+ 付永恒北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于LBS的機遇與挑戰(zhàn)

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隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通運行，基于北斗系統(tǒng)的應(yīng)用作為發(fā)揮系統(tǒng)功能的落腳點，必將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。本文在北斗系統(tǒng)應(yīng)用和基于位置服務(wù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點探討了北斗系統(tǒng)對位置服務(wù)的機遇以及在位置服務(wù)中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。通過對北斗系統(tǒng)在基于位置服務(wù)中發(fā)展趨勢的探討，為更好發(fā)揮北斗系統(tǒng)應(yīng)用的廣度和深度進行一些探索。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；基于位置的服務(wù)(LBS)；地理信息系統(tǒng)（GIS）

1 引言

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDousatellitenaviga tionsystem）已于2012年年底開通運行，基于北斗的應(yīng)用作為發(fā)揮系統(tǒng)功能的落腳點，必將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。2013年10月國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，該規(guī)劃指出，到2020年，中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模和國際化水平大幅提升，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過4000億元，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其兼容產(chǎn)品必將在國民經(jīng)濟重要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是目前，中國北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展還面臨諸如市場占有率和認(rèn)可度低，相關(guān)軟硬件產(chǎn)品少，應(yīng)用發(fā)展缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，自主創(chuàng)新能力不足，政策扶持力度和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不夠健全等突出問題。本文試圖立足北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在基于位置服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對更好發(fā)揮北斗系統(tǒng)應(yīng)用的廣度和深度進行一些探索。

2 基于位置的服務(wù)（LBS）現(xiàn)狀

基于位置服務(wù)，即Locationbasedservice，簡稱LBS。它包括兩層基本含義：首先是確定移動設(shè)備或用戶所在地的位置或者用戶關(guān)心的地理位置信息，其次是提供與該位置信息相關(guān)的各類服務(wù)信息。所以說，LBS就是要借助互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與位置相關(guān)的信息傳遞，為用戶提供包含有位置信息的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

目前，LBS相關(guān)業(yè)務(wù)主要包括：交通運輸管理、物流管理、導(dǎo)航服務(wù)、緊急救援服務(wù)、目標(biāo)地信息查詢服務(wù)、個人問詢服務(wù)、商業(yè)和娛樂推廣等等。這些服務(wù)均已逐步普及和使用，為人們的工作和生活提供了巨大的便利。隨著LBS定位技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展和進步，其業(yè)務(wù)領(lǐng)域還必將進一步地延伸與拓展。

LBS產(chǎn)業(yè)鏈上可存在十幾個大的環(huán)節(jié)，主要有：應(yīng)用平臺、內(nèi)容提供、服務(wù)提供、定位平臺、網(wǎng)絡(luò)運營、地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位終端和終端用戶等等。根據(jù)服務(wù)方式的不同，其產(chǎn)業(yè)鏈上涉及的環(huán)節(jié)也會有所不同。

目前，LBS從用戶的角度來講主要有行業(yè)集團用戶和個人大眾用戶兩大類，行業(yè)集團用戶應(yīng)用比較成熟的例如交通運輸管理、物流管理等等，個人大眾用戶應(yīng)用比較成熟的例如有自主導(dǎo)航、目標(biāo)地資訊查詢等等。LBS從定位功能實現(xiàn)的角度區(qū)分主要有基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的定位和基于衛(wèi)星導(dǎo)航定位兩大類，這兩種定位模式均比較成熟，只是在定位精度上存在差異。目前，由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)剛剛開通運行，相關(guān)應(yīng)用和產(chǎn)品較少、市場成熟度較低等原因，基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位中GPS有很大的市場占有率。

移動LBS的發(fā)展很大程度上依賴于其客戶端的占有率即用戶基數(shù)，由于智能手機的普及率和已有智能手機的差異比較大，國內(nèi)的LBS普及還需要時間和市場的發(fā)展。目前，LBS除了在交通運輸管理、物流管理、自主導(dǎo)航和目標(biāo)地信息查詢（主要是GIS數(shù)據(jù)信息）等方面比較成熟外，還存在概念模糊，分類和標(biāo)準(zhǔn)差異大，應(yīng)用差異大，商業(yè)化程度低，用戶參與度不高等等問題。

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點和在LBS應(yīng)用中的優(yōu)勢

LBS系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)有以下三個方面，即無線互聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）和定位技術(shù)。

