2020年6月23日9時(shí)43分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射升空。隨著衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的55顆衛(wèi)星全部發(fā)射入網(wǎng)。至此，北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)正式成功。

在當(dāng)年《中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2019）》中，就早已提到：一個(gè)由北斗系統(tǒng)提供時(shí)空數(shù)據(jù)、由5G通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智慧感知與傳輸、由大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)海量時(shí)空數(shù)據(jù)的分析與挖掘、由云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泛在的智能化處理的智慧城市建設(shè)技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐體系，正逐漸完備。

1、地理信息系統(tǒng)GIS

今天，我們要了解的就是衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)的基礎(chǔ)：地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System，或 Geo－Information system），有時(shí)又被稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

位置與地理信息既是LBS（基于位置的服務(wù)Location Based Services）的核心，也是LBS的基礎(chǔ)。一個(gè)單純的經(jīng)緯度坐標(biāo)只有置于特定的地理信息中，代表為某個(gè)地點(diǎn)、標(biāo)志、方位后，才會(huì)被用戶認(rèn)識和理解。用戶在通過相關(guān)技術(shù)獲取到位置信息之后，還需要了解所處的地理環(huán)境，查詢和分析環(huán)境信息，從而為用戶活動(dòng)提供信息支持與服務(wù)。

GIS屬于信息系統(tǒng)的一類，不同在于它能運(yùn)作和處理地理參照數(shù)據(jù)。地理參照數(shù)據(jù)描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性，在GIS中的兩種地理數(shù)據(jù)成分：空間數(shù)據(jù)，與空間要素幾何特性有關(guān)；屬性數(shù)據(jù)，提供空間要素的信息。地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)合稱3S系統(tǒng)。

2、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在中國的優(yōu)勢

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是第一個(gè)采用三頻定位的衛(wèi)星系統(tǒng)，通過三個(gè)不同頻率的信號可以有效消除定位的時(shí)候產(chǎn)生的誤差，并且多個(gè)頻率的信號可以在某一個(gè)頻率信號出現(xiàn)問題的時(shí)候改用其他信號，提高定位系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。衛(wèi)星定位精度更高。

北斗具有短報(bào)互文的功能。這個(gè)功能簡單來說就是用衛(wèi)星來發(fā)短信，不像現(xiàn)在普通消費(fèi)者手中的手機(jī)那樣，必須要周圍有移動(dòng)運(yùn)營商的通訊基站才可以發(fā)短信。這項(xiàng)應(yīng)用在實(shí)際中作用是非常大的，因?yàn)楸倍返亩虉?bào)互文功能，你不僅可以知道你在哪里，你還可以告訴其他人你在哪里。

安全、方便。北斗最大的好處在于這是中國人獨(dú)立自主研發(fā)的。中國的軍隊(duì)可以依靠北斗來給武器和載具提供定位導(dǎo)航，不再依賴于GPS服務(wù)。

有源定位和無源定位。有源定位是需要用戶的接收機(jī)自己來發(fā)射信號來與衛(wèi)星通訊，無源定位則不需要，北斗定位第二代采用的是無源定位。當(dāng)用戶的上空衛(wèi)星數(shù)量很少時(shí)，仍然可以定位。目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)具備短報(bào)文通訊服務(wù)，這項(xiàng)功能在全球定位系統(tǒng)中是一次技術(shù)的突破，而美國的GPS只能是單向通訊，而中國的北斗已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雙向性的通訊功能，這一功能在處理重大事件中使用性相當(dāng)高。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，滿足中國國家安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求；同時(shí)發(fā)展的北斗相關(guān)產(chǎn)業(yè)，可以極大地滿足中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善。

3、淺析北斗系統(tǒng)的應(yīng)用場景

目前，北斗系統(tǒng)提供服務(wù)以來，已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報(bào)、通信授時(shí)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，服務(wù)國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)已被電子商務(wù)、移動(dòng)智能終端制造、位置服務(wù)等廠商采用，廣泛進(jìn)入中國大眾消費(fèi)、共享經(jīng)濟(jì)和民生領(lǐng)域，應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)不斷涌現(xiàn)，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。

