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浅析北斗系统在船舶定位中的应用姜鑫源张译丹摘要：船舶定位在軍事和民用方面有着重要价值和意义当前以GPS为主导的船舶定位手段被广泛应用于船舶航行领域推动船舶定位进入高精度的卫星定位导航时代。近年我国北斗系统正式运行各定位手段和方法满足各精度需求的船舶定位领域。本文就北斗系统在船舶定位中的应用进行深入研究。关键词：北斗;船舶定位;GPS1、船舶定位的意义船舶定位是指确定船舶在地球表面的位置。实现船舶定位具有很重要的军事和商业价值。一方面民间船公司、租家等船舶经营人可以远程监控船舶的实时动态尤其对于军方舰船的位置是具有战略价值的。另一方面对于港口管理机关可以实现港区内船舶的全部监控便于更好的安排作业计划和保障港区安全。2、船舶定位的方法和手段从技术手段看目前的船舶定位技术有如下三种陆标定位、天文定位和无线电定位。陆标定位和天文定位的优势在于方法简单使用成本低目前已经成为特殊情况下的补充手段。无线电定位无线电定位方法经过了无线电测向仪、雷达、卫星导航系统、GPS全球定位系统的发展为历程进入高精度卫星导航定位时代。[1]尤其是GPS全球定位系统凭借定位精度高可全天候实时导航定位作业操作简便等优点使其自投入使用以来在定位导航领域的发展举世关注。目前GPS全球定位系统已广泛应用于船舶定位。3、北斗系统北斗系统于2000年以2颗卫星小幅起步建成了具有位置报告、短电文通信等显著特色的北斗试验系统。使我国成为世界上第三个拥有自我卫星导航系统的国家。随后于2012年12月利用14颗卫星完成了北斗区域系统建设实现了对亚太地区的连续覆盖收到ICG认可成为世界四大卫星导航核心供应商之一[2]。计划在2020年前后建成北斗全球系统向全球提供服务。北斗系统相比其他导航定位系统起步较晚但具有RDSS双向通信功能这是其他3大卫星导航系统所不具备的也是其核心优势[3]。北斗也是第一个实现与其他三大全球系统兼容与互操作的系统[4]。北斗系统打破GPS近乎垄断市场的格局对于国家安全、促进国内相关产业发展等具有战略意义。4、北斗系统定位原理利用卫星与地面点间的距离交会出地面点位置通过精确测定卫星与船载接收机之间的距离计算出船载接收机在指定坐标系中的坐标。距离测量分为伪距测量和载波相位测量。（1）伪距测量定位通过测定卫星发射测距信号到船载接收机收到信号的时间间隔继而计算出卫星到船舶之间的伪距ρ"：ρ"=c·△t（4-1）式中c为光速;△t为信号传播的时间间隔。实际上由于信号在传播过程中会受到来自和卫星相关的误差、和传播途径有关的误差以及和接收机有关的误差这三方面的综合误差影响直接计算得到的伪距ρ"并非为卫星到船舶之间的真实距离ρ。伪距测量定位优点是速度较快对信号的强度要求不高是目前应用最广的一中定位原理;缺点是定位精度较低。（2）载波相位测量定位载波相位测量是测量北斗载波信号从卫星到船载接收机的相位变化值从而确定距离。设卫星上载波发出时刻相位为φ_0经过距离l后到达船载接收机时相位为φ1那么载波所经历过的载波相位变化为（φ1-φ0）其中包括整周数和不足一周的小数部分。其测距公式为：l=λ（n0-△φ）（4-2）式中：l为卫星到船舶接收机的距离;λ为已知载波的波长;n0为载波相位（φ1-φ0）中的整周期数部分;△φ为载波相位（φ1-φ0）中不足一周的小数部分;n0不能直接测量得到即为载波测量中的整周模糊度Δφ可以精确测量。载波相位测量同样受到上述三方面误差的影响其优点是定位精度高于伪距测量定位可实现毫米级定位;缺点是数据处理过程复杂。5、利用北斗实现船舶定位的方法北斗定位的方法有很多种根据船舶使用场景可分为单点定位和差分定位。单点定位单点定位是利用单台船载北斗接收