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卫星定位技术在物流中的应用分析

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  [摘要] 本文从物流管理中存在的问题出发,介绍了目前世界卫星导航定位系统,对北斗卫星导航系统与GPS等系统进行比较,通过对我国自主研制的北斗双星导航定位系统的定位原理、功能和技术特征等进行分析,提出了将北斗定位技术应用于物流管理中的思路,并给出了解决方案。鉴于北斗导航定位系统具有快速定位、简短数字报文通信和精密授时等特点,使得其在物流管理中具有相当的优势及良好的发展前景。
  [关键词] 卫星定位技术北斗导航定位系统物流全球定位系统
  
  一、引言
  
  物流支撑着其他经济活动特别是与物质资料运动紧密联系活动的运行,对国民经济的快速发展起着巨大的推动作用。随着全球市场竞争的加剧及客户需求趋于个性化的特点,物流运营企业必须采用先进的信息技术和科技手段来改变落后的管理模式和经营方式,提高自身的服务质量与服务水平,达到对物流企业优化资源配置,提高运输的安全可靠性和服务水平。
  卫星导航定位技术的出现,为民用领域带来了巨大的经济效益,也推动物流业发生了革命性的变化。卫星导航定位技术与GIS的合成,为卫星导航定位系统的普及应用提供了广阔的发展空间。但GPS由于受通信网络所限,不能满足大范围及偏僻地区物流要求。我国自主研制的北斗双星定位系统,具有快速定位、位置报告及双向授时等优于目前其他卫星导航系统的特点,性能价格比较高,可以很好地满足我国物流企业的需要。
  
  二、卫星导航定位系统简介
  
  美国全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。GPS是一个全球性、全天候导航定位和时间传递的军民两用系统。GPS由三部分组成,即空间的卫星网络、地面控制系统和用户接收处理装置部分。空间卫星网络由21颗卫星组成,工作卫星均匀分布在二万公里高的六个轨道平面上,以f1=1575.42兆赫和f2=1227.6兆赫两种频率发送导航信号,导航信号采用伪随机噪音编码调制。地面控制系统由一个主控站、五个监控站和三个注入站组成,用于对卫星进行监控及保证卫星导航数据的质量。用户的接收处理装置由天线、接收机、计算机和输入输出设备组成。
  俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)。俄罗斯计划用20年时间发射76颗GLONASS卫星。1995年完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网,由俄罗斯国防部控制。GLONASS空间部分也由24颗卫星组成,未达到GPS的导航精度,其应用普及情况远不及GPS。目前在轨道上只有6颗星可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。
  欧洲伽利略导航卫星系统计划(GALILEO)。欧洲1999年初正式推出伽利略导航卫星系统计划。该方案由21颗以上中高度圆轨道核心星座组成,另加3颗覆盖欧洲的地球静止轨道卫星,辅以GPS和本地差分增强系统,确保满足欧洲需求,位置精度可达几米。
  北斗双星导航定位系统。我国自主研制的北斗双星导航定位系统是全天候、全时提供卫星导航定位信息的区域卫星系统(RDSS)。2000年10月和12月北斗导航定位系统两颗卫星成功发射,标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航定位系统,解决了我国自主卫星导航定位系统的有无问题。
  
  三、北斗导航定位系统工作原理
  
  北斗导航定位系统由空间的导航通信卫星、测控系统和用户系统三部分组成。空间导航通信卫星是2颗地球同步卫星,执行测控系统与用户系统的双向无线电信号的中继任务;测控系统(包括主控站、测轨站、气压测高站和校准站)主要负责无线电信号的发送接收,及整个工作系统的监控管理;用户系统是直接由用户使用的设备,用于接收测控系统经卫星转发的数字信息。
  系统采用双星定位体制,其定位基本原理为三球交会测量原理:地面中心通过两颗卫星向用户广播询问信号,根据用户响应的应答信号测量并计算出用户到两颗卫星的距离;然后根据中心存储的数字地图或用户自带测高仪测出的高程,算出用户到地心的距离,根据这三个距离就可以确定用户的位置,并通过出站信号将定位结果告知用户。授时和报文通信功能在出、入站信号的传输过程中同时实现。
  
  四、北斗导航定位技术在物流管理中的应用
  
  1.系统整体结构
  采用北斗导航定位技术对物流管理实施监控调度,主要由用户设备、北斗指挥型用户机、监控中心和服务器等几部分组成。其中,用户设备负责对移动车辆进行定位并将定位信息传送给指挥型用户机以及接收来自监控中心的各项调度指令;监控中心主要负责对货物车辆的日常调度管理工作;服务器可以对车载设备发送来的动态货运信息进行分析汇总,并将货运信息通过多种形式向外发布,还可响应用户通过Internet、SMS等方式向服务器提交的各种物流运输查询请求。
  2.监控中心
  监控中心在整个物流管理系统中起重要的作用,主要由北斗指挥型用户机、服务器和监控客户端组成。指挥型用户机是北斗双星导航定位系统的应用指挥平台,是连接车载设备和监控中心的重要环节。不仅具有定位、导航、通信和授时等普通型用户机具有的所有功能,而且还具有监收功能。服务器是整个系统的核心,负责接收指挥型用户机发来的车辆位置信息,并对其进行处理后存入数据库。
  监控客户端可对货运车辆进行管理,查询车辆的位置、运行轨迹以及速度、方向、空载或满载等状态信息;还可以进行运输路线优选、处理车辆发出的紧急报警、盗警、超速等警情。
  3.用户设备
  北斗定位系统的用户设备是带有全向收发天线的接收、转发器,用于接收卫星发射的S波段信号,从中提取由主控站传送给用户的数字信息。用户设备仅是接收、转发设备,使得设备可以简单化,成本相应得以降低,对于降低用户设备价格、提高系统使用效率和竞争能力具有较大的意义。
  
  五、结语
  
  北斗导航定位系统应用于物流中,具有如下优势:北斗定位系统同时具有定位与通信功能,无需其他通信系统的支持;北斗定位系统覆盖中国及其周边地区,全天候服务,无通讯盲区,不受通信网络的限制,完全适应物流系统对覆盖范围大的要求;北斗定位系统是我国自主系统,性能价格比较高,高强度加密设计,具有安全、可靠、稳定的优点。自2004年系统正式运营以来,实际应用表明,将北斗导航定位系统应用于物流管理中是目前提高物流系统智能化、降低物流成本、提供物流客户满意度、成熟可行的解决方案,对现代物流的快速发展起着积极的推动作用。
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