北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)在物流中的應(yīng)用研究

中國工程院院士戚發(fā)切在幾年前談起北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時，曾經(jīng)痛惜地說道:“我們這樣的資源并不多，而在民用領(lǐng)域的利用太少了！國家投入了幾十億，每年還有很多折舊費,而利用不充分，就造成了資源浪費”。導(dǎo)航定位系統(tǒng)在我國物流中的應(yīng)用情況也是同樣的狀況,美國的GPS系統(tǒng)幾乎占據(jù)了市場份額的90%以上，而北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)在物流中的應(yīng)用則微乎其微。

究其原因，一是北斗信號解碼文件ICD(Inter-faceControlDocument),BP接口控制文件退遲未能公布，致使導(dǎo)航終端開發(fā)商不能依據(jù)這個文件設(shè)計出相應(yīng)的芯片，這樣，終端接收到的衛(wèi)星信號就是一堆亂碼而無法應(yīng)用;二是定位精度低。北斗用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶位置坐標(biāo)再發(fā)回用戶，期間要經(jīng)過衛(wèi)星走一個來回，而衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)、中心控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)都需要時間，因此，定位存在較長的時間延遲，這樣，對于高速運動的物體，其定位的精度就會較低，但是這個精度基本可以滿足民用需求；三是成本高，體積、重量和功耗較大，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)采用的是主動式雙向測距導(dǎo)航，用戶要主動發(fā)射定位申請,接收設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī)，因此在體積、重量、功耗、成本等方面相對于GPS處于不利地位，而這對民用產(chǎn)品來說又是致命的因為在同等條件下,GPS的成本只有數(shù)百元，而北斗的成本卻需要上萬元，而且精度還較低，綜上所述，北斗導(dǎo)航定位在民用領(lǐng)域的應(yīng)用境況就可想而知了。然而，隨著時間的推移,這一狀況正在逐漸得到改善。

2009年10月，中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會咨詢中心主任曹沖在一次演講中表示，中英文版本的ICD已經(jīng)完成，并將在完善后于一年內(nèi)發(fā)布，之所以現(xiàn)在還沒有公布，只是出于保護(hù)國內(nèi)企業(yè)的考慮，中國希望國內(nèi)企業(yè)在使用北斗這一獨門利器上壯大起來后，再與國外企業(yè)競爭，“公布了ICD,國外企業(yè)就可以占據(jù)市場，現(xiàn)在還是讓國內(nèi)企業(yè)多練練可以預(yù)見，北斗ICD的發(fā)布只是早晚的事，而這一時間的到來已經(jīng)越來越近了。

2011年4月10日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭,成功將第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道，這次發(fā)射標(biāo)志著北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本系統(tǒng)已經(jīng)建成，也標(biāo)志著北斗系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用步入了一個新的發(fā)展階段。據(jù)可靠消息，明年起,我國的私家車主就可以使用北斗衛(wèi)星提供的定位服務(wù)，且導(dǎo)航芯片的價格要低于現(xiàn)在市場上使用的GPS系統(tǒng)直。導(dǎo)航定位系統(tǒng)在物流中的應(yīng)用春天已經(jīng)到來。

1  北斗二代的發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)劃

北斗第八顆星是一顆地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，它與此前發(fā)射的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的多顆衛(wèi)星組成“3+3”基本系統(tǒng)，即3顆地球同步靜止軌道衛(wèi)星加3顆地球同步傾斜軌道衛(wèi)星。在經(jīng)過一段時間的在軌驗證和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將具備向我國大部分地區(qū)提供初始服務(wù)的條件。

據(jù)從事北斗導(dǎo)航系統(tǒng)工程的孫家棟院士介紹，2012年,我國將建成由10余顆衛(wèi)星組成的北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具備覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)能力。2020年左右將建成由30余顆衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

