浅谈北斗卫星系统在智慧城市信息化建设中的应用

浅谈北斗卫星系统在智慧城市信息化建设中的应用北斗航天卫星应用科技集团副总经理张微博士目录北斗卫星简介北斗在智慧城市建设中的应用存在的问题应用前景展望北斗卫星简介中国北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统。

是继美国全球卫星定位系统（GPS）和俄罗斯全球卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠服务，其定位精度优于20m，授时精度优于100ns，测速精度为0.2m/s。

2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统功能导航定位短报文授时快速确定用户所在的地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。

为用户与用户、用户与地面指挥中心之间提供双向简短报文通信服务。

向用户定时发播授时信息，为用户提供时差修正值。

2012年，系统已经具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；•2012年2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

•2020年北斗卫星的系统建设规划智慧城市建设2008年，IBM正式提出“智慧地球”的概念，认为世界的基础结构正在向智慧的方向发展，可感应、可度量的信息源无处不在。

在这个背景下，“智慧城市”应运而生。

智慧城市是城市管理和运行体制的一次重大变革，向人们提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段，为城市的可持续发展和智能管理提供了强有力的工具，它的出现意味着城市功能将全面实现信息化和智能化，并且更好地促进城市人居环境的改善和自然环境、人文环境的可持续发展。

智慧城市包括智慧技术、智慧产业、智慧应用、智慧服务、智慧治理、智慧人文、智慧生活等内容。

对智慧城市建设而言，智慧技术的创新和应用是手段和驱动力，智慧产业和智慧应用是载体，智慧服务、智慧治理、智慧人文和智慧生活是目标。

为什么要用北斗参与智慧城市建设？1、在智慧城市的建设过程中，导航定位技术和通讯技术是实现城市智能化不可或缺的技术；2、北斗能够替代GPS，而且具有自己的特色；3、北斗可打造中国智慧城市的基础设施，激活市场引领产业，成为中国经济新的增长点；4、信息安全。

“进出自家大门的钥匙”随着我国北斗系统区域组网工作顺利完成，可以预见的是，在不远的未来，北斗将在我国乃至世界的导航与定位应用领域中发挥着重要的作用，并为我国智慧城市的建设和发展提供重要的技术支撑。

北斗在智慧城市建设中的应用“北斗智慧城市”是在城市发展过程中，充分借助数据融合、物联网等高科技手段，以信息安全为核心，结合北斗独有的数据传输方式和特有的数据标签格式，以遥感卫星数据为主要数据源，结合地理信息系统综合管理平台，通过北斗终端产品的部署，收集城市政务、经济、民生、安全、地理、文化等各种综合信息。

通过分析、统计、集成、互联这些数据，将其系统化、结构化和智能化，对政府在行使安全保障、市场监管、社会管理和公共服务等政府职能的过程中产生的相关活动与需求，进行智慧地感知、分析、集成和应对，为城市的运营和发展提供更好的指导能力和管控能力，让城市管理变得更加智能，形成基于海量信息和智能处理的城市生活、产业发展、社会管理等新模式，为居民提供一个更加方便、健康、愉快、安全的生活环境。

智慧交通北斗行驶记录仪智慧交通智慧交通系统将主要由北斗卫星、移动通信、宽带网、RFID、传感器、云计算等新一代信息技术作支撑，更符合人的应用需求。

同时车联网是智慧交通的发展新动向，产业迎来政策机遇期。

智慧城市神经元节点北斗智慧灯杆功能描述：（荣获2014年度国家卫星导航科学技术奖）1、基于北斗授时功能，做到区域范围内时间统一。

2、可以将太阳能、风能以及其他能源进行转换为电能。

达到明显节能的效果。

3、可以感知移动目标的靠近，自动调整光照强度，从而进一步达到节能效果。

4、对采集区域范围内的视频信息和音频信息综合分析，方便市政、交通、城管等部门进行综合管理与大数据分析。

5、配装各类传感器，通过新型工业计算机网络进行分布式控制，实现对城市基础数据的采集汇总和数据分析。

6、灯杆具备无线网络基站的功能，可以对区域范围内提供wifi 宽带服务。

智慧国土、智慧环保、智慧农业北斗信息采集传输器功能描述：1、配备各类加装北斗核心芯片的微功耗传感器，实现对所需基础信息的采集。

2、可以将太阳能、风能以及其他能源进行转换，达到对设备供电的目的。

3、具备自组网的能力，当其部署到北斗新型工业控制网络中，即刻与相邻节点的信息采集器联合，统一向平台传输数据。

4、具备多频段有选择传输的能力。

根据环境的干扰情况自动跳频到合理频段进行数据传输，使用433MHz-2.4GHz公用频段，采用专利的调频策略技术，有效的解决了室外无线干扰，并且传输带宽可以达到200K。

5、采用我公司专利无线W-BUS技术，每个产品即为一个无线跳接点，由于采用时分技术，一个频段即可实现全系统1024个跳接节点的无线连接，覆盖范围可以达到300KM²。

