【正文】 隨后池矜在許筱和陳文教授的幫助下，通過北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，繪制出返回路線，并運(yùn)回了七鼎。110 [4] 趙健 .我國(guó)泥石流防治措施研究 [J].對(duì)策研究， 2022， (14):5053 [5] 楊永毅 .滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展綜述 [J].國(guó)外建材科技， 2022， 29(3):8486 [6] 馬力，崔鵬等 .地質(zhì)氣象災(zāi)害 [M].北京：氣象出版社， 2022:7984 [7] 丁金才 .GPS 氣象學(xué)及其應(yīng)用 [M].北京：氣象出版社， 2022:153 [8] 葛秀珍 . 國(guó) 外 地 質(zhì) 災(zāi) 害 調(diào) 查 、 監(jiān) 測(cè) 、 預(yù) 警 預(yù) 報(bào) [DB/OL]. 2022 [9] 焦明連 .GNSS 氣象探測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用 [J].測(cè)繪科學(xué)， 2022， 33:149150 [10] 余學(xué)祥 . GPS 變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化 [M].南京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2022:125 [11] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民 .GPS 測(cè)量原理及應(yīng)用 [M].武漢：武漢大學(xué)出版社， 2022:1342 [12] 黃丁 發(fā) .GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與方法 [M].北京：科學(xué)出版社， 2022:112 [13] 丁俊杰，胡昌華 . 連 續(xù) 運(yùn) 行 基 準(zhǔn) 站 系 統(tǒng) CORS 綜述 [EB/OL]. 2022 [14] 張書余 .地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)基礎(chǔ) [M].北京：氣象出版社 .2022:1320 [15] 李國(guó)平，黃丁發(fā) .GPS 氣象學(xué)研究及應(yīng)用的進(jìn)展與前景 [J].氣象科學(xué)， 2022， 25(6):651661 [16] 周勇 .崩、滑、流災(zāi)害的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 [J].西部探礦工程， 2022， (2):170174 [17] 易慶林，曾懷思，黃海峰 .基于 GPS 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的某滑坡變形分析 [J].地質(zhì)科學(xué)情報(bào)， 2022， 29(6):106109 [18] 黃俊華，陳文森 .連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用 [M].北京：科學(xué)出版社 .2022:162 [19] Vollath U.， Landau H.， Chen X. M. Network RTK concept and performance. International SympoSium on GPS/ [20] Herbert Landu， Ulrich Vollath， Xiaoming Reference Stations versus Broadcast Solutions in Network RTKAdvantages and Limitations 34 第二屆“北斗杯”全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀作品（大學(xué)組） 科幻小文章 北斗問鼎 作者： 池晶琳，許曉琳 指導(dǎo)教師： 劉友文 （閩江學(xué)院地理科學(xué)系 ，福州 閩侯大學(xué)城， 350108） 【摘要】 本文講述了公元 2100 年發(fā)生的北斗問鼎事件， 對(duì)未來的北斗系統(tǒng)在各方面的發(fā)展做了大膽的設(shè)想，同時(shí)著眼于未來， 反映 了 衛(wèi)星 導(dǎo)航 是未來生活不可缺少的一種信息工具 ，希望能對(duì)未來北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展有所幫助。 — 撰寫驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，準(zhǔn)備驗(yàn)收。 — 對(duì)采集的數(shù)據(jù)組建數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算出各項(xiàng)影響因子的閾值。 — 對(duì)研發(fā)的軟件進(jìn)行測(cè)試和完善。 以上各種實(shí)驗(yàn)條件，將為本項(xiàng)目的順利實(shí)施提供必須的工作條件和良好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)。 （ 2）階段目標(biāo)： ①可行性研究：根據(jù)已有的基礎(chǔ)條件和技術(shù)水平對(duì)項(xiàng)目方案是否可行進(jìn)行研究； ②方案設(shè)計(jì)：對(duì)項(xiàng)目方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并做出細(xì)化； ③方案論證：對(duì)設(shè)計(jì)出的方案進(jìn)行論證，進(jìn)一步完善方案； ④系統(tǒng)開發(fā)：根據(jù)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)； ⑤示范應(yīng)用：將開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行示范應(yīng)用以驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，根據(jù)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)做出完善。