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北斗导航技术在船舶定位中的应用

摘要：船舶航行安全，始终都是航运监控中的重中之重，主动作为、科学监

控是有力维护安全形势持续稳定的积极举措。本论文分析了目前船舶航行监控中

主要采用的船舶定位手段，对这些手段的覆盖范围、信号接收频率等内容进行了

研究，并通过对北斗系统定位技术在这些方面的数据比较，得出了为什么建议在

国际航线、省际航线船舶上安装北斗终端，从而提升船舶航行安全保障和监控能

力。并且通过船舶在安装北斗前后的航行轨迹比对，对给船舶加装北斗终端的建

议进行验证，获得实际的数据支持，从而得出必要性的结论。

关键词：船舶安全；船舶定位；北斗系统

引言

北斗导航技术和GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位系统）技术的实

际应用价值是在于定位，知道船舶海上行进路线。GPS技术是美国所研发在全球

第一个投入使用的卫星导航系统，该技术的各个方面都是极为成熟的，其系统性

能极为稳定，伴随着我国北斗导航系统的发展，这种类型的垄断优势逐渐被打破，

北斗导航系统是中国自主开发的定位以及导航技术，他的出现不仅推进航空航天

领域的发展，也提升我国在国家范围内的实际影响力。在一定程度上北斗导航技

术和GPS技术是能够在全球范围内进行导航以及定位的，其也能够运用在各领域

中，特别是在航海领域中。北斗导航系统是一种全天候的卫星导航信息的导航系

统，他的出现打破了GPS市场中的垄断，在对于推动我国导航发展有着极为重要

的意义和作用。在二十世纪之后，定位导航技术研究学者在航海期间记录下船只

航行以及运行的变化来推算船只的地理位置。二战结束后，为能够取得更大的胜

利，让战斗机在空中作战的能力更为准确，人们发明了一种无线电定位系统，但

是伴随着该系统的快速发展，其能够很好的运用在航海定位中，该技术一直发展

到当前的卫星定位系统，这才将人们带入到一个崭新的时代，全球定位系统能够

给地球上任何地位在海上运行的船舶进行导航，准确的找到自己的地理位置。通

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过对北斗导航技术和GPS定位技术在船只航海定位当中的应用进行相应的对比分

析，促进我国航海技术的可持续发展。

1北斗导航系统中船舶定位的原理

北斗导航技术中定位主要依靠三球交会测量定理，当在大洋中航行的船舶D

的位置，主要是根据在地球中的中圆轨道卫星三颗卫星A、B以及C算出船舶D

的位置，在轨道运行的三颗卫星的空间位置已知，在通过三颗卫星与船舶D之间

的空间距离，然后分别以三颗卫星的当前的位置为中点构建一个的以三颗卫星与

船舶D之间的直线距离为R形成虚拟球体，然后将这3个虚拟球体在地球上交汇

的那一点就是待测点船舶D此时所处的地球的空间位置。而对于有地面控制中心

参与的定位，有两颗卫星就可以实现定位，在大洋中航行的船舶D的北斗导航用

户终端发出北斗定位申请，并将这一信号发射给静止轨道运行的北斗卫星，并经

由这个卫星中转发射给岸基地面控制中心E，岸基地面控制中心E接收到这一申

请信号后，再由岸基地面控制中心向大洋中的船舶D发出确认位置的确认信号，

然后根据该确认信号在空中往返传输的时间，计算出岸基地面控制中心到大洋中

的船舶D和在地球静止轨道的两颗静止北斗卫星之间的距离，从而计算出大洋中

的船舶D所在位置，这种定位方式需要两颗静止轨道北斗卫星作球面做为参照物，

同时还要根据地球本身即是一个球体的原理，也就是在另一种条件下的三球交会

测量定位，在这种情况下岸基地面控制中心便可求出大洋中的船舶D的位置，然

后将这一信息通过静止轨道北斗卫星，发送给大洋中的船舶D。

2北斗导航技术在船舶定位中的应用

2.1电子海