6、应用领域：北斗气象无人值守站；北斗林业信息化及应急指挥；北斗城市预警应急；北斗智慧农业；PM2.5实时监测、环境数据信息实时监测。

北斗授时应用北斗信息化授时表功能描述：（荣获2014年度北斗卫星导航科学技术奖）1、基于北斗二代卫星系统，实现一分钟内校准，保障信息化授时表时间精准无误。

2、配装各类传感器，通过新型工业计算机网络进行分布式控制，实现对城市基础数据的采集汇总。

3、利用自身的卫星基站功能，结合城市现有基础网络，同时搭载数字化监控、监测模块和北斗卫星定位、授时与通讯模块。

实现将反恐应急、环境监测以及与城市管理密切相关的信息，不间断的传回监控中心，实现主动发现、及时应对、有效处理。

4、可以将太阳能、风能以及其他能源进行转换，达到对授时表进行供电的目的。

5、表身采用全铝合金结构，表针使用航空碳纤维制成，表盘采用低风阻导风结构并配有伺服电机进行驱动。

6、可制做成大直径的室外时钟，成为该城区的标志性建筑之一。

北斗PAD北斗PAD 采用IP65高等级的防护设计，能够适应不同的工作环境。

产品还集成了多种无线模块，可以方便的与其他设备进行数据交换和沟通。

配有电子罗盘，在野外信号不佳的情况下也不易迷失方向，采用3轴加速度传感器，以支持电子水平仪。

产品的应用领域：1. 智慧交通、智慧旅游、智慧城管等2. 农业、水利、电力行业等3. 快递物流行业：货物管理4. 医疗行业：药品管理5. 其他行业，如餐饮休闲、服装行业等北斗PAD 北斗移动终端产品北斗手持通讯设备除具备普通手机功能外还具备SOS 求救功能，年幼调皮的孩子、年迈患病的父母，都成为了北斗关爱的对象，为这些特殊人群研制的腕表式装置等用户终端，可以提供远程实时监护、紧急救援等多项服务，同时还具有移动通话和卫星定位、自动短信通知监护人等实用功能，让北斗系统真实走进百姓生活。

如有些老人行动不便或遗忘回家的路，手机会利用北斗系统向老人的家人或社区居委会发送求救信号，只需按下按钮就能联系上家里人和医院，并知道具体坐标位置，精确度达到1-1.5米。

北斗手持通讯设备智慧特殊关爱人群北斗智慧家居系列产品是我集团公司联合相关科研单位共同推出的，基于北斗芯片与卫星传输技术和北斗航天独有的W-BUS总线传输方式下打造的“居家智能人性化、感知传输自动化、节能环保一体化”的智慧家居新理念，利用新一代北斗信息采集与传输技术，用物联网、云计算、移动互联网和大数据处理为基础，实现健康、低碳、互动、感知和充满关爱的家庭生活方式。

北斗智慧家居解决方案采用“端+云+端”的总体架构实现对家庭环境和家人健康的自动感知、对家庭设备和家用电器的控制，并支持家人之间、朋友之间关于生活方式的互动和分享。

北斗智能水、电、气、热表北斗家庭智能网关云端计算存储感知智能互联北斗智慧家居系列产品应用层用户层环境能源城市建设医疗卫生城市市政城市管理城市交通城市安全国土房管……社会保障市民沟通招商服务人才管理智慧交通智慧电网科技项目社区商务……政府部门企业公众网络层通信网北斗网互联网……感知层天：国产卫星空：飞机/艇地：感知设备……政策标准保障体系制度安全保障体系城市公共信息应用服务平台（PaaS ）城市公共信息资源数据中心（DaaS ）城市公共信息平台基础设施（IaaS ）城市公共信息平台平台层智慧政务北斗综合管理平台总体结构图信息采集数据通讯应急指挥监测监控数据分析信息发布综合管理……北斗综合管理平台部分应用北斗国土监控系统北斗智慧城市公共信息服务系统北斗智能水文监测系统北斗特殊人群关爱系统北斗及遥感卫星应用综合管理平台北斗智能交通系统北斗智能城管监控系统北斗预警发布应急系统智慧预警应急管理系统架构智慧预警应急管理系统构成预案响应辅助决策现场调度以北斗应急指挥车为支撑以北斗信息采集传输器及遥感影像为基础以应急指挥中心为中心以遥感地理信息系统为布局以北斗及遥感卫星为依托异地指挥无缝对接优势互补北斗导航系统产业发展中的困难及问题北斗导航系统产业发展中的困难及问题1、认识上的误区2、标准上的混乱3、技术上的缺陷4、发展上的障碍5、国际规则制约北斗导航系统产业应用前景随着北斗卫星导航系统开始向亚太大部分地区提供服务，作为战略新兴产业和朝阳产业，北斗卫星系统正处于重大发展的机遇期。

而国家发改委、工信部、住建部、中国智慧产业联盟等单位和部门为制定我国卫星导航产业政策奠定了基础和指引了方向。

目前从国家政策、资金支持，到基金、投资商，各个领域的资本纷纷涌入北斗产业。

产业基础从高端制造业，到数据信息提供加工再到运营服务业。

形成三大产业链，即芯片、板卡、模组、终端等第一产业链、软件数据的提供者图商等第二产业链和北斗的应用与运营服务第三产业链。

三大产业链拧成一体有效链接。

基于北斗卫星导航系统的定位通讯技术以及各种传感、通讯、云计算等技术，让人们对智慧城市充满了遐想。

人们对智慧城市的需求，以及城市智慧化的发展，为北斗的应用提供了广阔的市场，带来了前所未有的良机。

通过北斗项目积极探索智慧城市的建设，将推动我国北斗卫星导航定位产业技术的创新和规模化发展，为北斗创造条件，让北斗创造智慧。

并以此作为城市管理瓶颈的突破口，推进城市和谐发展。

当然，北斗也经受着GPS深厚的应用基础以及价格、技术、工艺等多方面的挑战。

但是随着2020年北斗系统覆盖全球，我们有理由对北斗充满期待，相信北斗一定会在我国乃至世界的智慧城市建设中发挥越来越重要的作用。

尾声面向未来，我们将大力推进中国导航产业发展，以创新产品、创新技术、创新服务为核心，以多产业融合及价值链延伸为先导，努力使产业化成果惠及国民经济各行各业，我们将在北斗及遥感产业化发展、产业化应用，加速民用化进程，为国家现代化建设和人类和平利用空间通讯设施的伟大事业作出新的贡献。