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迄今為止我讀過的最權威最技術的一篇北斗技術訪談

2020-08-04
作者:許其鳳教授
來源: 華星智控

許教授的每一句話都有巨大的信息量,,也不用隱瞞啥,把北斗為什么要同步軌道衛(wèi)星和傾斜同步軌道衛(wèi)星,、我國原子鐘受制于人,、我們的廣域差分等問題講得非常清楚。

  感謝大會給我這樣一個機會,,來宣傳一下北斗,。

  為什么說這樣話呢?這兩年我接觸一些業(yè)務圈以外的人士,,包括用戶,。好像他們對整個北斗系統(tǒng)的了解不是特別多,或者說不是特別系統(tǒng),,存在了很多問題,,所以我覺得宣傳是一方面,建設也很重要,,讓客戶以及更多的人了解北斗,,這樣才可以使用。

  我主要向大家宣傳衛(wèi)星導航系統(tǒng),,也就是北斗系統(tǒng),。因為在座很多都是產(chǎn)業(yè)界的人士,我盡量聯(lián)系一下產(chǎn)業(yè)方面的情況和思路,。

  我是學校工作的,通俗講叫做“書呆子”這個跟產(chǎn)業(yè)不大沾邊,,有講的不到位的希望大家理解,,同時也請批評。

  產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是成敗的標志,,我指的是衛(wèi)星導航系統(tǒng),。衛(wèi)星導航系統(tǒng)成功在于廣泛的應用,并且取得效益,。這個效益不僅僅是芯片制造商的效益,,也不僅僅是整機的提供商的效益,還有應用在鐵路上,,對鐵路性能的提高產(chǎn)生什么樣的效益,,對大壩監(jiān)測上以及水力發(fā)電有什么效益,我理解這個是有廣義的,。

  另外就是相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是廣泛應用的標志,,作為衛(wèi)星導航系統(tǒng),應用的方面很多,。但是相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,標志著廣泛應用的程度如何。比如說卡片相機用的很多,這個說明數(shù)字攝影取得很大的應用?,F(xiàn)在很多人提出這樣的問題,,當然可能不是會議的,會議的時候不提,,現(xiàn)在 GPS已經(jīng)占領了市場,,北斗產(chǎn)業(yè)究竟怎么發(fā)展?說的更直接了當一點,,不說我的身價性命,,就是這點家當投進去保險嗎?這樣的問題我不能回答,。我提供北斗的情況,,請大家自己做結(jié)論。

  關于GPS占領市場,,北斗到底有沒有出路的問題,,使我想到彩電的問題。80年代是日本的彩電占領我們國家的市場,,那個時候只要看彩電不是東芝就是夏普 的,,到了90年代國產(chǎn)彩電占領了市場,短短的10年,,我們靠什么奪回的市場,?一個是相對優(yōu)越的性能,我說的相對優(yōu)越,,不是整個系統(tǒng)的性能完全超過日本,,是說在我們中國顯示的更優(yōu)越。

  日本彩電因為日本發(fā)射臺離的都比較近,,接受機靈敏度不需要很高,,信號強度夠了。但是在80,、90年代的時候,,我們國家還不是數(shù)字電視,信號并不是很強,, 距離也比較遠,,因此就出現(xiàn)一個信號。日本的彩電有雪花,,我們國產(chǎn)的彩電沒有,。優(yōu)越不優(yōu)越?優(yōu)越,,老百姓就認這個,,其實這個就是局部的優(yōu)越,,就是靈敏度提高 了。

  所以相對優(yōu)越的性能是可以做到的,,還有一個就是相對低廉的價格,。彩電是做到了,我想我們的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)應該也可以做到,。另外是方便快捷的服務,,因為我們的生產(chǎn)商、銷售商就在本地,,因此你只要出了問題,,你打電話就會有人來維修??恐@三條,,十年的時間我們把日本的彩電市場趕走,我們把彩電市場奪回來了,。

  衛(wèi)星導航系統(tǒng)的性能,,是性能相對優(yōu)越的基礎,我們說性能要優(yōu)越包括兩個方面,,一個是我的接收機,、我的用戶系統(tǒng),我的整個系統(tǒng)性能好,,還有一方面就是產(chǎn)業(yè)界有自主權的,,就是心里有數(shù)的,但是沒有數(shù)的就是整體的性能如何,。

  關于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)怎么樣,,有人說不錯,又是我們國產(chǎn)的,、自主知識產(chǎn)權、雙贏等等一大堆,,如果有人對我這么說我是不信的,,你光給出這樣的結(jié)論和標題我信不過,就是得拿出具體的東西,,我自己會判斷,,就是究竟有沒有優(yōu)勢,我試圖在這方面做點嘗試,,因此我的報告沒有結(jié)論,,我只介紹情況。

  在座的專業(yè)可能差距比較大,,我簡單把衛(wèi)星導航系統(tǒng)說一遍,,衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由一定數(shù)量分布的衛(wèi)星,包括衛(wèi)星的高度、衛(wèi)星的傾角,、衛(wèi)星的軌道組成的空間部分,,這個叫做衛(wèi)星星座,比如GPS是由24顆組成的,,叫做中軌衛(wèi)星MEO,。還有一部分是地面監(jiān)測站不斷觀測所有的衛(wèi)星,對所有衛(wèi)星計算軌道,,計算鐘差,。

  通過注入站將軌道、鐘差參數(shù)注入到衛(wèi)星,,用戶接收機利用衛(wèi)星發(fā)播的測距信號測距,,依靠衛(wèi)星的位置,用測量的距離解算自身的位置,。如果簡單點就是這三點,。

