全球定位系统中国定位（一）
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全球定位系统中国定位（一） |
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中国全球定位系统技术应用协会 王丽 我国自 20 世纪 80 年代末引进 GPS 接收机以来，在理论研究、应用技术开发、接收机制造等方面不断取得进展。“九五”期间，以 GPS 技术应用为代表的民用卫星导航、定位技术日趋成熟，在各行业得到了广泛的应用，极大地提高了传统生产作业的效率与精度，解放了高强度的体力劳动。我国自主的导航定位系统整体方案目前已付诸实施，与国际先进系统相近的自主系统在理论、整体方案设计、关键技术上有了长足的发展。 俄罗斯 GLONASS 系统的运行和欧洲伽俐略计划的开展与实施，已引起我国有关主管部门与应用部门的关注，并开始筹划建设广域增强系统，跟踪研究双模式星座应用中的参考框架、不同类型的数据处理分析及兼容机的研制等问题。 放眼全球 GPS 以美国 GPS 技术和俄罗斯 GLONASS 为代表的卫星导航定位系统在世界范围内得到了广泛的认可与应用。尤其是美国为保持在这一领域的垄断地位，一方面取消了限制政策，一方面改进 GPS 的系统性能（即 GPS 技术沿着卫星系统性能改进、接收机性能改进和导航定位方法完善三方面发展），鼓励私营公司投资 GPS 事业，鼓励 GPS 导航定位系统成为国际标准。这一政策大大地鼓舞了美国及世界各大公司发展 GPS 产业的信心，并推进了 GPS 的应用和产业的发展。据美国 GPS 产业协会推测，美国 GPS 产业 2000 年的销售额由 1995 年的 12.6 亿美元猛增至 85 亿美元。除俄罗斯外，欧盟等国也在相继发展各自的 GPS ，自主开发 GPS 产品，以便占有导航定位市场，掌握控制权。因此，卫星导航定位的产业化和竞争都将进入新的发展阶段。 GPS 今后的发展趋势将体现在以下几方面： 卫星系统的更新与多个卫星定位系统共存，将明显改善卫星导航定位的精度和可靠性。 双频高精度测地型接收机将继续高度垄断在几个技术领先的 GPS 厂家手中，美国将继续保持其绝对优势。 单频测地型接收机和导航接收机 OEM 板产业将扩散到世界各地，虽是低档次的 GPS 产品，但用途广、用户多、市场大。美国把 GPS 单频 OEM 板的生产技术转让出口，因而推动了世界各地企业投资 GPS OEM 的生产。 陆地导航定位产品将成为发展最快的 GPS 产业。 聚焦中国 GPS 我国在卫星导航定位应用方面主要是以美国的 GPS 技术为主。随着 GPS 技术的深入发展，近 10 年来，我国在理论研究与技术应用方面都取得了很大的进展，所引进的 GPS 接收机主要应用于测绘、资源勘探等静态定位领域，逐级布设控制，成倍地提高了作业效率，为国家节约了大量经费，并在过去人迹罕至的高原、沙漠、海洋获得了大量的定位成果，为国家制图、城乡建设开发、资源勘察等做出了贡献。 近几年来，我国在应用 GPS 技术上取得了一定的成绩。国家测绘局已完成了国家高精度 GPS 空间定位 A 、 B 级网，形成了具有厘米级精度的我国三维地心框架基础及我国大板块间的速度场模型；建立了 8 个卫星定位精度达米级的 GPS 永久性跟踪站及数据处理中心，从 1997 年起，开始发布我国 GPS 精密星历，从根本上解决了我国使用参考框架的问题。 国家测绘局、国家地震局和总参测绘局共同完成了高精度地壳运动监测网的建设，为监测全球板块运动和区域地壳形变，预测地面沉降与海平面变化提供了大地测量坐标框架体系。 交通部门为引导船舶精密进港，在我国沿海建立了 10 个差分台站，解决了局部精密导航的需求。 一些科研院所、大专院校等成功地开展了 GPS 动态监测系统在大坝、桥梁、高层建筑变形监测的应用；在全国完成了分布式广域差分科学实验，并建立了多种服务模式的 GPS 差分示范站，其中解决了包括通信链路接口、数据处理软件、服务信息库管理等多种技术难点，为差分 GPS 技术的推广应用做了有益和有效的前期工作。 目前已有众多的国内外厂商进入国内市场，推出了车载 GPS 自主导航系统、 GPS 车辆监控与调度管理系统、便携式地理数据采集设备、国产 GPS RTK 测量系统、星基差分定位系统、广域差分终端等，扩大了 GPS 技术的应用领域。 城市规划、设计部门将 GPS 技术广泛应用于城市建设测量、工程测量、交通设计、施工测量等。石油、地质部门利用 GPS 技术进行石油地质勘探以及地质灾害监测，取得了良好的社会效益和经济效益。 为了缓解日渐拥挤的城市交通，利用 GPS 与通信相结合用于车辆指挥调度，大大改善了交通拥堵状况以及交通事故的处理速度。如北京、上海的交通管理部门均建立了 GPS 车辆指挥调度中心。此外，警用车、急救车、运钞车、长途货运车等特种车辆都在尝试利用 GPS 进行监控指挥调度，这是对 GPS 技术深层次开发应用的前奏。 由于 GPS 的全球性、全天候、高精度、实时性等特点，其在军事及民用各个领域的应用不断扩大和深入，已经逐步从引进、消化吸收阶段进入了现在的发展起步阶段。但在实际应用中，还存在着很多问题，它们制约着我国 GPS 产业化的发展。 前进路不平 目前，我国在发展 GPS 的过程中还存在一些问题，主要集中在以下方面： (1) 我国缺少系统的整体的空间对地观测发展计划，特别是在空间技术实力薄弱的条件下，应用方面统筹协调不足，基础研究薄弱，同时也缺少一个权威性的国家协调机构。 (2) 在集成电路工艺方面，高频芯片技术还未过关，而利用进口 OEM 板生产导航机或单频接收机，其工业质量控制体系未形成，没有工业标准。 (3) GPS 核心软件商品化程度不高，往往把复杂的系统工程简单化，将实验室样品操之过急地当工业化产品推向市场，反而拖累了尚未形成的市场。 (4) 在 GPS 行业中，存在着低水平重复引进、低水平生产等无序竞争现象，亟待国家政策引导，以及相关部门认真管理，进行规范化与标准化。 (5) 通信链路的速率也制约着 GPS 技术的应用，成为重要的瓶颈，急需有关部门进行专项研究，扩频现有公众网或专门搭建一个 GPS 公用平台。 (6) GPS 技术应用是全球性的，而目前我国的资料保密制度与这种开放性的现实相悖，在很大程度上不利于我国 GPS 技术的应用和发展。 基于我国目前的政治、环境、经济条件和市场需求，我们应大力发展 GPS 产业，系统地建立国家级 GPS 多功能综合服务体系，力求使我国广大用户能够长期、安全、经济、有效地利用 GPS 资源。鉴于此， 2002 年 2 月，国家计委发出了关于组织实施《卫星导航应用产业化专项的公告》，专项的目标是：基本构建产品研发制造、系统标准规范和信息综合服务三大体系，为卫星导航应用产业的发展创造良好的环境；突破若干核心技术，加快应用产品的产业化，为卫星导航应用产业的发展提供技术支撑及物质基础 ; 建设一批卫星导航应用示范工程，在技术和应用方面接近国际先进水平，初步形成卫星导航应用的产业规模产业化和应用服务体系待发展 。 |