北斗卫星导航应用关键技术课件

北斗卫星导航林业应用关键技术国家林业局中国林业科学研究院二〇一三年五月林业生态建设与保护北斗示范应用北斗卫星导航林业应用关键技术国家林业局二〇一三年五月林业生态1目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用模式五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗2北斗卫星导航系统简介一北斗卫星导航系统发展历程第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，2000年形成区域有源服务能力；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。北斗卫星导航系统简介一北斗卫星导航系统发展历程3二北斗的组成（1）空间端

空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星（2）地面端

主控站、注入站和监测站等30个地面站（3）用户终端由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成北斗卫星导航系统简介二北斗的组成北斗卫星导航系统简介4北斗卫星导航系统简介三时间系统与坐标系统时间系统北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT与GPS时和Galileo时可互操作，BDT与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。坐标系统北斗系统采用中国2000大地坐标系统（CGS2000）。CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。北斗卫星导航系统简介三时间系统与坐标系统5北斗卫星导航系统简介四服务和性能两种全球服务开放服务：免费、开放定位精度:10m授时精度:20ns测速精度:0.2m/s授权服务两种区域服务广域差分服务定位精度1m短报文通信服务北斗卫星导航系统简介四服务和性能6五当前进展2012年12月27日，北斗卫星导航正式提供区域服务，公布了北斗空间信号接口控制文件正式版。目前终端卫星为14颗，包括5颗GEO((地球静止轨道))卫星，5颗IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星，4颗MEO(中圆轨道)卫星，构成了5+5+4的混合星座结构.基本服务性能:服务区南纬55度到北纬55度，东经55度到东经180度，位置精度平面10米，高程10米，测速精度每秒0.2米，可授时精度单向50ns，提供短报文通信服务，通过广域差分与增加地基等手段，性能还可进一步提高.北斗卫星导航系统简介五当前进展北斗卫星导航系统简介7北斗卫星导航系统简介五当前进展筹建了北斗技术导航标准委员会，对我国卫星导航标准化工作，进行统一协调，规划、制订和贯彻。北斗地基增强网已完成总体技术方案论证和关键技术演示验证，并提出建设覆盖全国的北斗地基增强网骨干网建设目标；中国位置网总体技术方案已进入演示验证阶段，基于下一代互联网技术，打造面向北斗的位置服务基础共性平台，将为位置服务提供信息更安全、数据更共享、应用更开放、服务更高效的国家位置资源基础设施。进一步加强卫星导航产品质量监管，完成全国北斗卫星导航标准化技术委员会筹建，深化论证北斗知识产权战略，加速建设北斗地基增强网、中国位置网，促进与互联网、物联网以及云计算、大数据融合，打造北斗产业生态系统的基础。大规模开展北斗示范应用，挖掘大众需求，创新应用服务模式，直面经济社会热点难点问题，推进北斗产业规模经济型成长。

北斗卫星导航系统简介五当前进展8目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫9二林业应用面临的主要问题缺乏卫星导航林业应用的标准规范数据精度：30米---10米---1米---厘米坐标系统：WGS84/北京54/西安80/中国2000通信格式：NMEA0183/RTCM1.0--3.0/Sirf3…软件接口：shape文件/生产企业专用格式数据格式多样、精度无标准、软件接口不一、坐标转换困难……缺乏适合林业应用的卫星导航终端通信与信号问题:林区、山区、移动通讯、超短波:其它：能耗、灵敏度无自主知识产权，终端类型多，环境适应性低、与通信结合困难……二林业应用面临的主要问题缺乏卫星导航林业应用的标准规范10二林业应用面临的主要问题缺乏公共服务平台支撑位置服务：坐标转换地基增强：:WAAS仅限北美洲;EGNOS仅限欧洲；MSAS限于日本及沿海；部分城市差分增强：CORS和网络RTK

