北斗技術與gis 北斗與gnss

地理信息系統(tǒng)和北斗區(qū)別

區(qū)別如下：

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一、名稱。幾個系統(tǒng)的英文簡寫要清楚～全球定位系統(tǒng)為GPS，地理信息系統(tǒng)為GIS，遙感技術為RS。二、用途。全球定位系統(tǒng)，具有全天候、高精度和自動測量的特點，主要功能是定位導航。目前廣泛應用于軍事、測量、交通、救援、農業(yè)等領域。地理信息系統(tǒng)，可以解決與分布、位置有關的基本問題、趨勢分析、模式問題、模擬問題等幾方面的問題。在城市管理中應用廣泛。如城市信息管理與服務、城市規(guī)劃、城市道路交通管理。城市抗震防災、城市環(huán)境管理、流行病的防治等。遙感技術，是利用一定的技術設備和系統(tǒng)，在遠離被側目標的位置對被測目標的電磁波特征進行測量、記錄與分析的技術，即“遙遠的感知”。根據(jù)遙感平臺高度的不同，遙感可以分為近地面遙感、航空遙感和航天遙感。廣泛應用于資源普查和環(huán)境監(jiān)測。

基于北斗衛(wèi)星技術的數(shù)字地質調查系統(tǒng)研發(fā)

將“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)與數(shù)字地質調查系統(tǒng)相結合，是我國衛(wèi)星技術在野外地質調查領域的典型應用。一方面，“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)的引入完善了數(shù)字地質調查系統(tǒng)功能，使其具備了通信功能，增強了系統(tǒng)的信息服務與安全保障能力；另一方面，數(shù)字地質調查系統(tǒng)的廣泛應用為“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)的推廣提供了技術和硬件基礎，有利于其在地質調查領域扎根和快速發(fā)展。

系統(tǒng)集成與研發(fā)的總體思路是在軟件和硬件方面將“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)技術與數(shù)字地質調查工作流程深度融合。軟件方面，在地質調查的野外數(shù)據(jù)采集、室內數(shù)據(jù)整理和管理調度等各個環(huán)節(jié)中，將“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)的定位、通訊和監(jiān)控功能與成熟的數(shù)字調查軟件系統(tǒng)集成，包括3個子系統(tǒng)：①數(shù)字填圖野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（RGM ap）；②數(shù)字地質調查信息綜合平臺（DGSInfo）；③GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)。

一、數(shù)字填圖野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（RGM ap）

數(shù)字填圖野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（RGMap）適用于野外作業(yè)的移動結點，運行于掌上機中。系統(tǒng)支持北斗藍牙移動模塊和大部分種類的北斗移動一體機（要求屏幕尺寸不小于3.5寸，操作系統(tǒng)為Windows Mobile或Android系列）。其中，北斗藍牙模塊通過藍牙功能與程序連接，一體機中的北斗模塊通過串口直接與程序連接。由于掌上機存儲的數(shù)據(jù)量較小，并考慮到便于用戶從外部編輯，系統(tǒng)采用xml文件存儲北斗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能框架見圖6-17。

圖6-17 RGMap數(shù)字填圖系統(tǒng)北斗信息管理模塊功能框架圖

系統(tǒng)功能模塊分為基本功能、安全保障相關功能和主動響應功能等部分，除具備基本的北斗衛(wèi)星定位與通信功能外，系統(tǒng)充分結合GIS、GPS和手機通信，為野外地質調查人員提供實時位置服務、通信服務和安全保障服務。

.1“北斗一號”與GPS雙模式位置報送機制

位置報送是“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)為野外地質工作提供的一項重要功能，使得野外地質調查人員不僅能夠知道自身所處的位置，并且能夠將此位置信息告知他人，是實現(xiàn)野外工作實時監(jiān)控和安全保障的基礎。位置報送需要先進行定位，再通過北斗短信的方式將位置信息發(fā)送到指定的結點。由于“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)自身的定位功能有所限制，如信號強度不高、定位受頻度限制（一般民用卡的頻度為1分鐘，即每分鐘可定位一次）等，系統(tǒng)采用了GPS與“北斗一號”衛(wèi)星系統(tǒng)組合應用的方式，實現(xiàn)了利用1個頻度報送位置的功能。

2.緊急短信的快速發(fā)送

用戶可預先設置緊急短信發(fā)送的地址列表以及短信內容，在緊急情況發(fā)生時一鍵式報警。緊急短信按照地址列表中的順序逐個發(fā)送，用戶可對地址的優(yōu)先級進行調整。由于野外駐地是最方便展開救援的結點，一般將其地址設在首位。緊急短信界面如圖6-18所示。

