卫星的工作原理论文

【专家解说】：Logistics Sci—Tech No．10，2008 · 军事物流· 物流科技2008年第1O期 摘 要：现代军事物流是信息化战争后勤保障的重要支 撑。随着信息技术的不断发展， 卫星定位系统逐渐应用于军 事物流领域，成为现代军队战斗力的倍增器。文章介绍了卫 星定位系统概况， 阐述了卫星定位系统在军事物流领域的应 用现状，对军事物流领域应用卫星定位系统的前景及思路进 行了探讨。 关键词：卫星定位系统；军事物流；应用 中图分类号：E075 文献标识码：A 文章编号：1002—3100 f2008) 10—0071—03 Abstract： Modern military logistics is one of the important pans of logistics under informationization war． Nowadays， satellite positioning system is applied in the field of military logistics gradually with the development of information technology． This paper introduces the general situation of satellite positioning system，analyses its current and future application in the field of military logistics， discusses the development ideaS of applying satellite positioning system in the field of military logistics． Key words：satellite positioning sy stem；military logistics；application 军事物流是指军事物资经由筹措、运输、储存、包装、维修保养、配送等环节，从供应地向部队用户有序流动的过程ll】。 卫星定位系统作为当今最先进的信息设施之一，是提高军事物流信息化建设水平，增强部队战斗力不可缺少的技术工具和手段 。 在现代军事物流活动中，重视这～ 技术的创新和推广应用，将快速实现对军事物流的实时监控，从而有效提高信息化战争的后 勤保障效能 1 卫星定位系统概况 卫星定位系统是利用多颗人造地球卫星、地面控制设备和信号接收设备，对地面静态或动态目标进行定位和导航的系统。 目前，全球正在运行或研制中的卫星定位系统有美国全球定位系统(Global Positioning System．GPS)、俄罗斯全球卫星导航系 统(GLONASS)、欧盟伽利略导航卫星系统计划(GALILEO)和中国“北斗一号” 卫星导航定位系统。 GPS是美国军方20世纪70年代研制的军民两用卫星定位系统，军用加密，民用降低定位精度后在全球使用，在用户数量 上处于霸主地位。GLONASS是由原苏联(现由俄罗斯)国防部独立研制和控制的第二代军用卫星导航系统， 其建立目的主要 是避免在军事上受制于美国。由于种种原因， 目前处于“半可用”状态，市场中GLONASS设备极少，产品多是内置GLonASS 和GPS两种接收装置， 以提高精度和可用性。同样出于避免受制于美国的目的．欧盟2003年也开始了GALILEO计划．建造世 界上第一个非军方控制和管理的民用』J星导航定位系统．预计2010年正式投入商业运行 这3个系统都是全球卫星导航定位 系统，导航范围覆盖全球。中国“北斗一号” 系统则是覆盖我国本土的区域导航定位系统， 目前拥有5颗导航卫星，除具有导 航功能外，还具有短报文通信和精密授时功能。在2008年南方抗击雨雪冰冻和四川特大地震灾害中初露锋芒．在北京奥运会 期间将为交通调度和场馆监控提供服务。 GPS导航系统是被动式伪码单向测距三维导航，采用的是无源定位。定位数据由用户设备独立解算， 因此不能提供通讯服 务。 “北斗” 系统是主动式双向测距二维导航，采用的是有源定位．定位数据由地面控制中心解算后提供给用户，用户需要通 过地面中心站联系及地面中心站的传输；因此可以提供通讯服务，通讯不必通过其他的通讯卫星．实现了一星多用。 GPS、GLONASS、GA[ ILEO和“北斗” 系统对比见表1 2 卫星定位系统在军事物流领域的应用现状 卫星定位系统的建立源于军事目的，美国GPS在近几场局部战争中应用于指挥控制、兵力投送、精确制导、目标侦察、战 场救援、军事物流等各个方面，成为美军战斗力的倍增器。尤其在伊拉克战争中，超大量战争物资运输保障，战时补给，大兵 团诸军兵种的专用装备保障，没有GPS 的导航和定位，军事物流则难以实现适时、快速、精确的保障，也就很难在短时间内 结束战斗并取得战斗的胜利 。近几年，我国加紧研发中国“北斗” 系统，引进对GPS的应用．