缺乏基础设施、数据精度低，无标准数据处理与转换服务、……缺乏与林业业务深度融合终端软件：通用导航，数据上传下载，资源调查，测量，检查验收；多种应用，多种平台，互不兼容应用系统：多套系统，各自开发，数据传输、处理、汇集混乱；终端与应用软件种类多，数据处理各异，兼容性低；难于共享交换，软硬件重复购买二林业应用面临的主要问题缺乏公共服务平台支撑11目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五项目主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫12三平台服务技术---整体架构三平台服务技术---整体架构13三平台服务技术---应用平台林业信息化基础设施与服务信息发布系统网站运维管理二次开发接口库卫星导航系统终端信息管理服务位置信息服务GIS展示服务支撑服务面向位置信息服务终端信息管理服务位置信息服务GIS展示服务支撑服务面向位置信息服务卫星导航林业应用包括以下6个部分1林业终端信息管理服务2林业位置服务3林业GIS展示服务4北斗林业增值服务5北斗林业终端业务应用软件工具三平台服务技术---应用平台林业信息化基础设施与服务信息发14三平台服务技术1林业终端信息管理服务(1)基于北斗的信息采集服务(2)网络与数字通讯服务(3)北斗坐标转换与地基增强服务(4)数据传输与汇集服务(5)多专题北斗林业终端采集配置服务

三平台服务技术1林业终端信息管理服务15三平台服务技术1林业终端信息管理服务(1)基于北斗的信息采集服务(2)网络与数字通讯服务(3)数据传输与汇集服务(4)北斗空间信息坐标转换服务(5)多专题北斗林业终端采集配置服务

三平台服务技术1林业终端信息管理服务16三平台服务技术2林业位置服务利用国家位置服务网，提供与位置相关的林业信息服务，提高导航精度，在此基础上实现林业的位置信息服务。（1）数据通信功能（2）信息处理功能（3）用户管理功能（4）监控指挥功能国家位置服务网林业应用信息北斗导航信息气象信息通讯网络覆盖信息其它行业信息企业信息人口信息交通信息三平台服务技术2林业位置服务国家位置服务网林业应用信息17三平台服务技术3北斗林业增值服务（1）移动信号盲区的通信服务北斗林业终端与手机通信链路

（2）林产品信息咨询服务林木病虫害诊断与咨询林木测土配方信息服务…….三平台服务技术3北斗林业增值服务18三平台服务技术3北斗林业增值服务（1）移动信号盲区的通信服务北斗林业终端与手机通信链路

（2）林产品信息咨询服务林木病虫害诊断与咨询林木测土配方信息服务……专家会诊病虫害诊断与防治专家系统病虫害防治野外巡护病虫害防治中心三平台服务技术3北斗林业增值服务专家会诊病虫害诊断与防治19目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫20四终端技术1.林业终端分类林业应急指挥型林业手持型林业车载型林业勘界测量型林业微型林业手持型林业车载型林业微型林业勘界测量型林业应急指挥型四终端技术1.林业终端分类林业手持型林业车载型林业微型林21四终端技术1.林业终端类型林业终端类型功能表终端型谱主要功能特点用途与需求分析的对应关系林业应急指挥型具有管理普通型终端能力、北斗RDSS通信、移动通信、GIS功能林业灾害应急响应，包括森林防火扑救指挥、沙尘暴等灾害应急响应与指挥涵盖了需求分析中对应急指挥任务对于终端的需求林业

手持型3S+C调查巡护型具有3S+C功能(卫星导航、遥感、GIS、移动通信功能)

，北斗RDSS通信(可选)、对讲机通信(可选)森林资源调查、动植物调查、林区野外巡护等业务涵盖了需求分析中对野外调查、林火巡护、动植物调查等任务对于手持终端的需求手机巡护型与手机集成，具有移动通信功能自然保护区与重点公益林巡护、森林旅游、野外人员监控等业务林业车载型北斗RDSS通信(可选)