3.北斗終端與手機的短信互通

通過指揮結點服務器的轉發(fā)，實現(xiàn)北斗終端與手機的短信互通，在無手機網(wǎng)絡的艱險地區(qū)也可以與外界保持實時溝通。北斗終端向手機發(fā)送短信時，系統(tǒng)會在短信前自動增加命令頭“＃PM［手機號］＃”（圖6-19），然后以自發(fā)自收的方式發(fā)出短信，當服務器監(jiān)收到該短信后，即通過手機貓向該手機號碼轉發(fā)短信內容和北斗卡號：手機回復短信時，須編輯短信頭“B［北斗卡號］M”，再加上短信內容一起回復到服務器的地址，由服務器完成向北斗終端的轉發(fā)。流程如圖6-20所示。

圖6-18 RGMap北斗緊急短信

圖6-19 RGM ap編輯手機短信

圖6-20 北斗與手機短信互通流程

4.信息查詢服務

目前包括單位公告信息查詢和區(qū)域預警信息查詢兩項功能。單位公告信息查詢功能可使野外地質調查人員方便地查詢主管單位的最近公告（圖6-21），以便掌握最新的工作動態(tài)。區(qū)域預警信息查詢功能通過在指揮結點建立區(qū)域基礎信息數(shù)據(jù)庫，包括工作區(qū)域的預警、地質背景和地理人文等信息，方便野外地質調查人員進入陌生區(qū)域時進行查詢。

圖6-21 RGMap公告信息查詢

二、數(shù)字地質調查信息綜合平臺（DG SInfo）

數(shù)字地質調查信息綜合平臺（DGSInfo）適用于野外駐地或者省級地調院等中小型固定管理結點，同時具備北斗移動終端的所有功能和北斗服務器管理程序的部分功能。程序通過串口訪問北斗設備，既可以連接北斗普通指揮機（下轄100用戶），作為簡單的管理結點使用，也可以連接北斗車載機、藍牙模塊等，作為移動終端使用。

系統(tǒng)由北斗設備獲取數(shù)據(jù)，采用Access數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，功能模塊分為基本功能、北斗信息綜合查詢功能和北斗信息可視化功能等部分。具體功能及說明見表6-1，系統(tǒng)指揮監(jiān)控界面見圖6-22。

表6-1 DGSInfo北斗監(jiān)控指揮系統(tǒng)功能列表

圖6-22 DGSInfo北斗監(jiān)控界面

北斗控制臺（圖6-23）是DGSInfo利用“北斗一號”導航衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)指揮和監(jiān)控的核心工具。通過北斗控制臺，用戶可方便地實現(xiàn)下轄終端位置和短信的監(jiān)控，可與其進行實時短信交流，并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢和瀏覽。

圖6-23 北斗控制臺

1）信息有效時間設置：控制當前顯示信息的有效時間，可設置時間值和時間的單位（mhi/h/d）。

2）圖面信息刷新：可選擇自動刷新和手動刷新兩種模式。

3）當前顯示用戶：按照有效時間查詢出用戶定位信息。注意，此處為用戶最新定位信息，故每個用戶僅對應1條記錄。

4）短信：按照有效時間查詢出用戶短信信息。可聯(lián)動圖面點，也可回復任意一條短信。

5）北斗事務隊列：將北斗未執(zhí)行的任務記錄到隊列中，頻度允許后自動順序執(zhí)行?？蓪κ聞贞犃羞M行“暫停”、“刪除”和“清空”等操作。注意：北斗事務進入隊列分為主動和被動2種模式?！爸鲃印笔聞帐侵副緳C直接操作產(chǎn)生的事務，如本機定位，本機通信，本機主叫其他用戶等：“被動”事務是指其他用戶發(fā)送的服務請求，如其他用戶的最近用戶查詢、其他用戶對本機的主叫查詢等。程序中默認“主動”事務優(yōu)先級較高，因此將插入隊列最前，優(yōu)先處理；“被動”事務優(yōu)先級較低，將堆棧到隊列末尾，等待頻度，按順序處理。

6）全國圖查看：在所轄用戶信息超出本圖幅范圍時，可利用此功能在彈出的全國圖（1∶5000000）中查看。

7）恢復默認配置：將對話框中的某些配置恢復到系統(tǒng)默認值。

數(shù)字地質調查信息綜合平臺（DGSInfo）集成北斗功能后，主要可用于野外項目的實時交流與指揮調度，從而實現(xiàn)駐地對野外作業(yè)人員監(jiān)控和安全保障，并且對保證野外工作進度和質量有一定的促進作用。

