北斗导航在物联网中的应用分析

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1、北斗导航在物联网中的应用分析程飞翔陈金鹰成都理工大学信息科学与技术学院，成都610059摘要：在讨论了北斗导航和物联网的技术发展现状的基础之上，分析了北斗导航在物联网中的应用，主要的热点应用领域包括导弹制导、环境监测、智能交通、无人工厂、现代物流、灾害预警关键词：北斗导航；物联网；通信技术1引言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

2、定位、导航和授时功能可以更好地促进物联网技术的发展。2技术发展现状图1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[1]。北斗导航的整体示意图如图1所示。应用层物联网管理层电信网络层物体互

3、联层传感层图2物联网的结构构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（GALIL

4、EO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成[1]，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

5、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[4]。物联网的基本结构如图2所示。3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

6、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

7、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。4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：4.1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

8、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