、移动通信、GIS功能车辆导航、林区巡护、通信盲区的林火扑救车辆调度、车辆监控涵盖了需求分析中对林火巡护等任务对于车载终端的需求林业勘界测量型定位精度达亚米级、具有接入北斗地基增强网功能、GIS功能森林资源勘测、林地征占用调查涵盖了需求分析中对于高精度勘界测量终端的需求林业微型高灵敏度北斗RNSS定位(兼容GPS定位功能)、低功耗(锂电池供电)、移动通信功能野生动物资源调查、珍惜物种专项调查涵盖了需求分析中对于珍贵野生动物保护调查对终端的需求四终端技术1.林业终端类型林业终端类型功能表终端型谱主要功22四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱RNSS定位

模块/芯片RDSS通信模块/芯片超短波通信模块移动通信模块GIS模块林业应急指挥型林业手持型3S+C调查巡护型(选配)(选配)手机巡护型林业车载型

(选配)林业勘界测量型林业微型四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱RNSS定位23四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱地图显示及处理路径

规划地形

分析数据编辑更新地图

量算地图

标绘信息

上报紧急

报警高精度测量信息

管理基础矢量数据遥感

数据林业专题数据林业应急指挥型林业

手持型3S+C调查巡护型手机巡护型林业车载型林业勘界测量型林业微型四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱地图显示及处24目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫25五系统应用技术

1.林业终端应用模式涉及北斗卫星导航系统、北斗林业终端、地基增强系统、林业业务网以及移动通信网络等。林业北斗综合服务平台林业业务应用北斗林业位置服务基站位置信息北斗终端卫星通信网关当前经纬度信息位置信息业务和控制信息业务和控制信息五系统应用技术1.林业终端应用模式涉及北斗26五系统应用技术3.北斗终端多模网络通讯与融合短报文超短波移动通讯卫星通讯WIFI……利用北斗地基增强系统，提高北斗林业专用终端的性能五系统应用技术3.北斗终端多模网络通讯与融合利用北斗地基27五系统应用技术2.模块化终端软硬件配置林业资源调查---调查型、测量型森林防火应急指挥---车载型、手持型、指挥型野外巡护---手机巡护、车载巡护、对讲巡护软件---地图显示、地图导航、地图量算、数据采集、数据编辑、地图标绘、信息上报、高精度测量、紧急报警……五系统应用技术2.模块化终端软硬件配置28五系统应用技术4.标准化北斗应用二次开发接口平台服务接口位置服务、数据采集配置、数据汇集、数据转换、GIS空间信息…….通讯软件接口北斗短报文、移动通信、WIFI。。。。应用软件接口位置跟踪、差分增强、坐标转化、空间分析；终端软件接口:定位信息接收、处理、传输；短报文收发、导航、测量……五系统应用技术4.标准化北斗应用二次开发接口29目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫30六主要成果

1.平台软件：北斗林业应用公共服务平台2北斗技术应用嵌入:森林资源调查、森林防火、野生动植物保护3终端软件：林业资源调查、野外巡护、森林防火应急指挥六主要成果1.平台软件：北斗林业应用公共服务平台31六主要成果

六主要成果32

谢谢！谢谢！33北斗卫星导航林业应用关键技术国家林业局中国林业科学研究院二〇一三年五月林业生态建设与保护北斗示范应用北斗卫星导航林业应用关键技术国家林业局二〇一三年五月林业生态34目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用模式五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗35北斗卫星导航系统简介一北斗卫星导航系统发展历程第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，2000年形成区域有源服务能力；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。北斗卫星导航系统简介一北斗卫星导航系统发展历程36二北斗的组成（1）空间端