三、G SIG rid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)

GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)主要通過北斗衛(wèi)星（定位、通信）技術，基于中國地質調查信息網(wǎng)格（GSIG rid），在地調局、大區(qū)中心或野外工作站等固定結點實現(xiàn)對移動結點的移動軌跡和通訊信息實時監(jiān)控，并能與野外駐地和移動目標進行互動通訊，實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)調度和管理服務。同時利用中心結點豐富的數(shù)據(jù)資源，為野外地質調查人員提供查詢服務，為突發(fā)事件應急處置的管理與決策提供數(shù)據(jù)支持。

系統(tǒng)采用B/S架構，以W eb三維地球為表現(xiàn)形式，地理地圖引用國家測繪局發(fā)布的天地圖，北斗信息數(shù)據(jù)采用Oracle數(shù)據(jù)庫管理，主要功能包含實時監(jiān)控（定位、通訊）人員信息查詢、北斗歷史信息（定位、通訊）查詢、路線追蹤、緊急搜救和交互通訊以及路徑分析等（圖6-24）。

GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)功能設計結構見圖6-25。

圖6-24 GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)監(jiān)控指揮功能

圖6-25 GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)功能設計結構圖

由圖6-25可以看出，系統(tǒng)的功能構成大致可以分為兩部分：①北斗信息管理系統(tǒng)：②GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)。其中每個系統(tǒng)按照功能類型又可以劃分為多個功能模塊。

北斗信息管理系統(tǒng)按照功能類型可以劃分為設備管管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊和綜合服務三個模塊，如圖6-26所示：

1）設備管理模塊：該模塊主要包含北斗指揮型用戶機的串口連接、狀態(tài)信息查看和信號強度查看等功能。實現(xiàn)對硬件設備信息的管理。

2）數(shù)據(jù)庫管理模塊：主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和表信息的管理功能，主要包含：①北斗監(jiān)控數(shù)據(jù)的接收和存儲，將指揮機監(jiān)聽到的下屬用戶的北斗信息存儲到北斗信息數(shù)據(jù)庫中。②單位、人員和卡號信息管理：實現(xiàn)單位信息、用戶信息、北斗設備卡信息的添加、刪除更新、卡與人員綁定等功能，如圖6-27所示。③公告信息管理功能：實現(xiàn)單位公告信息的添加、刪除、更新等功能。④區(qū)域信息管理功能：實現(xiàn)單位區(qū)域信息，包括區(qū)域預警信息、區(qū)域地質信息和區(qū)域人文信息等信息的添加、刪除、更新等功能。

圖6-26 北斗信息管理系統(tǒng)功能設計圖

圖6-27 單位、人員和卡號信息管理界面

3）綜合服務模塊：該功能模塊充分利用下屬用戶的定位信息和中心結點豐富的數(shù)據(jù)資源，為用戶提供人性化服務。主要包括：①最近用戶查詢服務：解析下屬用戶最近用戶查詢請求中的包含的當前坐標位置，根據(jù)指揮結點數(shù)據(jù)庫中存儲的其他用戶的位置信息進行空間分析，并將查詢的結果，包含最近用戶的卡號、姓名和單位等信息以北斗短信的方式發(fā)送給服務請求用戶。②區(qū)域信息服務：解析下屬用戶區(qū)域信息查詢請求中包含的當前坐標位置和查詢數(shù)據(jù)類型，根據(jù)指揮結點數(shù)據(jù)庫中存儲的區(qū)域信息獲取查詢用戶所處區(qū)域的預警信息、地質信息和人文信息并通過北斗短信的方式發(fā)送給查詢用戶。通過該功能可以在一定程度上做到安全防范，避免安全事故的發(fā)生。③公告查詢服務：用戶通過公告查詢可以在無常規(guī)移動通訊信號的盲區(qū)及時了解單位的動態(tài)。④手機短信轉發(fā)服務：利用北斗一號指揮機和手機短信轉發(fā)設備實現(xiàn)手機和藍牙通訊定位終端之間的短信交互通信。

GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)的北斗信息具有在W eb客戶端虛擬三維地球上實時顯示、歷史信息查詢和路線追蹤模擬等功能。系統(tǒng)的功能設計如圖6-28所示。