無線互聯(lián)網(wǎng)是LBS信息交流的橋梁。隨著當(dāng)前移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展直接促成了移動無線互聯(lián)網(wǎng)的誕生。無線互聯(lián)網(wǎng)即具有移動通訊的移動性、方便快捷等特點，同時結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)的擴展性、開放性、海量信息和查詢方便的優(yōu)點。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是LBS服務(wù)功能的平臺。在LBS中,GIS的主要功能有：①、空間認(rèn)知功能，通過對地理信息的可視化來實現(xiàn)空間認(rèn)知是GIS最基本的功能，移動設(shè)備上最簡單常見的就是電子地圖。無論是衛(wèi)星定位還是移動網(wǎng)絡(luò)定位，位置信息必須以電子地圖等方式展示出來，從而實現(xiàn)用戶的空間認(rèn)知。②、信息分析、查詢和管理功能，利用GIS的分析、查詢等功能為用戶提供與位置信息相關(guān)的交通、商業(yè)、餐飲、娛樂、天氣等等增值服務(wù)，最常見的例如搜索某地1千米范圍內(nèi)的加油站，查詢某個酒店的位置等等；信息管理，尤其是與位置相關(guān)信息的管理是GIS的一個很重要功能，例如用戶關(guān)心位置的自我管理和標(biāo)記等。該功能會使LBS應(yīng)用更具個性化，是實現(xiàn)LBS差異化發(fā)展重要方式。③、導(dǎo)航功能，LBS中GIS的關(guān)鍵功能之一就是導(dǎo)航，在GIS中確定目標(biāo)位置、實現(xiàn)航跡規(guī)劃和用戶自主導(dǎo)航等等功能。

定位技術(shù)是LBS的核心。在LBS中，所有的信息與服務(wù)沒有了與位置信息的結(jié)合是沒有意義的。LBS的本質(zhì)是基于空間認(rèn)知基礎(chǔ)上的信息服務(wù)。目前LBS應(yīng)用中定位技術(shù)主要有基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的定位和基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位兩大類。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在LBS的應(yīng)用中可以很好地解決定位和位置信息傳遞等功能。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自2012年12月27日正式向亞太區(qū)域提供服務(wù)以來，系統(tǒng)性能表現(xiàn)穩(wěn)定，定位精度穩(wěn)步提高，受到了地方政府部門、各行各業(yè)、廣大科技工作者和普通群眾的廣泛關(guān)注。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在LBS中的應(yīng)用具有以下主要優(yōu)勢：首先，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有安全性高、保密性能高的特點。其次，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有政策扶持的優(yōu)勢，在涉及國家安全等行業(yè)的應(yīng)用更是具有不可替代的地位。第三，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有短報文通信功能，在LBS的三大關(guān)鍵技術(shù)中除了定位技術(shù)以外，通過技術(shù)途徑可以與移動網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，實現(xiàn)無線互聯(lián)網(wǎng)的部分功能，這就使得北斗系統(tǒng)具有了不同于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢。

4 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于LBS的趨勢

4.1 北斗系統(tǒng)

在行業(yè)中的LBS應(yīng)用與傳統(tǒng)行業(yè)融合將是北斗LBS業(yè)務(wù)的重要發(fā)展方向。基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的LBS在行業(yè)中的應(yīng)用，可以促進諸如交通運輸、物流、安全、城市規(guī)劃、農(nóng)林業(yè)、漁業(yè)等眾多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的精確信息化管理。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有中國自主研發(fā)、安全性高、保密性能高的特點。同時，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用具有政策扶持的巨大優(yōu)勢。北斗系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)LBS行業(yè)應(yīng)用要走規(guī)?；l(fā)展的道路，隨著中國相關(guān)政策的陸續(xù)出臺，全面打造和扶持基于北斗LBS的融合性行業(yè)應(yīng)用會大量出現(xiàn)。必將促進北斗LBS產(chǎn)業(yè)價值鏈的多元化，有力拓寬行業(yè)市場容量，衍生應(yīng)用潛力無限。

4.2 北斗系統(tǒng)面向大眾的LBS應(yīng)用

基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)LBS應(yīng)用必將更加貼近實際，服務(wù)生活方方面面。LBS在個人服務(wù)領(lǐng)域要走大眾化的道路。目前已經(jīng)有商家推出具有北斗定位功能的智能手機。智能手機的發(fā)展是信息化發(fā)展的革命性成果，其具有應(yīng)用軟件多、便攜式、用戶基數(shù)高的特點。與北斗集成的智能手機，集上網(wǎng)功能、定位、軟件服務(wù)平臺三位一體，是LBS的最佳搭檔。另外，隨著科技發(fā)展，智能手機的高性能、高普及率、網(wǎng)絡(luò)速度升級、成本下降都是必然趨勢。可以想象，在智能手機上集成北斗的大眾LBS應(yīng)用必將出現(xiàn)爆發(fā)式增長，相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)會大量涌現(xiàn)。