局域網(wǎng)絡(luò)主要用于基準(zhǔn)站與數(shù)據(jù)中心之間的通信，無線網(wǎng)絡(luò)用戶監(jiān)測(cè)點(diǎn)與數(shù)據(jù)中心的通信、警報(bào)信息的發(fā)布。G N S S 氣 象 學(xué)衛(wèi) 星 星 歷G P S 衛(wèi) 星G P S 接 收 機(jī)地面氣壓大氣參數(shù)傳 感 器 技 術(shù)巖土參數(shù)實(shí) 時(shí) 處 理 變 形 信 息 軟 件 實(shí) 時(shí) 處 理 降 水 信 息 軟 件 無線網(wǎng)絡(luò)實(shí) 時(shí) 進(jìn) 行 專 家 決 策 系 統(tǒng) 軟 件廣 播手 機(jī)將 災(zāi) 害 信 息 通 知 群 眾 、 政 府 。 （ 3）技術(shù)路線 基于 GNSS 山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)路線如圖 3 所示： 變 形 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) 軟 件防 火 墻手 機(jī) 用 戶監(jiān) 測(cè) 子 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 子 系 統(tǒng)警 報(bào)子 系 統(tǒng)短信警報(bào)遵 循 N t r i p 協(xié) 議 和 T C P / I P無 線 網(wǎng) 絡(luò)無 線 網(wǎng) 絡(luò)交 換 機(jī)路 由 器……降 水 量 預(yù) 測(cè) 系 統(tǒng) 軟 件專 家 決 策 預(yù) 警 系 統(tǒng) 軟 件村 鎮(zhèn)廣 播 警 報(bào)政 府決 策 信 息G P S氣 象 傳 感 器C O R S 接 收 機(jī)30 圖 3 地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與 預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)流程圖 ①監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)點(diǎn)和主基準(zhǔn)站組成，監(jiān)測(cè)點(diǎn)合理、均勻分布于山體上，并在其上面安置具有無線網(wǎng)絡(luò)通信功能的 GPS 接收機(jī)實(shí)時(shí)接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)安置氣壓、溫度、濕度等氣象傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)其附近的氣象信息，另外在監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近的土壤里面安裝水汽含量探測(cè)器；主基準(zhǔn)站設(shè)置于地質(zhì)穩(wěn)定的地方，在其上面安置 CORS 專用接收機(jī)和氣象傳感器，主要用該基準(zhǔn)站監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)與其空間相對(duì)位置的位移信息和預(yù)測(cè)降水量。歐美等國(guó)家的先進(jìn)做法可以借鑒，但必須考慮到我國(guó)如今的國(guó)情。為了直接從載波相位觀測(cè)值中提取變形信息，運(yùn)用單歷元直接解算 GPS 變形監(jiān)測(cè)信息的方法，避免模糊度的解算、周跳的探測(cè)與修復(fù)，不解算基線向量，得到毫米級(jí)的變形信息，同時(shí)保證了定位的精度。 （ 4）傳感器的集成技術(shù)研究 研究不同傳感器的集成技術(shù)及它們的數(shù)據(jù)傳輸、融合方法。該系統(tǒng)的成功運(yùn)行 將極大地減輕人們對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的惶恐感，減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類帶來的傷害與損失，為人們生活得更加安定提供了保障，同時(shí)為防災(zāi)減災(zāi)，政府決策提供了依據(jù)，具有一定的社會(huì)價(jià) 值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該技術(shù)特別適用于解決大面積的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，快速，經(jīng)濟(jì)。該方法具有價(jià)格低廉、監(jiān)測(cè)時(shí)間短、可遙測(cè)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。所得圖片信息是滑坡地表變化的實(shí)況記錄。該方法可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè) ， 具有全天候、高精度、全自動(dòng)等 優(yōu)點(diǎn)。 目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害研究的項(xiàng)目很多。面對(duì)這些居高不下的數(shù)字，我們不得不來思考如何應(yīng)對(duì)那些自然因素或人為因素造成的災(zāi)害?！