2  北斗二代的應(yīng)用特點

2.1  北斗二代在物流中的應(yīng)用

GPS在物流中應(yīng)用的所有功能，利用北斗二代均可實現(xiàn)。比如，在汽車自動定位，跟蹤調(diào)度方面的應(yīng)用。通過北斗和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可實時收集全路汽車所運貨物的動態(tài)信息，實現(xiàn)汽車、貨物的追蹤管理，并可直接利用北斗系統(tǒng)短消息通訊功能隨時進(jìn)行汽車調(diào)度管理。在鐵路運輸管理方面，通過北斗和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以實時收集全路列車、機(jī)車、車輛、集裝箱及所運貨物的動態(tài)信息，實現(xiàn)列車及貨物的追蹤監(jiān)控管理。另外，配合地理信息系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)路徑選優(yōu)、距離量算、輔助決策等功能。

2.2  北斗二代的特點

北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)具有四大特點。

一是混合軌道。北斗導(dǎo)航軌道采用特殊的混合軌道,可提供更多的可見衛(wèi)星數(shù)目，在一定數(shù)量范圍內(nèi)，可見衛(wèi)星的數(shù)量越多，解算與檢驗的已知條件就越多，導(dǎo)航定位的精度也就越高，故能支持更長的連續(xù)觀測時間和更高精度的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

二是通訊功能。北斗衛(wèi)星除具備定位功能外，還可提供短報文通訊功能，一次可傳送多達(dá)120個漢字的信息。這是北斗系統(tǒng)的一大亮點，也是美國GPS、俄羅斯GLONASS所不具備的功能；

三是位置報告。用戶與用戶之間可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

四是模式兼容。北斗系統(tǒng)功能具備與美國GPS、歐洲GALILEO廣泛的互操作性。北斗多模用戶機(jī)可以接收北斗、GPS、GALILEO信號，從而達(dá)到三保險,實現(xiàn)多種原理的綜合定位，而且穩(wěn)定性較高。

2.3  北斗二代的優(yōu)勢

通過以上對北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)的分析可以看出，北斗系統(tǒng)在我國物流中的應(yīng)用具有三大優(yōu)勢。

一是國產(chǎn)品牌。我們經(jīng)常稱贊韓國人購買國產(chǎn)品牌的愛國熱情，其實，中國人民的愛國熱情一點也不遜色。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球?qū)Ш较到y(tǒng),一直以來，在民用領(lǐng)域里所占的市場份額不高,這是具有很多客觀原因的。但是，隨著北斗二代的精度越來越高，終端成本越來越低，定位模塊越來越小巧，購買使用北斗導(dǎo)航產(chǎn)品的愛國者必將越來越多。

二是具有短消息通訊功能。這是其他全球定位系統(tǒng)所不具備的功能，在物流監(jiān)控中，可以通過北斗二代把車上所有貨物的信息用傳感器發(fā)到信息中心，然后利用北斗鏈路完成信息收集以后進(jìn)行發(fā)射。只要到了信息中心，就可以自動算出發(fā)射時間和位置，信息量比GPS要強(qiáng)得多。

三是軍事物流的應(yīng)用。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)一誕生就打上了軍事的烙印，在戰(zhàn)時與軍事相關(guān)事宜中，只有自主的定位系統(tǒng)才是最可信、最可靠的。眾所周知，美國的GPS就是有選擇可用性技術(shù)SA(SelectiveAvailability)和反電子欺騙技術(shù)AS(Anti一Spoo-fing)。因此,在軍事物流中，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用必將是唯一選擇。比如，在后勤裝備的保障等方面，通過北斗技術(shù)及系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地掌握和了解各地駐軍的數(shù)量和要求,無論在戰(zhàn)時還是平時，均能及時準(zhǔn)確地進(jìn)行后勤補(bǔ)給。

3  結(jié)語

可以說,GPS在中國的民用市場有多大,北斗二代的應(yīng)用前景就有多大，同理,GPS在中國物流中的應(yīng)用有多廣，北斗二代在物流中應(yīng)用的蛋糕就有多大。隨著北斗ICD的公布和接收機(jī)功耗和體積的逐步縮小，以及終端成本的不斷降低，北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)必將在物流信息化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。