空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星（2）地面端

主控站、注入站和监测站等30个地面站（3）用户终端由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成北斗卫星导航系统简介二北斗的组成北斗卫星导航系统简介37北斗卫星导航系统简介三时间系统与坐标系统时间系统北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT与GPS时和Galileo时可互操作，BDT与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。坐标系统北斗系统采用中国2000大地坐标系统（CGS2000）。CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。北斗卫星导航系统简介三时间系统与坐标系统38北斗卫星导航系统简介四服务和性能两种全球服务开放服务：免费、开放定位精度:10m授时精度:20ns测速精度:0.2m/s授权服务两种区域服务广域差分服务定位精度1m短报文通信服务北斗卫星导航系统简介四服务和性能39五当前进展2012年12月27日，北斗卫星导航正式提供区域服务，公布了北斗空间信号接口控制文件正式版。目前终端卫星为14颗，包括5颗GEO((地球静止轨道))卫星，5颗IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星，4颗MEO(中圆轨道)卫星，构成了5+5+4的混合星座结构.基本服务性能:服务区南纬55度到北纬55度，东经55度到东经180度，位置精度平面10米，高程10米，测速精度每秒0.2米，可授时精度单向50ns，提供短报文通信服务，通过广域差分与增加地基等手段，性能还可进一步提高.北斗卫星导航系统简介五当前进展北斗卫星导航系统简介40北斗卫星导航系统简介五当前进展筹建了北斗技术导航标准委员会，对我国卫星导航标准化工作，进行统一协调，规划、制订和贯彻。北斗地基增强网已完成总体技术方案论证和关键技术演示验证，并提出建设覆盖全国的北斗地基增强网骨干网建设目标；中国位置网总体技术方案已进入演示验证阶段，基于下一代互联网技术，打造面向北斗的位置服务基础共性平台，将为位置服务提供信息更安全、数据更共享、应用更开放、服务更高效的国家位置资源基础设施。进一步加强卫星导航产品质量监管，完成全国北斗卫星导航标准化技术委员会筹建，深化论证北斗知识产权战略，加速建设北斗地基增强网、中国位置网，促进与互联网、物联网以及云计算、大数据融合，打造北斗产业生态系统的基础。大规模开展北斗示范应用，挖掘大众需求，创新应用服务模式，直面经济社会热点难点问题，推进北斗产业规模经济型成长。

北斗卫星导航系统简介五当前进展41目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫42二林业应用面临的主要问题缺乏卫星导航林业应用的标准规范数据精度：30米---10米---1米---厘米坐标系统：WGS84/北京54/西安80/中国2000通信格式：NMEA0183/RTCM1.0--3.0/Sirf3…软件接口：shape文件/生产企业专用格式数据格式多样、精度无标准、软件接口不一、坐标转换困难……缺乏适合林业应用的卫星导航终端通信与信号问题:林区、山区、移动通讯、超短波:其它：能耗、灵敏度无自主知识产权，终端类型多，环境适应性低、与通信结合困难……二林业应用面临的主要问题缺乏卫星导航林业应用的标准规范43二林业应用面临的主要问题缺乏公共服务平台支撑位置服务：坐标转换地基增强：:WAAS仅限北美洲;EGNOS仅限欧洲；MSAS限于日本及沿海；部分城市差分增强：CORS和网络RTK

缺乏基础设施、数据精度低，无标准数据处理与转换服务、……缺乏与林业业务深度融合终端软件：通用导航，数据上传下载，资源调查，测量，检查验收；多种应用，多种平台，互不兼容应用系统：多套系统，各自开发，数据传输、处理、汇集混乱；终端与应用软件种类多，数据处理各异，兼容性低；难于共享交换，软硬件重复购买二林业应用面临的主要问题缺乏公共服务平台支撑44目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五项目主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫45三平台服务技术---整体架构三平台服务技术---整体架构46三平台服务技术---应用平台林业信息化基础设施与服务信息发布系统网站运维管理二次开发接口库卫星导航系统终端信息管理服务位置信息服务GIS展示服务支撑服务面向位置信息服务终端信息管理服务位置信息服务GIS展示服务支撑服务面向位置信息服务卫星导航林业应用包括以下6个部分1林业终端信息管理服务2林业位置服务3林业GIS展示服务4北斗林业增值服务5北斗林业终端业务应用软件工具三平台服务技术---应用平台林业信息化基础设施与服务信息发47三平台服务技术1林业终端信息管理服务(1)基于北斗的信息采集服务(2)网络与数字通讯服务(3)北斗坐标转换与地基增强服务(4)数据传输与汇集服务(5)多专题北斗林业终端采集配置服务

