衛(wèi)星導航應用邁入新時代

“衛(wèi)星導航的應用只受到人們想象力的限制”已由一句名言逐漸成為了現(xiàn)實。隨著信息技術的快速發(fā)展及市場的不斷成熟，集測繪和通信技術于一身的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用不斷衍生，并由起初的軍事應用滲透至國民經(jīng)濟和日常生活的諸多領域。目前，衛(wèi)星導航主要應用于軍事、測繪、交通、農(nóng)業(yè)、娛樂、氣象、環(huán)境應用、公共安全與災難救援等多個領域，而上述領域就廣度而言也只是衛(wèi)星導航應用的冰山一角。2011年以來，隨著GPS、CLONASS、Galileo及北斗四大衛(wèi)星系統(tǒng)的不斷建設和升級，世界衛(wèi)星導航應用已進入全面爆發(fā)時期。

據(jù)統(tǒng)計，2011年全球衛(wèi)星導航應用市場規(guī)模達到944.3億美元，同比增長29.8%。其中，軍事應用市場規(guī)模占總體規(guī)模的7.5%;測繪應用市場規(guī)模占總體規(guī)模的5.1%;交通應用市場規(guī)模占總體規(guī)模的55.4%;農(nóng)業(yè)應用市場規(guī)模占總體規(guī)模的1.3%，占比還比較小;LBS應用市場占總體規(guī)模的25.4%;除軍事、測繪、交通、農(nóng)業(yè)和娛樂領域外的其它細分領域占總市場規(guī)模的5.3%。

圖1全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)各細分應用領域市場規(guī)模占比

一、衛(wèi)星導航在軍事領域發(fā)揮著不可替代的作用

衛(wèi)星導航系統(tǒng)建立的初衷是為軍事服務。隨著技術的不斷完善和精度的不斷提高，衛(wèi)星導航系統(tǒng)越發(fā)體現(xiàn)其在軍事領域的優(yōu)越性和重要性。在軍事領域，衛(wèi)星導航主要用于運載體的定位和導航、戰(zhàn)場偵察、精密制導、和彈道測量等。其中，通過利用衛(wèi)星定位和導航，水、陸、空武器運載體可不受晝夜及可視距離的影響全天候工作;在戰(zhàn)場偵察中，通過利用衛(wèi)星導航接收機，無論在山區(qū)密林都可以實時的掌握自己的方向位置;精密制導是通過在導彈彈頭安裝衛(wèi)星定位導航儀，從而能夠隨時測定導彈位置，精確導彈發(fā)射路徑;在彈道測量中，通過利用導彈上的衛(wèi)星導航接收機實時測定導彈的位置與速度，并分析實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)控制誤差，改進設計。總之，衛(wèi)星導航在軍事領域正發(fā)揮著越來越大的作用。

二、衛(wèi)星導航在民用領域市場不斷拓展

衛(wèi)星導航推動測繪技術信息化。測繪是技術性很強的學科，它的形成和發(fā)展在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創(chuàng)造和改革。衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設與應用為傳統(tǒng)測繪行業(yè)帶來了革命性的影響，顯著地提升了測繪精度、可靠性及工作效率。在測繪領域，衛(wèi)星導航系統(tǒng)主要用于施工測量、形變觀測、水深探測和海底地物探測等。施工測量主要通過RTK技術實現(xiàn)：實時動態(tài)測量(RTK， Real Time Kinmatic)是衛(wèi)星導航在測量領域的核心技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度，RTK技術具有作業(yè)速度快，勞動強度低，且定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，處理能力強等特點;在形變觀測中，衛(wèi)星導航可與無線通信、形變監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、變型分析軟件構成自動監(jiān)控系統(tǒng)，用于滑坡、大壩、大橋、高層建筑變型監(jiān)測，該技術使得監(jiān)測地面形變的精度達毫米級別;在水深探測中，衛(wèi)星導航技術與水聲技術、計算機技術、數(shù)字化傳感器等技術結合，通過發(fā)送和接收脈沖信號來實現(xiàn)探測工作，并生成海底地形圖;在地物探測中，衛(wèi)星導航技術與側掃聲吶技術結合運用海底地物對入射聲波反向散射的原理來探測海底地物和地形。衛(wèi)星導航在測繪領域的應用標志著測繪事業(yè)已進入自動化和信息化時代。