疤煜笫揪闭f認(rèn)為“天意不可違”，一旦遭受災(zāi)害懲罰只能以祈禱、悔過等方法消災(zāi)解禍 [1]。數(shù)據(jù)中心采用相關(guān)的軟件，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，以獲得可降水量和山體的變形信息，而后專家決策系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析和決策。文本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)除了可以滿足一般民用，如車載導(dǎo)航，也可滿足一般測(cè)繪需要。由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的基礎(chǔ)上擁有通信功能，本文設(shè)計(jì)的客戶端不僅具有其他導(dǎo)航軟件所具有的功能，同時(shí)還可以與其他用戶通信，這是本系統(tǒng)的創(chuàng)新所在。當(dāng)所有結(jié)點(diǎn)置于紅點(diǎn)集時(shí)，迭代完成。在一般條件下，路徑最短的路徑即為最優(yōu)路徑。在傳感器由于信號(hào)遮擋等情況而無法定位時(shí)，直接利用之前的有效匹配點(diǎn)作為即時(shí)匹配點(diǎn)。當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)沒有做濾波處理時(shí)，定位誤差較大，此時(shí)可通過地圖匹配對(duì)定位點(diǎn)進(jìn)行糾正。這種濾波方法對(duì)主濾波器部分不進(jìn)行濾波處理，只對(duì)來自不同傳感器的定位數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)綜合。文獻(xiàn) [6]提到另外一種辦法，提出了一種基于聯(lián)合卡爾曼濾波理論和地圖匹配技術(shù)的高精度車載導(dǎo)航系統(tǒng)定位。因此對(duì)北斗定位結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，提高定位精度是很有必要的。 圖 5 界面效果圖 客戶端技術(shù)難點(diǎn)實(shí)現(xiàn) 北斗系統(tǒng)定位結(jié)果糾正 北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供快速定位服務(wù)。 圖 4 用戶一次通訊流程示意圖 發(fā) 送 通 訊 請(qǐng) 求高 級(jí) 用 戶是 否加 密 通 訊數(shù) 據(jù) 包加 密 通 訊 數(shù)據(jù) 包通 過 導(dǎo) 航 衛(wèi) 星投 遞 地 面 服 務(wù)站通 過 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 發(fā)送 至 客 戶 端 服 務(wù)商 中 繼 服 務(wù) 器通 過 衛(wèi) 星 投遞 目 標(biāo) 用 戶通 過 無 線 網(wǎng) 絡(luò)發(fā) 送 至 目 標(biāo) 用戶否與 目 標(biāo) 用 戶建 立 連 接發(fā) 送 加 密數(shù) 據(jù) 包是目 標(biāo) 用 戶接 受 數(shù) 據(jù)包 并 解 密目 標(biāo) 用 戶回 復(fù) 信息 、 投 遞定 位 信 息是圖 4 用 戶 一 次 通 訊 流 程 示 意 圖否等 待 響 應(yīng)收 到 響 應(yīng) 信 號(hào)發(fā) 送 用 戶 產(chǎn)生 通 訊 需 求21 客戶端界面設(shè)計(jì) 本例中客戶端從大的功能上分為瀏覽、導(dǎo)航與通訊功能，因此在界面上也可以劃分為瀏覽界面、導(dǎo)航界面與通訊界面。目標(biāo)用戶接到 連接請(qǐng)求后，若確認(rèn)則建立連接，否則本次請(qǐng)求失敗?；陬愃频脑?，本例中移動(dòng)導(dǎo)航客戶端將根據(jù)用戶級(jí)別的不同設(shè)計(jì) 2 種不同的用戶通訊方式（如圖 4 所示）。北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)區(qū)別于 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是其具有短文通訊功能。然后客戶端將測(cè)量信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的定位服務(wù)中心 ，由服務(wù)中心基于測(cè)量信息解算用戶當(dāng)前所出的位置。利用北斗系統(tǒng)的高精確定位特色，結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋并能夠提供基站定位服務(wù)的特點(diǎn)，發(fā)展而來網(wǎng)絡(luò)輔助全球定位系統(tǒng)可以解決這一問題。在整個(gè)模塊設(shè)計(jì)中，對(duì)北斗定位結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理以及自動(dòng)進(jìn)行路徑規(guī)劃是客戶端設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，后文將具體介紹這兩點(diǎn)的解決方案。 導(dǎo)航定位模塊設(shè)計(jì) 該模塊主要提供移動(dòng)導(dǎo)航功能以及路徑規(guī)劃 功能。根據(jù) XML 定義布 局生成 MapView 對(duì)象并添加 一個(gè)ArcGISTiledMapServicesLayer，就能夠完成地圖顯示功能的設(shè)計(jì)。因此可以利用該接口，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)從而實(shí)現(xiàn)查詢?yōu)g覽模塊的設(shè)計(jì)。