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北斗導(dǎo)航性能將迎來大幅提升 定位精度達到“米”級

2018-03-12
關(guān)鍵詞: 北斗導(dǎo)航 定位精度

  3月1日,全國政協(xié)委員,、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計師楊長風(fēng)接受媒體采訪時表示,接連發(fā)射的6顆北斗三號實現(xiàn)組網(wǎng),用以驗證北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的基本框架,。這6顆衛(wèi)星就包括于2月12日發(fā)射的第二十八、二十九顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。而這只是2018年北斗“大戲”的序幕。

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  據(jù)全國政協(xié)委員,、中國航天科技集團五院(以下簡稱五院)黨委書記趙小津介紹,2018年北斗三號計劃實施10次發(fā)射任務(wù),,共發(fā)射18顆衛(wèi)星,,為“一帶一路”沿線國家和地區(qū)提供基本服務(wù),并為2020年完成30余顆衛(wèi)星組網(wǎng),、實現(xiàn)全球服務(wù)打下關(guān)鍵基礎(chǔ),。后續(xù),我國還將以北斗系統(tǒng)為核心,,構(gòu)建國家綜合導(dǎo)航定位授時體系,,將在天空,、地面,、水下、室內(nèi)構(gòu)成完整體系,,顯著提升國家時空信息服務(wù)能力,。

  媲美GPS 北斗只差幾顆星

  作為我國科技領(lǐng)域中長期發(fā)展規(guī)劃的16項重大專項之一,建設(shè)高性能,、高可靠的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,既是對北斗區(qū)域系統(tǒng)的完善與升級,也是瞄準(zhǔn)世界一流衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的攀登,。

  五院北斗三號工程副總設(shè)計師,、衛(wèi)星首席總設(shè)計師謝軍介紹,相比北斗二號區(qū)域系統(tǒng),,北斗三號實現(xiàn)了多項關(guān)鍵技術(shù)突破,,能為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。系統(tǒng)建成后,,性能將與GPS相當(dāng),。

  北斗系統(tǒng)不可能像GPS那樣,在全球建立地面測控站,。為解決境外衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸問題,,研制團隊采取星間、星地傳輸功能一體化設(shè)計,,實現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星,、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通,。即使地面站無法直接聯(lián)系飛在地球另一面的北斗衛(wèi)星,但通過衛(wèi)星之間的通信,,也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,。同時,星間鏈路技術(shù)還能通過全新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,、管理策略和路由策略,,讓北斗衛(wèi)星相互測距,自動“保持隊形”,,減輕地面管理維護壓力,。

  衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性、連續(xù)性面臨著苛刻的要求,,其服務(wù)一旦中斷,,國家和社會的正常運行會受到很大影響。五院北斗三號衛(wèi)星總指揮遲軍介紹,,北斗三號衛(wèi)星具備60天以上完全自主運行能力,,即使地面站出現(xiàn)故障,仍能夠正常在軌工作,。同時該衛(wèi)星憑借多項可靠性措施,,具備故障自我診斷、修復(fù)能力,,設(shè)計壽命達10年以上,。

  星載原子鐘是確保導(dǎo)航定位精度的關(guān)鍵設(shè)備。北斗三號衛(wèi)星配置了五院西安分院抓總研制的新一代銣原子鐘,,其頻率穩(wěn)定度較北斗二號系統(tǒng)提高了10倍,,達到世界先進水平。這將使北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度由10米級跨越至米級,,測速和授時精度也同步提高一個量級,。同時北斗三號衛(wèi)星還將配置中國航天科工集團二院203所新研制的氫原子鐘,其質(zhì)量和功耗比銣原子鐘大,,但穩(wěn)定性和漂移率等指標(biāo)更優(yōu),。兩種原子鐘配合應(yīng)用,將力助北斗導(dǎo)航“指哪兒到哪兒”,。

  由“高大上”到“接地氣” 大眾應(yīng)用觸手可及

  中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其于2017年12月在國新辦發(fā)布會上介紹,,北斗與互聯(lián)網(wǎng)、云計算,、大數(shù)據(jù)融合,,建成高精度時空信息云服務(wù)平臺,推出全球首個支持北斗的加速輔助定位系統(tǒng)服務(wù)覆蓋200多個國家和地區(qū),用戶突破1億,,日服務(wù)達2億次,。

  目前北斗系統(tǒng)已形成包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端,、運行服務(wù)等較為完整的北斗產(chǎn)業(yè)體系,。

