第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成 功,。如今,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)覆蓋了全球1/3的陸地,,使亞太地區(qū)40億人口受益,,其精度也與GPS相當(dāng),。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍在接受記者采訪時(shí) 表示,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有無盡的潛力,,隨著北斗系統(tǒng)2020年具有全球服務(wù)能力,,其在開發(fā)與應(yīng)用中將發(fā)揮更大的效益?!氨倍肥侵袊谋倍?,更是世界的北 斗,。”
在某種程度上,,可以說北斗系統(tǒng)是中國在世界科技競爭中最具競爭力的代表,。它同時(shí)也是“中國造”的品牌代言人。
2020年服務(wù)全球
記者:北斗導(dǎo)航的原理是什么,?
謝軍:熟悉GPS的人都知道,,衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)際上是通過測量衛(wèi)星和地面站之間的距離以及確定它們之間的時(shí)鐘關(guān)系,來明確衛(wèi)星的位置信息,。在已知衛(wèi)星的位置和時(shí)間信息之后,,地面用戶同時(shí)接收到四顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信號之后就可以解算出自己的位置,這就是衛(wèi)星導(dǎo)航定位的原理,。
記者:之前第八顆衛(wèi)星發(fā)射成功后就可以導(dǎo)航定位,,后來為何還要發(fā)射那么多衛(wèi)星?
謝軍:從導(dǎo)航衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)來講,,主要考慮四個(gè)因素:覆蓋范圍,、可用性、完好性,、連續(xù)性,。第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星入軌后,,從原理上來講,,可實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)對 區(qū)域范圍提供連續(xù)、穩(wěn)定的服務(wù)能力,。但為了提高整個(gè)星座的穩(wěn)定性,,需要增加一些衛(wèi)星,這樣可使用戶在同一時(shí)間內(nèi)接收到更多的衛(wèi)星信號,,能夠更方便地計(jì)算出 來自己的位置,。另外,增加衛(wèi)星數(shù)量還能提高終端用戶導(dǎo)航定位的精度,。
記者:導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度取決于哪些因素,?
謝軍:定位精度是導(dǎo)航系統(tǒng)里最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。定位精度與導(dǎo)航衛(wèi)星,、地面運(yùn)控,、用戶終端都有密切關(guān)系。從技術(shù)上來講,,這幾部分都存在著測量誤差和時(shí)鐘誤 差,,而且還有星歷誤差,大氣層,、電離層影響,,這些都是影響定位精度的重要因素,。如果這些誤差修正得好,用戶機(jī)的定位精度就高,。當(dāng)然,,用戶機(jī)的工作環(huán)境可能 存在干擾,這也會(huì)影響定位精度,。還有就是衛(wèi)星星座的幾何構(gòu)型,,構(gòu)型好對提高定位精度也是很重要的。
記者:我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”戰(zhàn)略如今進(jìn)展如何,?
謝軍:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思路是先區(qū)域,、后全球。采取“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略,。第一步,,建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗(yàn)系統(tǒng),形成區(qū)域有源定位與導(dǎo)航服務(wù)能 力,;第二步,,完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射,建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng),,形成區(qū)域無源服務(wù)能力,,向亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航,、授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù),;第三步,建成 由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,形成全球無源定位服務(wù)能力,。
2012年,北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)迎來從第十一顆到第十五顆5星密集發(fā)射期,,其中,,第十二、第十三顆衛(wèi)星以及第十四,、第十五顆衛(wèi)星均為一箭雙星發(fā)射,。 2012年10月25日,第十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射,,北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)完成了所有衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),。至此,北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)空間段由分布在不同軌 道的14顆衛(wèi)星組成星座,,即5顆地球靜止軌道衛(wèi)星,、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中軌道衛(wèi)星。中國全面完成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè),,形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的 服務(wù)能力,。
目前,,前兩步已實(shí)現(xiàn),中國成為 世界上第四個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國家,。中國最新發(fā)射的兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星與此前的北斗衛(wèi)星相比有了重大突破,,部件國產(chǎn)化率提高到98%,其“心臟” “慧腦”“鐵骨”等關(guān)鍵器部件全部為國產(chǎn),。到2020年,,將完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng),為全球用戶提供服務(wù),?! ”倍穼?dǎo)航精度與GPS相當(dāng) 記者:你之前 也談到,我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供的既有有源定位,,也有無源定位,,這是我們的一個(gè)特色?