三平台服务技术1林业终端信息管理服务48三平台服务技术1林业终端信息管理服务(1)基于北斗的信息采集服务(2)网络与数字通讯服务(3)数据传输与汇集服务(4)北斗空间信息坐标转换服务(5)多专题北斗林业终端采集配置服务

三平台服务技术1林业终端信息管理服务49三平台服务技术2林业位置服务利用国家位置服务网，提供与位置相关的林业信息服务，提高导航精度，在此基础上实现林业的位置信息服务。（1）数据通信功能（2）信息处理功能（3）用户管理功能（4）监控指挥功能国家位置服务网林业应用信息北斗导航信息气象信息通讯网络覆盖信息其它行业信息企业信息人口信息交通信息三平台服务技术2林业位置服务国家位置服务网林业应用信息50三平台服务技术3北斗林业增值服务（1）移动信号盲区的通信服务北斗林业终端与手机通信链路

（2）林产品信息咨询服务林木病虫害诊断与咨询林木测土配方信息服务…….三平台服务技术3北斗林业增值服务51三平台服务技术3北斗林业增值服务（1）移动信号盲区的通信服务北斗林业终端与手机通信链路

（2）林产品信息咨询服务林木病虫害诊断与咨询林木测土配方信息服务……专家会诊病虫害诊断与防治专家系统病虫害防治野外巡护病虫害防治中心三平台服务技术3北斗林业增值服务专家会诊病虫害诊断与防治52目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫星导航系统简介√系统应用技术五主要成果六目录林业应用面临的主要问题平台服务技术终端技术四一二三北斗卫53四终端技术1.林业终端分类林业应急指挥型林业手持型林业车载型林业勘界测量型林业微型林业手持型林业车载型林业微型林业勘界测量型林业应急指挥型四终端技术1.林业终端分类林业手持型林业车载型林业微型林54四终端技术1.林业终端类型林业终端类型功能表终端型谱主要功能特点用途与需求分析的对应关系林业应急指挥型具有管理普通型终端能力、北斗RDSS通信、移动通信、GIS功能林业灾害应急响应，包括森林防火扑救指挥、沙尘暴等灾害应急响应与指挥涵盖了需求分析中对应急指挥任务对于终端的需求林业

手持型3S+C调查巡护型具有3S+C功能(卫星导航、遥感、GIS、移动通信功能)

，北斗RDSS通信(可选)、对讲机通信(可选)森林资源调查、动植物调查、林区野外巡护等业务涵盖了需求分析中对野外调查、林火巡护、动植物调查等任务对于手持终端的需求手机巡护型与手机集成，具有移动通信功能自然保护区与重点公益林巡护、森林旅游、野外人员监控等业务林业车载型北斗RDSS通信(可选)

、移动通信、GIS功能车辆导航、林区巡护、通信盲区的林火扑救车辆调度、车辆监控涵盖了需求分析中对林火巡护等任务对于车载终端的需求林业勘界测量型定位精度达亚米级、具有接入北斗地基增强网功能、GIS功能森林资源勘测、林地征占用调查涵盖了需求分析中对于高精度勘界测量终端的需求林业微型高灵敏度北斗RNSS定位(兼容GPS定位功能)、低功耗(锂电池供电)、移动通信功能野生动物资源调查、珍惜物种专项调查涵盖了需求分析中对于珍贵野生动物保护调查对终端的需求四终端技术1.林业终端类型林业终端类型功能表终端型谱主要功55四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱RNSS定位

模块/芯片RDSS通信模块/芯片超短波通信模块移动通信模块GIS模块林业应急指挥型林业手持型3S+C调查巡护型(选配)(选配)手机巡护型林业车载型

(选配)林业勘界测量型林业微型四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱RNSS定位56四终端技术2.北斗林业终端软、硬件配置终端型谱地图显示及处理路径

规划地形

分析数据编辑更新地图

量算地图

标绘信息

上报紧急

报警高精度测量信息

管理基础矢量数据遥感

数据林业专