4.3 北斗短報文通信在LBS中的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)RDSS用戶具有短報文通信的功能，雖然短報文的信息量和頻度受到限制，不能像移動通信網(wǎng)絡(luò)一樣大量傳輸數(shù)據(jù)和信息。但是，基于北斗的LBS用戶之間可以通過代碼通信的方式交流，最大化實現(xiàn)服務(wù)的信息傳遞。代碼通信交流的基礎(chǔ)是建立代碼庫，信息相互交流的北斗用戶具有相同的本地代碼庫，信息通過短報文中的代碼傳遞來觸發(fā)用戶本地的代碼庫，從而實現(xiàn)大量信息傳輸。該功能十分適合沒有移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的北斗LBS用戶之間的交流。因為只有用戶自己掌握代碼庫，所以代碼通信還具有保密性很高的優(yōu)點。另外，指揮型北斗用戶機與下轄用戶機的管理交流功能，可以最大限度發(fā)揮信息傳遞與服務(wù)的能力。

4.4 北斗短報文通信與移動通信網(wǎng)互聯(lián)互通

北斗用戶RDSS短報文通信與移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通，可以大大解決北斗用戶基于位置服務(wù)中的信息分享與交流。該功能的實現(xiàn)是在移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好的區(qū)域內(nèi)建立小型服務(wù)交換中心。該中心的主要功能：一是通過配置在中心的北斗用戶機接收沒有移動信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的北斗用戶機發(fā)來的位置信息和短報文信息，經(jīng)過簡單處理再通過配置在本中心的移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好區(qū)域的目標(biāo)移動設(shè)備上去；反之，本中心接收到移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好區(qū)域目標(biāo)移動設(shè)備上發(fā)來的信息，經(jīng)過簡單處理再通過配置在中心的北斗用戶機發(fā)送給沒有移動信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的北斗用戶機。這種信息的交換，可以做到準(zhǔn)實時和無縫對接，從而實現(xiàn)北斗用戶設(shè)備與移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的信息互通。該互聯(lián)互通功能的實現(xiàn)可以解決兩個方面的問題，一是實現(xiàn)北斗用戶與移動用戶之間的信息準(zhǔn)實時交互，二是實現(xiàn)沒有移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)北斗用戶位置信息和其它信息向移動網(wǎng)絡(luò)的傳遞，大大增強偏遠(yuǎn)無移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域用戶位置服務(wù)的參與度和質(zhì)量。該功能目前十分適合偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上、山區(qū)等的勘探、科考、探險等領(lǐng)域的服務(wù)。

目前，由于北斗系統(tǒng)起步較晚，市場占有率不高，在LBS中的應(yīng)用較少。北斗系統(tǒng)在某些單獨的方面相對于GPS并不具有優(yōu)勢，例如硬件集成度和價格等等。但是，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有以上很多的特點，這些特點的有機結(jié)合會在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中產(chǎn)生巨大的優(yōu)勢甚至是不可替代的優(yōu)勢，其衍生產(chǎn)品的優(yōu)勢也是不可估量的。

5 總結(jié)

展望在移動通信已經(jīng)到來的3G、4G時代，隨著網(wǎng)絡(luò)條件的飛躍，智能用戶終端的普及，LBS將會發(fā)展成為基于移動網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用，成為移動互聯(lián)網(wǎng)上的一個業(yè)務(wù)亮點。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通運行，北斗產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)，產(chǎn)品價格的迅速下降，軟硬件的集成度會進一步提高，各方面條件的改善會促使北斗LBS實用性的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)與釋放。

目前，衛(wèi)星導(dǎo)航的發(fā)展呈現(xiàn)融合軟件業(yè)、制造業(yè)、數(shù)據(jù)業(yè)、服務(wù)業(yè)等多行業(yè)復(fù)合型高技術(shù)智能信息產(chǎn)業(yè)的特點，開啟人們更智慧地利用時空信息的時代。人們開始超越導(dǎo)航信息的基本用途，去發(fā)現(xiàn)更多時空信息的價值。衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)也從傳統(tǒng)的產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)，向精度增強、電子地圖、位置服務(wù)、質(zhì)量檢測等相關(guān)產(chǎn)業(yè)拓展。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然也存在很多的不足，例如應(yīng)用服務(wù)研究開發(fā)少、相關(guān)北斗應(yīng)用衍生產(chǎn)品少，市場占有率低等等。但是，也存在很多潛在的優(yōu)勢和特點。我們必須樹立北斗系統(tǒng)建設(shè)和北斗應(yīng)用服務(wù)并重的理念，積極研究相關(guān)應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)品，研究相關(guān)產(chǎn)業(yè)拓展和產(chǎn)業(yè)融合，研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航市場和應(yīng)用發(fā)展規(guī)律。充分發(fā)揮北斗系統(tǒng)功能，更好地產(chǎn)生軍事、社會和經(jīng)濟效益。