衛(wèi)星導航的推動智能交通發(fā)展。交通領域是目前衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用最成熟、最廣泛的行業(yè)之一，大致可分為陸地應用、航海應用、航空應用三類。陸地應用包括汽車自主導航、車輛跟蹤與監(jiān)控、汽車智能信息系統(tǒng)及鐵路運營監(jiān)控等;航海應用包括遠航運輸導航、漁業(yè)管理、內河航運以及船舶停泊與入塢等;航空應用包括飛行航線導航與精密進近等。衛(wèi)星導航在民用航空、遠洋和內陸航運等領域的應用最早，且越來越廣泛，但陸地應用仍是規(guī)模最大、參與企業(yè)最多、用戶數(shù)最大的細分領域。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，衛(wèi)星導航產(chǎn)品在陸地交通中占有越來越大的市場地位。目前，結合無線通信技術、衛(wèi)星導航系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信和車載電腦技術的Telematics已成為車載衛(wèi)星導航未來的發(fā)展趨勢。通過Telematics的服務，車主可享受安防、在線辦公、實時交通、道路救援等許多創(chuàng)新性服務。而來自谷歌公司的又一驚喜為智能汽車導航發(fā)展方向開辟了一條新的蹊徑：無人駕駛汽車。谷歌研發(fā)的無人駕駛汽車于7月上路測試，行程超過20萬英里，其中超過1600英里是在完全無人干擾的情況下進行，期間沒有發(fā)生大的交通事故。Telematics、無人駕駛技術的發(fā)展標志著車載導航產(chǎn)業(yè)跨入了新時代。

衛(wèi)星導航成為精準種植的基礎。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，衛(wèi)星導航的應用可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)資源全面系統(tǒng)的監(jiān)管和調配，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精細化生產(chǎn)。衛(wèi)星導航與農(nóng)田信息采集技術相結合，可以實現(xiàn)定點采集和分析農(nóng)田信息，生成農(nóng)田狀態(tài)分布圖。也可以通過連續(xù)觀測，實現(xiàn)對農(nóng)田的生長狀態(tài)和規(guī)模的實時監(jiān)控。還可以通過科學分析觀測資料，實現(xiàn)對農(nóng)作物科學施肥、病蟲害防治和估產(chǎn)。目前，歐美一些國家已投入使用了一種新型的聯(lián)合收割機，這種聯(lián)合收割機安裝了衛(wèi)星導航接收機和地理信息系統(tǒng)。在作物收獲的時候，運用差分定位技術和產(chǎn)量傳感器，聯(lián)合收割機可獲得農(nóng)田小區(qū)內不同地塊的作物產(chǎn)量分布，將這些數(shù)據(jù)輸入計算機，生成產(chǎn)量分布圖。然后將影響作物生長的各項因素數(shù)據(jù)輸入計算機，通過與產(chǎn)量數(shù)據(jù)對比，確定產(chǎn)量分布不均勻的原因，并制定相應的措施，生成田間投入處方圖。在次年收獲時，再按上述過程，分析農(nóng)田小區(qū)總產(chǎn)量是否提高，然后制訂新的田間投入處方圖。如此經(jīng)過幾個循環(huán)，即可達到精細種植的目的。

衛(wèi)星導航催生位置服務。衛(wèi)星導航能夠為世界上的任何物體貼上時間或者空間位置的標簽，使得世界上所有物質實現(xiàn)有序流動，達到人盡其才、物盡其用。所以說衛(wèi)星導航催生了位置服務(Location Based Service， LBS)，而且其應用領域不斷擴大。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和智能手機的普及，位置服務迎來了產(chǎn)業(yè)的春天。而該服務除具有位置導航功能外，還面面俱到的包括智能交通、周邊信息搜索和基于位置的其他增值服務，如商家點評、游戲、交友等。衛(wèi)星導航、移動互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的發(fā)展為位置服務的爆發(fā)奠定了堅實的基礎。