型

推薦采用司南公司AT300型全頻GNSS天線，頻段范圍覆蓋了BDS B1/B2/B3、GLonAS L1/L2和GPSL1/L2共七個頻段，設計小巧，直徑14cm左右，性價比高，適合高精度車載應用。

六、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的優(yōu)越性

1、概述

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Bei D o u（CO M P A S S ）Navigation Satellite System）是中國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。系統(tǒng)建設目標是：建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，促進衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導航在國民經(jīng)濟社會各行業(yè)的廣泛應用。

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，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端。

2、發(fā)展歷程

衛(wèi)星導航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎設施。中國高度重視衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，一直在努力探索和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年，首先建成北斗導航試驗系統(tǒng)（北斗一代），使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發(fā)揮了重要作用。為更好地服務于國家建設與發(fā)展，滿足全球應用需求，我國啟動實施了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設。

3、發(fā)展計劃北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正按照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進：

第一步，2000年建成北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（北斗一代），使中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航的國家，不過早期的北斗一代系統(tǒng)包括四顆衛(wèi)星，相對于GPS來說精度較低，而且不支持移動定位，而后續(xù)的北斗二代衛(wèi)星體系性能不弱于美國GPS系統(tǒng)；

第二步，建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（北斗二代），2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力；

第三步2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)形成全稱全球覆蓋能力，屆時將有5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜

止軌道衛(wèi)星組成，等到2020年左右北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成之后北斗系統(tǒng)所提供的定位精度在全球范圍內(nèi)將與GPS相抗衡，而在增強區(qū)域也就是亞太地區(qū)，北斗的精度甚至會超過GPS。

截止目前BDS系統(tǒng)已經(jīng)有19顆衛(wèi)星升空，前兩步已經(jīng)完全實現(xiàn)而且效果超出預期，現(xiàn)在單北斗接收機（即只跟蹤北斗衛(wèi)星）在亞太地區(qū)完全可以自主定位（單機定位、差分定位、RTK定位、CORS定位等等）而且精度不亞于GPS。

4、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的優(yōu)越性

利用我國自主建設的北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS），實現(xiàn)與美國GPS系統(tǒng)以及包括GLONASS在內(nèi)的其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)的聯(lián)合定位，克服了RTK高精度衛(wèi)星定位單純依靠國外衛(wèi)星定位系統(tǒng)的固有缺陷，有效的保障了系統(tǒng)的安全可靠性；以BDS與GPS的組合為例，兩種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的聯(lián)合應用有以下優(yōu)點：

●增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，彌補了高軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)少的問題，同時如果可利用BDS三頻技術，增加了多余觀測，從而可以較大程度的提高定位精度；

●增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，使衛(wèi)星分布更為合理，降低了DOP值，提高了解算精度，特別是所能跟蹤GPS衛(wèi)星少時顯得更為重要（如下圖所示，綠色為BDS衛(wèi)星，藍色為GPS衛(wèi)星）；

●增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，使在山區(qū)、遮擋較嚴重的路段等高遮擋的區(qū)域進行長時間、穩(wěn)定、可靠的應用定位成為可能；

●采用BDS+GPS雙衛(wèi)星系統(tǒng)，安全性將得到進一步提升，使整套監(jiān)測系統(tǒng)有效、安全運行，不受制于人，不完全依賴于國外的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，不會因為某一單一衛(wèi)星系統(tǒng)由于戰(zhàn)爭等原因關閉或故意干擾導致 的系統(tǒng)癱瘓。