圖6-28 GSIGrid野外地質調查管理服務與安全保障系統(tǒng)功能設計圖

1）實時監(jiān)控顯示模塊：該模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控信息（北斗定位信息、北斗通信信息和緊急報警信息）的實時顯示。主要包括：①定位信息實時顯示功能：將監(jiān)控時間段內的下屬設備用戶的空間位置在虛擬三維地球上按照一定的頻度進行更新顯示。監(jiān)控的時間和刷新的頻度用戶可以根據(jù)需求自定義。②通訊信息實時監(jiān)視功能：將監(jiān)控時間段內的下屬設備用戶之間的短信交互信息以對話的方式在W eb客戶端進行顯示。③緊急報警顯示功能：解析下屬設備用戶發(fā)送的報警信息，以特殊標示在虛擬三維地球上顯示用戶的控件位置并在緊急報警用戶列表中顯示設備用戶的設備卡號、用戶姓名和單位等信息。并且系統(tǒng)會自動給單位的安全員手機發(fā)送救援短信，確保救援的及時性。④當天路線實時監(jiān)視功能，系統(tǒng)將自動根據(jù)當天用戶的北斗定位信息和短信上報位置信息模擬形成當天的運行軌跡，并在虛擬三維地球上動態(tài)顯示。

2）信息查詢模塊：該模塊主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的歷史的信息的條件查詢和顯示。主要包括：①人員信息查詢：采用大區(qū)－省份－單位－人員四級目錄管理，可以在虛擬三維地球定位顯示查詢用戶的最近一次定位位置和人員的詳細信息。②定位信息查詢：可以依據(jù)省份、單位、人員和卡號等多種條件組合查詢歷史定位信息，并可以在虛擬三維地球定位顯示某條查詢結構的空間位置和設備用戶的信息。③通訊信息查詢：可以依據(jù)省份、單位、人員和卡號等多種條件組合查詢歷史通訊信息，查詢結果按照信息類型進行分類，并按照通訊時間倒序的方式以列表方式進行顯示，如圖6-29所示。④路線軌跡模擬顯示：在虛擬三維地球上動態(tài)模擬顯示設備用戶的歷史運行軌跡（圖6-30）。

3）交互通訊模塊：該模塊主要通過北斗指令的方式，利用指揮機與下屬設備用戶進行交互。主要包括：①短信交互：向下屬用戶發(fā)送短信，可以同時選擇一個或多個下屬用戶。②主叫定位：以指令的方式主動獲取設備用戶的定位信息。③廣播功能：向所有監(jiān)控下屬設備用戶發(fā)送一條短信。此功能與向多個下屬用戶發(fā)送短信相比的優(yōu)點是只占用指揮機的一個時間頻度，不足是只有北斗指揮卡具備此功能，并且只能在多級管理結點中的某一層級實現(xiàn)，不能多層級同時實現(xiàn)（圖6-31）。

圖6-29 信息查詢界面

圖6-30 路線軌跡模擬顯示界面

圖6-31 短信交互通訊界面

4）基本工具模塊：該模塊主要包含虛擬三維地球的距離量算、面積量算、行車路徑分析和地球操作的基本功能。

北斗衛(wèi)星和g ps導航的最大區(qū)別？

一、 使用信號不同

北斗使用的是三頻信號，GPS使用的是雙頻信號。三頻信號可以更好地消除高階電離層的延遲影響，提高定位可靠性，增強數(shù)據(jù)處理能力。北斗是全球第一個提供三頻信號服務的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

二、 源定位不同

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北斗一代是有源定位，北斗二代使用的是無源定位，和GPS一樣，但是保留了一代的有源定位。什么是有源定位呢？就是接收機自己需要發(fā)射信息與衛(wèi)星通信，而無源定位則不需要。這就意味著，哪怕觀測條件非常差，比如在山谷中，也是能知道大概位置的。這就對緊急情況特別有用。

三、 通信服務功能不同

短報文通信服務，這個是中國衛(wèi)星導航的原創(chuàng)功能，并且非常實用。2018年汶川地震的時候，震區(qū)唯一的通訊方式就是北斗一代。這個特色功能毫不意外的在二代中保留下來。也就是說，北斗不但能知道我在哪，還能讓別人知道你在哪，有利于求救。但是這個功能是有容量限制的，所以并不適合作為日常通信功能，而是作為緊急情況通信比較合適。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是基于3d/4d技術的gis嗎

不是

北斗是基于衛(wèi)星差分定位、絕對定位、相對定位的導航系統(tǒng)

而3D指的是維度

分享標題：北斗技術與gis 北斗與gnss
新聞來源：http://muchs.cn/article8/doegeop.html

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