謝軍:GPS現(xiàn)在所提供的服務(wù)叫無源定位,。意思是,,用戶可以不用發(fā)射任何信號,就可以免費(fèi)接收衛(wèi)星的信號,,實(shí)現(xiàn)對自己位置的定位,。北斗系統(tǒng)提供的是兩種 服務(wù),一種就是跟GPS相同的,,在區(qū)域范圍內(nèi)可以讓用戶免費(fèi)的直接接收衛(wèi)星信號,,實(shí)現(xiàn)定位。另一種是有源定位,,用戶可以把自己的位置報(bào)告給其他的網(wǎng)絡(luò)或指 揮控制中心,,最終實(shí)現(xiàn)定位,。有源定位在調(diào)度系統(tǒng)以及指揮系統(tǒng)上應(yīng)用是非常廣泛的,,它能實(shí)現(xiàn)地面快速定位,相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的指揮調(diào)度將變得更加容易,,打個(gè)比 方,,就跟公共汽車的調(diào)度室一樣,你的位置我們能馬上知道,,過去你那里多長時(shí)間也算得到,。這種有源定位是北斗的特色,從衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的趨勢上來講,,也是我們 應(yīng)該堅(jiān)持的,。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)之一就是在2020年建成有源導(dǎo)航定位、短報(bào)文功能,。這是目前GPS等沒有的功能,。短報(bào)文功能,,是衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星 或北斗地面服務(wù)站之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向的信息傳遞,GPS只能單向傳遞,。與第一代雙星系統(tǒng)相比,,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開始呈現(xiàn)出更多特點(diǎn)和優(yōu)勢。
記者:我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星為何比GPS還多,?
謝軍:相比美國GPS系統(tǒng)擁有的24顆衛(wèi)星,,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要多出11顆衛(wèi)星。因?yàn)樗煽臻g段,、地面段和用戶段三部分組成,,空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi) 星和 30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面段包括主控站,、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站,,用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。我們的衛(wèi)星比 GPS多,,是因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)的星座設(shè)計(jì)不同,。
北斗是中國的也是世界的
記者:北斗導(dǎo)航和美國的GPS相比還有多大距離?
謝軍:衛(wèi)星導(dǎo)航這個(gè)領(lǐng)域,,美國確實(shí)是領(lǐng)先一步,,它的GPS應(yīng)該是在1994年就提供服務(wù)了,我國在1994年正式啟動(dòng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)時(shí),,差不多比 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)晚了20年,。這對我們來說是一個(gè)巨大的壓力,也是動(dòng)力,。我們2000年才駛?cè)胍粋€(gè)快車道,。2004年的時(shí)候,我們只有有源定位這一個(gè)通道,, 所以用戶數(shù)量很受限制,。相對于GPS不受限制的用戶數(shù)量,跟他們是沒法比的,,可能連他們的萬分之一都不到,。2012年年底,我們基本上能覆蓋亞太大部分地 區(qū),,實(shí)現(xiàn)了在中國及周邊地區(qū)提供這個(gè)有源和無源服務(wù),,我們現(xiàn)在還處在一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。如今,,在中國或中國周邊地區(qū),,我們跟GPS水平相當(dāng)。
從應(yīng)用的角度來講,應(yīng)該說還不如GPS,,但從精度上來講,,已經(jīng)和GPS相當(dāng)。加上我們配套的地面增強(qiáng)系統(tǒng),,應(yīng)該說現(xiàn)在精度是米級的,,個(gè)別行業(yè)的一些企業(yè) 已經(jīng)做到了優(yōu)于米級這樣的水平。當(dāng)然,,用戶愿意用北斗就用北斗,,愿意用GPS就用GPS,我相信由于北斗的一些特色,,最后北斗的用戶一定是會(huì)越來越多的,。 北斗是中國的北斗,也是世界的北斗,?! ∮帽倍凡粨?dān)心老人走丟
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與老百姓的生活密切相關(guān)。目前市場熱炒的“車聯(lián)網(wǎng)”,、“可穿戴設(shè)備”,、“物聯(lián)網(wǎng)”等概念都與北斗密不可分。以“可穿戴設(shè)備”為例,,國內(nèi)已有 公司推出基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng),,與物聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)等相關(guān)的產(chǎn)品,。終端為老人提供一鍵通話,、一鍵緊急求助、語音提醒及血壓,、心電等醫(yī)療數(shù)據(jù)無線采集等 應(yīng)用,。老人帶上終端產(chǎn)品后,將連上智能服務(wù)平臺(tái),,家人可隨時(shí)了解老人的位置,、身體狀況,并可以進(jìn)行防護(hù)圈設(shè)置和語音提醒等,,與醫(yī)護(hù)人員聯(lián)系,。
此外,,北斗在自駕游,、探險(xiǎn)游等旅游領(lǐng)域也有作為。對于登山愛好者來說,,發(fā)生事故后,,北斗定位服務(wù)可以保障其隨時(shí)獲得救援。
記者:現(xiàn)在美國有GPS,俄羅斯也有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,歐洲也有自己的一套系統(tǒng),。有必要搞這么多導(dǎo)航系統(tǒng)嗎?