1）手機(jī)的芯片

80%的手機(jī)芯片支持北斗，在這些手機(jī)上使用高德地圖，即可使用到北斗系統(tǒng)的定位服務(wù)。北斗對出行最直接的影響是定位更準(zhǔn)，高德的衛(wèi)星定位和傳感器融合技術(shù)，能在衛(wèi)星信號丟失后，依據(jù)傳感器進(jìn)行慣性導(dǎo)航，用戶即使在進(jìn)入隧道或者停車場也可以獲得準(zhǔn)確的位置更新。常規(guī)的衛(wèi)星定位只能實(shí)現(xiàn)10米精度，北斗在出行領(lǐng)域的另一個(gè)應(yīng)用場景是高精定位，以采用了高德高精定位的汽車AR導(dǎo)航為例，當(dāng)用戶出行時(shí)，可以知道何時(shí)并線，走哪個(gè)車道，擁有更好的駕駛體驗(yàn)。

2）公共領(lǐng)域的應(yīng)急指揮救援系統(tǒng)

基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的指揮救援系統(tǒng)，是利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，由移動(dòng)車輛獲取自身的空間位置信息（PVT），然后利用地面公眾無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（GAM\CDMA\3G\4G）作為信息傳輸鏈路，建立對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控、指揮，重點(diǎn)提高對野外運(yùn)動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控效率和預(yù)警能力；在地面公眾無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不能覆蓋的作業(yè)區(qū)域，則可以利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的短信息通信能力，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的位置信息上報(bào)。

3）虛擬教學(xué)

虛擬教育的方式將大數(shù)據(jù)三維可視化和全息虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合到一起，通過激光設(shè)備或攝影測量設(shè)備采集實(shí)景三維數(shù)據(jù)，對三維數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化轉(zhuǎn)換和細(xì)節(jié)還原，通過特定算法，借助專業(yè)設(shè)備讓體驗(yàn)者通入實(shí)景全息，達(dá)到身臨其境的教學(xué)效果。

眾所周知，地理測繪教學(xué)在實(shí)踐環(huán)節(jié)中易受訓(xùn)練設(shè)備、天氣條件和實(shí)訓(xùn)環(huán)境的影響，實(shí)際操作開展的困難較大，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬環(huán)境教學(xué)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境教學(xué)打通，加深學(xué)生對測繪技術(shù)的理解，強(qiáng)化教學(xué)效果。

4）古建筑三維建模

受美國著名影視制作公司MacGillivray Freeman Films的邀請，行業(yè)內(nèi)某企業(yè)曾參與了大型紀(jì)錄片“Dream Big”的中國區(qū)-長城段的影片拍攝。該紀(jì)錄片拍攝過程中，無人機(jī)首先對長城進(jìn)行激光雷達(dá)掃描并收集長城正射和傾斜攝影，然后對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和建模，對影像進(jìn)行拼接建模。通過無人機(jī)遙感技術(shù)將現(xiàn)代與傳統(tǒng)智慧完美結(jié)合，利用厘米級精度的激光雷達(dá)傳感器，真實(shí)還原古建筑風(fēng)貌，幫助人們探索古建筑背后所蘊(yùn)含的故事。

5）精準(zhǔn)營銷

目前，商業(yè)、零售業(yè)的大數(shù)據(jù)企業(yè)正在和地理信息行業(yè)企業(yè)展開積極合作。大數(shù)據(jù)企業(yè)自身技術(shù)優(yōu)勢明顯，但在地理維度工作處理中有所欠缺。地理信息技術(shù)可以將企業(yè)合作伙伴或者會(huì)員的注冊文字轉(zhuǎn)換成地理編碼，通過計(jì)算機(jī)機(jī)器學(xué)習(xí)的模型，對地址進(jìn)行切割和標(biāo)注，通過和外界數(shù)據(jù)的結(jié)合，進(jìn)而對人體進(jìn)行畫像分類，為企業(yè)精準(zhǔn)營銷、精細(xì)化運(yùn)營提供決策性指導(dǎo)。目前，這項(xiàng)基本功已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到保險(xiǎn)、零售、房地產(chǎn)等多種行業(yè)中。