查詢?yōu)g覽需要使用 GIS 空間數(shù)據(jù)查詢功能，能提供搜索地區(qū)周邊交通、服務(wù)信息查詢，并且能夠顯示地圖矢量數(shù)據(jù)；導(dǎo)航定位功能需要通過地圖匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)北斗定位誤差的修正，同時(shí)用 Dijkstra 算法和 A* 算法 [1]等路徑分析算法實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，并當(dāng)使用車載模式時(shí)以語音提示方式進(jìn)行導(dǎo)航；用戶通訊模塊則依據(jù)用戶級(jí)別的不同，結(jié)合北斗系統(tǒng)具有短文通訊這一特色功能，分別對(duì)普通用戶使用網(wǎng)絡(luò)注冊(cè) ID 驗(yàn) 證通過客戶端服務(wù)商中轉(zhuǎn)服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通訊，對(duì)高級(jí)用戶使用北斗用戶 ID 驗(yàn)證通過北斗系統(tǒng)地面服務(wù)站進(jìn)行衛(wèi)星專屬互聯(lián)通訊。這兩種數(shù)據(jù)應(yīng)該選用不同的方式進(jìn)行存儲(chǔ)表達(dá)。而當(dāng)需要自行設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，主要利用包 括道路網(wǎng)幾何形狀、道路等級(jí)、道路特征、交通規(guī)則、地理邊界、興趣點(diǎn)與路標(biāo)等與導(dǎo)航需求有關(guān)的信息來構(gòu)建?；谶@種趨勢(shì)，本例選用 Android 系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)平臺(tái)。 WinCE 系統(tǒng)由于以上特點(diǎn)并且繼承了傳統(tǒng)的 Windows 圖形界面，同時(shí)具有傳統(tǒng) PC 系統(tǒng)相同的 Windows API，因此常被選用作為嵌入式終端的系統(tǒng)平臺(tái)。本文針對(duì)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有定位和通訊功能的特點(diǎn)，進(jìn)行了北斗二代定位技術(shù)的移動(dòng)導(dǎo)航客戶端設(shè)計(jì)探討。 2022 年至今，我國(guó)又發(fā)射了 7 顆衛(wèi)星，北斗二號(hào)即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組網(wǎng)工作正在按計(jì)劃順利推進(jìn)。并對(duì)其系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、功能模塊和用戶界面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 （ 4）授時(shí)精度（相對(duì)于控制中心時(shí)間系統(tǒng)）：?jiǎn)蜗騻鬟f精度為 100ns；雙向?yàn)?20ns。 通過對(duì)北斗系統(tǒng)雙向通信功能的有效應(yīng)用，監(jiān)控中心就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所轄運(yùn)鈔車的有效管理與監(jiān)控。由于監(jiān)控中心內(nèi)安裝的是北斗指揮型用戶機(jī)，它能獲取其下屬用戶機(jī)的位置信息，并顯示在電子地圖上，完成了對(duì)運(yùn)鈔車的實(shí)時(shí)跟蹤。運(yùn)鈔車接收到這條路線后，將其顯示在 GIS 地圖上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。設(shè)置一計(jì)數(shù)器用于保存運(yùn)鈔車停留在某處的時(shí)間，如某次獲得的位置信息與前一次的值相同，計(jì)數(shù)器值自動(dòng)加一，否則清零。 //計(jì)算運(yùn)鈔車偏離規(guī)定路線的距離 double distanceA = lenA*SinAB。 double lenB = sqrt(pow( ) + pow( ))。 具體思路是：監(jiān)控中心在取得運(yùn)鈔車的現(xiàn)行位置后，將其轉(zhuǎn)換到 GIS地圖中 ，然后分別計(jì)算轉(zhuǎn)換后的那一個(gè)點(diǎn)到組成指定路線的一系列的線段的距離，取其中的最小值，便可以得出偏離路線的距離。如果監(jiān)控中心判斷運(yùn)鈔車偏離了指定路線或者在非規(guī)定的位置停留過久，則通過北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)向運(yùn)鈔車發(fā)出警告信息，同時(shí)通過內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)向相關(guān)安全部門報(bào)警； 四、 通過相關(guān)的技術(shù)遙控控制運(yùn)鈔車，使車輛斷油，斷電。由圖可見，監(jiān)控中心以北斗系統(tǒng)的指揮型用戶機(jī)為基礎(chǔ)。 12 圖 2 車載單元組成框圖 其中 ，車載單元里內(nèi)嵌的北斗普通用戶機(jī)是實(shí)現(xiàn)運(yùn)鈔車定位的關(guān)鍵單元，它的組成可分為天線、高頻模塊、中頻數(shù)字信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)處理終端軟硬件模塊以及電源模塊，其主要組成及信號(hào)流程如圖 3。所以，該系統(tǒng)并不存在無線通信的困難，監(jiān)控中心發(fā)向車載單元的控制信息，以及地面 中心發(fā)向車載單元和監(jiān)控中心的定位信息都通過北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，由于北斗衛(wèi)星的信號(hào)覆蓋了整個(gè)中國(guó)大陸，所以這種通信是真正的無盲區(qū)通信。 2 設(shè)計(jì)方案