謝軍:其實(shí)之前美國的專家也說過這個(gè)問題,,他們說,,世界上真的需要四大系統(tǒng)還是幾大系統(tǒng)嗎?每一個(gè)系統(tǒng)都需要20多顆衛(wèi)星構(gòu)成一個(gè)自己獨(dú)立的網(wǎng),,那么四 大系統(tǒng)將來肯定就是上百個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星,,有這種需求嗎?但后來我們發(fā)現(xiàn),,實(shí)際上各國有自己的一些特殊的要求,,但最終受益的還是用戶,他就可以選北斗也可以選用 GPS,,非常便利,,精度也會(huì)非常高。由于有了兼容的基礎(chǔ),,用戶的選擇更多,,提供的服務(wù)也更多。
記者:用我們自己的系統(tǒng)更加安全,?
謝軍:我們知道,,任何一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),就包括現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)都有后門,,你用別人的系統(tǒng)后門鑰匙在別人手里掌握,,我自己的系統(tǒng)我自己應(yīng)該說是非常放心的。在 2010年之前,,我們有一些關(guān)鍵的元器件還是要依賴于國外的進(jìn)口,,比如像一些計(jì)算機(jī)的處理芯片,還有一些存儲(chǔ)器,,大規(guī)模的集成電路,。但之后,北斗衛(wèi)星上的 一些大的部件全部都是我們自己研發(fā)出來的,,原子鐘也好,,大功率放大器也好,還有一些精密的測量部件,,全部都是我們國家的企業(yè)自己研發(fā)出來的,。
記者:與GPS相比,北斗系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢,?
謝軍:首先是兼容互操作,。這將會(huì)給用戶帶來很多好處,因?yàn)橛脩粼谕粫r(shí)間內(nèi)可以收到更多導(dǎo)航衛(wèi)星的信息,解算自己的位置,、速度,、時(shí)間就更加方便,同時(shí)精 度也更高,。北斗系統(tǒng)做到與其他系統(tǒng)兼容后,,你可以在北斗信號強(qiáng)的時(shí)候使用北斗,用GPS來幫助你修正,,輔助提高導(dǎo)航服務(wù)精度,。早在幾年前,不少企業(yè)已開始 嘗試制造能接收北斗,、GPS和格洛納斯系統(tǒng)的接收機(jī)了,。全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)達(dá)成兼容互操作協(xié)議之后,系統(tǒng)間的兼容使用是完全沒有問題的,。
其次,,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)之一就是在2020年建成有源導(dǎo)航定位,短報(bào)文功能,。這是目前格洛納斯,、GPS等沒有的功能。
記者:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用前景如何,?
謝軍:自2012年12月27日正式提供區(qū)域服務(wù)以來,,北斗導(dǎo)航區(qū)域系統(tǒng)一直在連續(xù)、穩(wěn)定,、可靠運(yùn)行,,其服務(wù)覆蓋了全球1/3的陸地,使亞太地區(qū)40億人口受益,,體現(xiàn)了中國的責(zé)任和地位,。
北斗工程的實(shí)施帶動(dòng)了我國衛(wèi)星導(dǎo)航、測量,、電子,、元器件等技術(shù)的發(fā)展。在我國的交通,、通信,、電力、測繪,、防災(zāi)救災(zāi)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,,帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型 升級。具體到普通人的生活中,,它可以為我國周邊地區(qū)提供連續(xù)穩(wěn)定可靠的導(dǎo)航以及定位等服務(wù),,我們有很多系統(tǒng),、很多用戶,,在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,、大地測繪以及農(nóng) 業(yè)、漁業(yè)應(yīng)急救災(zāi)指揮調(diào)度方面具有獨(dú)特的功能,。
打個(gè)比方,,老百姓每個(gè)人家里車都是標(biāo)配車載導(dǎo)航儀,就是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用范例,,同時(shí)現(xiàn)在有一些休閑旅游的指示的手表,,還有一些指示器也是利用我們衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。將來我們還將建成服務(wù)全球的導(dǎo)航系統(tǒng),,可以說,,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有著堅(jiān)強(qiáng)的實(shí)力和無盡的潛力。