  通過開展北斗行業(yè)示范,衛(wèi)星導(dǎo)航與國民經(jīng)濟各行業(yè)實現(xiàn)了深度融合:全國有480萬輛營運車輛安裝北斗兼容終端,,形成了全球最大的北斗車聯(lián)網(wǎng)平臺,,有效加強了道路營運車輛監(jiān)控效率,提高了道路運輸安全水平,。交通運輸部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,,2016年道路運輸重大事故率和人員傷亡率相比2012年分別下降約50%。此外,,全國4萬余艘漁船安裝北斗,,累計救助漁民上萬人;借助北斗系統(tǒng),,突發(fā)重大災(zāi)情上報時間縮短至1小時內(nèi),,應(yīng)急救援響應(yīng)效率提升2倍;基于北斗的高精度服務(wù)已用于精細農(nóng)業(yè),、危房監(jiān)測,、無人駕駛等領(lǐng)域。

  不僅如此,,“5年來,,北斗由‘高大上’轉(zhuǎn)為‘接地氣’,?!比匠衅湔f,北斗系統(tǒng)的大眾應(yīng)用也觸手可及,。世界主流手機芯片大都支持北斗,,國內(nèi)銷售的智能手機北斗正成為標(biāo)配;在北京,,已有3萬多輛出租車,、兩萬余輛公交車安裝北斗;1500輛物流貨車及1.9萬名配送員,,使用北斗終端和手環(huán)接入物流云平臺,,實現(xiàn)實時調(diào)度;共享單車配裝北斗實現(xiàn)精細管理,;支持北斗的手表,、手環(huán)、學(xué)生卡,更加方便人們?nèi)粘I睢?/p>

  既要做中國的北斗 也要做世界的北斗

  2017年12月上旬,,中美雙方簽署《北斗與GPS信號兼容與互操作聯(lián)合聲明》(簡稱《聲明》),,兩大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將實現(xiàn)民用信號互操作。中科院國家授時中心副主任盧曉春認為,,該協(xié)議的簽署具有歷史意義,,將為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù),。

  此次《聲明》指出,,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國際電聯(lián)框架下實現(xiàn)射頻兼容,兩系統(tǒng)民用信號B1C和L1C實現(xiàn)互操作,。用戶可以同時使用北斗和GPS民用信號,,無需顯著增加成本就可以享受到更好的服務(wù)。

  盧曉春介紹,,根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理,,接收機需要同時“看到”至少4顆導(dǎo)航衛(wèi)星,才能實現(xiàn)定位,。如果使用單一導(dǎo)航系統(tǒng),,可能在某一區(qū)域上空衛(wèi)星數(shù)量有限,冗余不足,,一旦接收機與某顆衛(wèi)星斷開聯(lián)系,,會影響定位服務(wù)的持續(xù)性。北斗與GPS實現(xiàn)互操作以后,,相當(dāng)于把原本各自為戰(zhàn)的導(dǎo)航系統(tǒng)整合在一起,。用戶用一臺接收機能同時接收兩個系統(tǒng)的衛(wèi)星信號,GPS衛(wèi)星數(shù)量不夠,,還有北斗衛(wèi)星,,這樣一來定位的穩(wěn)定性和精度會更高。

  當(dāng)今世界,,GPS,、北斗、格洛納斯,、伽利略四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)爭奇斗艷,,若全部建成,全球?qū)Ш叫l(wèi)星將達百顆以上,。北斗系統(tǒng)始終踐行“中國的北斗,,世界的北斗”理念,要與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相互兼容,、共同發(fā)展,,造福全球“一家人”,。

  在這一原則指導(dǎo)下,北斗系統(tǒng)設(shè)計了兼容互操作技術(shù),,為用戶能在終端上接收多個信號提供了基礎(chǔ),,由此帶來的便利性將保證全球用戶利益的最大化。

  冉承其說,,多年來我國持續(xù)推動北斗系統(tǒng)國際化發(fā)展,,積極務(wù)實開展國際交流與合作。其中,,中美將開展北斗新增全球信號兼容與互操作協(xié)調(diào),,并推動增強系統(tǒng)及民航應(yīng)用、民用服務(wù)與監(jiān)測評估等領(lǐng)域合作,;中俄于2016年11月全面啟動衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)測評估服務(wù)平臺,、北斗與格洛納斯跨境運輸車輛聯(lián)合應(yīng)用示范、衛(wèi)星導(dǎo)航芯片聯(lián)合設(shè)計中心等7個合作項目,,目前正在推進星基增強系統(tǒng),、衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域教育培訓(xùn)項目等新合作;中歐已完成北斗與伽利略系統(tǒng)導(dǎo)航頻段的首輪頻率協(xié)調(diào),,協(xié)商建立了兩系統(tǒng)兼容與互操作等領(lǐng)域交流合作機制,。此外,我國還積極推動北斗系統(tǒng)進入國際民航,、國際海事,、移動通信等國際組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并廣泛參與國際衛(wèi)星導(dǎo)航組織活動,。

  如今,,中國北斗已敞開胸懷,等待世界的接納,。


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