逐渐将卫星定位系统应用于军 收稿日期：2008～06—24 作者简介： 白 娟(1973一)，女，山东济南人，后勤指挥学院研究生五队硕士研究生，研究方向：军事物流信息化建设。 卫星定位系统在军事物流领域应用现状及前景探讨 表1 GPS、GLONASS、GALILEO和“北斗” 系统对比表 美国GPS 俄罗斯GL0NASS 欧盟GALILE0 中国“北斗” 系统 研制时间 20世纪70年代 20世纪70年代中期 1999年2月 2000生 卫星个数 28 24 30 5 轨道高度(KM) 20 186 l9 l00 23 222 36 0o0 运行周期 l1：15：44 l1：15：00 14：22：00 l1：58：00 民用单频CA码 民用单频CA码 CA码 调制码 军用双频P码 军用双频P码 P码 定位精度 CA码约l2米 水平方向约l6米 水平定位精度优于10米 约30米 P码小于10米 垂直方向约25米 覆盖范围 全球 全球 全球 中国及周边地区 主要功能 定位导航导航定位、短报文通信、 ． 精密授时 定位导航，精密授时 定位导航．精密授时 精密授时 优点优点：投资小、用户设 ： 全天候： 全球覆盖； 三维 由于GL0NASS卫星发 该系统提供三种导航定 备价廉 。定速定时高精度缺点： 不能覆 ：快速省时高效 射的载波频率不同． 可 位信号 率： 免费信号、收 盖两极地区． 赤道附近 系统特点 ： 应用广泛多功能。缺点：信 以防止整个卫星导航系 费加密信号 、号存在易损性和丢失性满足更高 定位精度差：不能满足 ． 抗干扰 统同时被敌方干扰． 因 要求的收费加密信号 ， 能力差高动态和保密的军事用 ： 定位精度受美国军方限 而具有更强的抗干扰能 供各种不同的用户使用 户要求 ． 书1 力 用户数量受一 定限制 民用领域： 用于航空／航海导航、 大地测量、石油勘探、地震测量、 由于种种原因． 目前处 野外救生、探险、森林防火、飞 于“半可用” 状态． 市 机播种、农田耕种、车辆自动导 场中GL0NASS设备极 2010年正式投入商业运 使用者基本是军队等国 应用现状 航监控、机场，港13'交通管理等诸 少， 而且多是美国产品， 行 家用户． 市面上很少有 多方面军用领域： 美军用于指挥 内置GL0NASS和GPS 北斗星的接收机出售 控制．兵力投送、精确制导、目 两种接收装置． 以提高 标侦察、战场救援、军事物流等 精度和可用性 方面 主动式双向测距二维导 定位原理 被动式伪码单向测距三维导航航。定位数据由地面控 ， 定位数据由用户设备独立解算 制中心解算后提供给用 事物流领域，但仍处于初级阶段，其应用主要体现在以下几个方面 2．1 对军事物资运输的监控调度 通过将卫星定位系统的用户接收机安装在军用车辆、飞机、舰船上实现对军事物资运输的监控调度。利用卫星定位系统和 电子地图GIS可实时显示出运输工具的实际位置与轨迹，从而对其进行实时、有效的定位、监控和调度。实现方式是运输工具 通过终端接收导航定位信息，经处理后，将数据按一定格式由无线电收发机传送到指挥中心，指挥中心接收机将接收到的数据 输入计算机，经处理，在电子地图中显示运输工具和物资位置。 2．2 对军事运输路线的导航规划 选择正确、便捷的运输路线，是实现军事物流快速保障的前提条件。运用卫星定位系统的导航规划功能则充分满足了这一 需求。卫星导航系统的路线规划功能包括自动、手动和指令式3种。自动式路线规划是由驾驶员确定起点和终点，由计算机软 件按照要求自动设计最佳路线。手动式路线规划是驾驶员根据自己的目的地设计起点和终点等，系统在电子地图上设计路线， 同时显示运行途径和方向。指令式路线规划是指指挥中心对行驶站点的时间和路线能作出有效反应，提出路线的规划，并给运 输工具发出导航指令。实现方式是将卫星定位终端与计算机相连接，实现数据的实时传输，以电子地图的形式显示导航数据。 2-3 对需求信息的查询 在军事运输途中，卫星定位系统可以提供主要物标，在电子地图上根据需要进行查询，显示其位置。同时指挥中心可以利 用监测控制台对所在位置进行查询，车辆及物资信息则以数字形式在指挥中心的地图上显示出来。此外，利用卫星定位系统记 录和储存保障物资详细的运输内容和信息，消除了很多需要人工处理的环节，使得整个军事物流系统中所有程序及信息系统实 现信息传输的快速、准确、一致。 2 4 对险情、事故的紧急救援 72 {) ij¨P S t ～1 t lj 20~)g．{O 卫星定位系统在军事物流领域应用现状及前景探讨 通过卫星系统定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的地方进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报 警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒监控人员进行应急处理。