6）“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”

這一概念最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代初的美國，根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。

作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)層面的核心，地理信息技術(shù)手段可依據(jù)不同作物的差異，通過衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)分析，搭載定位系統(tǒng)的智能機(jī)械、無人機(jī)噴灑農(nóng)藥等手段，最大限度地優(yōu)化各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投入，同時(shí)也保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及土地資源。

7）共享單車

忽如一夜春風(fēng)來，一時(shí)間各種顏色的共享單車出現(xiàn)在大街小巷，簡直可稱之謂“彩虹大戰(zhàn)”。

要知道，共享單車和地圖應(yīng)用的契合度極高，以位置信息為核心提供服務(wù)，其騎行導(dǎo)航服務(wù)能夠?yàn)橛脩籼峁┞肪€服務(wù)，并可通過用戶軌跡形成大數(shù)據(jù)、優(yōu)化運(yùn)營。

同時(shí)，地理圍欄也可解決共享單車爆發(fā)帶來的亂停亂放問題。對于政府和企業(yè)劃定的禁停區(qū)，開發(fā)者可通過地理圍欄手段，創(chuàng)建禁停區(qū)的多邊形地理圍欄，通過對單車定位和禁停區(qū)位置的對比，避免亂停車現(xiàn)象，減少公共資源的浪費(fèi)，帶來良好的社會(huì)秩序和城市面貌。

8）物流服務(wù)

物流是隨著商品經(jīng)濟(jì)的興起而發(fā)展起來的，完整物流服務(wù)具體包括定單管理、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、裝卸、送遞、報(bào)關(guān)、退貨處理、信息服務(wù)及增值業(yè)務(wù)。

其中，地理信息系統(tǒng)(GIS)通過特的特有功能，包括對空間和屬性數(shù)據(jù)的采集、管理、空間分析、查詢，以及對系統(tǒng)用戶行為進(jìn)行預(yù)測、監(jiān)測，為物流的規(guī)劃管理和決策提供科學(xué)依據(jù)，還可通過處理城市物流中涉及大量的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)來縮短物流時(shí)間，降低成本。

類似于京東這類物流企業(yè)，如今都會(huì)考慮新增物流規(guī)劃部，負(fù)責(zé)整合倉儲(chǔ)配送的路線規(guī)劃。地理信息行業(yè)企業(yè)應(yīng)抓住這個(gè)機(jī)遇，加強(qiáng)與外界企業(yè)的合作，穩(wěn)健自身在社會(huì)發(fā)展中的重要地位。

4、GIS未來發(fā)展前景

研究顯示，去年我國地理信息產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值近6,000億元，而且每年保持較高的增長速度，成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長點(diǎn)。地理信息獲取手段和設(shè)備更加豐富，地理信息更新速度更快。

GIS將伴隨云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等智能化技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。地理信息應(yīng)用迅速向各領(lǐng)域不斷延伸，地理信息服務(wù)既趨向綜合化又趨向個(gè)性化。移動(dòng)互聯(lián)的信息時(shí)代，大到國家大事，小到個(gè)人生活，各行業(yè)各領(lǐng)域都離不開地理信息。當(dāng)你駕車規(guī)劃路線、打開導(dǎo)航的時(shí)候，上網(wǎng)查詢景點(diǎn)、酒店、美食的時(shí)候，當(dāng)你在朋友圈分享定位，和朋友共赴約會(huì)的時(shí)候……你已經(jīng)漫游于地理信息世界了。

“普天之下，北斗照耀”

北斗、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G、人工智能等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，國內(nèi)“北斗+”的應(yīng)用將會(huì)越來越普及，越來越成熟。北斗高精度應(yīng)用的比例將會(huì)越來越大，北斗將作為中國的另一張名片走向海外，服務(wù)“一帶一路”乃至全球。