我国自主研制的“北斗一号”卫星定位系统在四JIl汶 JIl地震救援中不仅实时监测到了救援部队的行进状态，而且在通信中断的情况下充分发挥了其短报文通信的功能，保障了救援 的顺利展开。 3 卫星定位系统在军事物流领域的应用前景 3．1 应用于建立网络化军事物流保障体系 军事物流保障网络化是信息化条件下一体化联合作战的要求，是指通过多种信息技术将各个物资保障网点(如物流中心、 后方基地、仓库等)集成为军事物流保障网，实现物流配送实体网络和信息网络的“无缝链接”，从而在战争中以实时的快速 反应、精确的投向投量和灵敏高效的指挥调度实现适时、适地、适量的后勤保障。卫星定位系统在军事物流网络化建设中具有 不可替代的作用，主要体现在功能多、精度高、覆盖面广，是构建网络的最佳技术设施和应用平台； 二是构筑在卫星定位系 统的网络公共平台，具有开放度高、资源共享程度高等优点，无地域性限制的信息获取，提高了定位系统的利用率。 3．2 应用于军事物流资产可视化管理 信息化条件下，战场透明度越来越高，物资储存和运输的可见性变得至关重要。物流资产可视化管理是依赖计算机技术、 网络技术、数据库技术、自动识别技术、卫星定位技术等多种信息技术，实现物资在储、在运、在处理全过程的数据跟踪可 视．使得部队指挥官可以不问断、可视化地掌握全部后勤资源的动态情况，全程跟踪“人员流”、 “装备流” 和“物资流”，并 指挥和控制其接收、分发和调换。在运资产通常是装载于某种运输工具，如火车、飞机、轮船、汽车等。实现在运资产可视 化，首先要掌握运输工具的实时位置，而掌握移动中的运输工具的实时位置离不开卫星定位系统。卫星定位系统在军事物流资 产可视化的应用，集中在两个主要方面：其～ 。卫星定位系统用于提供运输工具的位置数据。其二，卫星通信可使控制站和驾 驶员实现双向信息交流。有效运用卫星定位系统，形成有力的统一组织指挥中心，能够提高物流管理的透明度，为优质、高效 的物流保障提供坚实的技术平台。 3-3 应用于实现精确主动配送式保障模式 精确主动配送式保障是指在精确预测部队需求的前提下，打破过去那种逐级前送、被动等待的后勤保障运行机制，通过将 所需物资主动配送到战斗单位乃至士兵，使补给速度发生质的变化，是现代化军事物流保障模式的研究方向。物流配送的过程 是实物的空间位置转移过程，在物流配送过程中，涉及到货物的运输、仓储、装卸、送递等处理环节，对各个环节涉及的问题 如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理 和决策分析将有助于物流配送有效地利用现有资源， 降低消耗，提高效率。卫星定位系统解决了物流配送过程中运输车辆调度 和投递路线选择、精确定位部队用户等诸多问题，有利于提高物资的补给速度，从而实现精确主动配送式保障。 4 军事物流领域应用卫星定位系统的发展思路 目前．卫星定位系统在军事物流信息化建设的应用基本上还处于起步阶段，要实现这项技术的全面推广和运用．建立适应 我军后勤发展的军事物流系统，可以从以下几个方面着手： (1)加强卫星定位系统在军事物流领域推广应用的组织领导。由总部牵头统一组织规划、统一技术体制、统一信息标准、 统一软件开发，并与作战指挥系统兼容，从研究开始就杜绝卫星定位系统在军事物流领域应用中各自为政、互不统一、缺乏系 统集成等问题的出现。再就是加强军地合作，把军队的资源优势和地方的技术优势整合起来，共同研制、发展新技术，以保证 其在军事物流领域应用的有效性 (2)开展规划研究、突破关键技术。从顶层对研究项目进行规划设计，并根据我军现状确定当前及今后一段时期内卫星 定位系统在军事物流领域应用的重点和难点。必须立足于新技术引进后的自主开发和创新，形成自己的技术．组织科研力量协 力攻关，力争解决自主技术与外军技术相结合、抗干扰、精度限制、加密技术等关键难题，为卫星定位系统在军事物流信息化 建设中的进一步应用做好准备。 (3)研发基于卫星定位系统等先进信息技术的军事物流应用平台， 建设相关实验室，着眼未来信息化战争实际．跟踪国 内外、军内外卫星定位系统应用研究发展动态，积极探索卫星定位系统在我军军事物流领域的应用研究．以带动全军后勤信息 化的发展。 (4)在后勤保障部队试点后推广。选择部分后勤保障部队进行实验试点，使得卫星定位系统的应用真正与部队建设的实 际结合起来，通过解决实际中遇到的各种问题，不断完善卫星定位系统在军事物流建设的应用研究。从而最大限度地挖掘整个 军事物流系统的保障潜力，使我军后勤保障实现质的飞跃。 参考文献： [1】王宗喜，徐东．军事物流学[M]．北京：清华大学出版，2007． 【2] 谭建中．物流信息技术【M】．北京： 中国物资出版社，2008． 【3】戢觉佑，王京海．美军后勤理论与实践【M】．天津：海军后勤学院，2003． f4】徐卫东．GPS+GLONASS+GALILEO三星跟踪技术【JJ_全球定位系统，2006(1)：16—18 { 《' ；H s ( {l 200S {f) 73