  避短揚長的北斗星座設計,一般都是揚長避短,,為什么是避短揚長呢,?這個是故意的,合適不合適大家來判斷,。首先說發(fā)展的瓶頸,,我這里側(cè)重講不利條件,這個也是和大家習慣不是很一致,,首先強調(diào)我們有多少有利條件,,然后再想有什么不利條件。作為我的觀點來講,,不利條件更重要,。

  因為你漏掉一個有利的條件,后果很可能是沒能錦上添花的,。如果你漏掉一個不利的條件,,后果可能是顛覆性的。作為發(fā)展衛(wèi)星導航,,因為我們是后發(fā)展的,,在我們前面有GPS,我們完全可以發(fā)展GPS發(fā)展我們國家自己的系統(tǒng),,我們也學習,,但是不能完全照搬。全面照搬是最簡單的問題,,也是最省事的問題,。但是我們學習GPS還是遇到一些問題,,這個是很難在全球布設監(jiān)測站,我們說高精度定軌需要衛(wèi)星全弧段的監(jiān)測,。比如我就測一小段,,這個圓畫不準的。

  有一個實際的數(shù)據(jù),,衛(wèi)星位置的誤差,,左邊是有監(jiān)測數(shù)據(jù)的,右邊是沒有監(jiān)測數(shù)據(jù),,完全靠外推的,,我觀測一小段推一段,這個位置誤差會很大,,一旦沒有監(jiān)測數(shù)據(jù),,誤差會急劇增加。

  對于繞地球的GPS衛(wèi)星是中軌道衛(wèi)星,,東西旋轉(zhuǎn),。對于這樣監(jiān)測站要全球分布,這一點美國可以做,,我們做起來有困難,。我們很難做到全球分布。

  第二個問題就是星載原子鐘相對滯后,,依靠衛(wèi)星的位置,,通過測距來解算定位,測距怎么測,?就是依靠信號傳播的距離,,距離=傳播時間×光速,如果數(shù)字錯一點,,那個誤差就大多了,。所以對于星上的鐘,所有的信號都是根據(jù)鐘來發(fā)播的,,那就要求很穩(wěn)定的度星載原子鐘,,那就是10的13次方,大約就是百萬年差一秒,。

  我們國家星載原子鐘發(fā)展相對滯后,我們也都從美國,、歐洲進口很高精度的原子鐘,,他們知道我們要搞衛(wèi)星導航系統(tǒng),結(jié)果就禁運了,,一臺也不賣給我們,。像這樣的兩個問題,,我說可以算是兩個瓶頸問題,這樣的問題很難在短時間解決,。全球布站,,我們很難短時間內(nèi)發(fā)展,這個確實有一定困難,。

  我們是想試圖從星座設計來尋求繞過瓶頸的辦法,,當然試圖的途徑很多,都曾經(jīng)進行過探視,,但是這條路我們走通了,。

  提到星座設計我們首先有三種衛(wèi)星軌道,這是全球的圖,。一種是中軌衛(wèi)星軌道MEO,,高度是兩萬千米,像GPS,,計劃鐘伽利略都是這樣的高度,,繞著全球轉(zhuǎn)。

  還有一種軌道是同步衛(wèi)星軌道,,這個是3萬6千千米,,就是要在赤道面上,同時要維持這個高度,。同步衛(wèi)星就是跟著地球一起轉(zhuǎn)的高度,,只有在這個高度才能跟地球自轉(zhuǎn)一致起來,從地球上來看就是不動的,。

  還有傾斜軌道的同步衛(wèi)星IGSO,,這個高度同GEO一樣,只不過不在赤道上,,GEO是在赤道上,,傾斜的角度我們采用是55度,在地面上觀察軌道是像“八 字型的”的軌道,,從地面上觀察來講是有不同的特點,。MEO是從東到西繞著全球轉(zhuǎn),GEO衛(wèi)星是始終不動的,,在我們國家上空發(fā)一個GEO,,我們隨時隨地都可 以看到的。IGSO衛(wèi)星是南北轉(zhuǎn),,而且有一定的弧度范圍,。

  我們說如果選擇MEO或者IGSO軌道,如果可能繞過前面講的兩個瓶頸,。因為這兩個衛(wèi)星不是東西跑,,是南北跑,,這個總跑不出我們國家,會離開我們國家的 境內(nèi),,但是不遠,,我們可以看得見,就是可以監(jiān)測的到,。這樣我們就增加了跟蹤弧段,,IGSO和GEO我可以跟蹤,如果和GPS一樣的MEO,,我們觀測的弧段 那只占全弧段的40%,,那個精度就差了。

  在國內(nèi)設站的情況下,,可以實現(xiàn)對GEO和IGSO的全弧度監(jiān)測,,這樣就解決了我們沒有辦法在全球布站的問題,這樣降低了星載原子鐘的要求,,要想取得準確 的時間,,我可以表好,比如說是歐米茄,,我也可以天天和中央人民廣播電視臺對表,,一個是表好,一個是勤對,,如果不能勤對,,那就是表好。但是如果GEO和 IGSO我隨時可以看得見,,我隨時都可以對表,,因此在國內(nèi)設站的條件下,可以實現(xiàn)勤對表,。這樣降低了對星載原子鐘的技術要求,,給我們國家發(fā)展高精度原子鐘 爭取了時間,不是不發(fā)展,,我們還是要發(fā)展,。但是想立刻拿出來,這個拿不出來,。這個不像包餃子,,這個需要一個國家,有時候需要十年,,甚至更長,。國外比我們時 間還要長,我們必須要一個發(fā)展的時間。

  我們既然避開了兩個發(fā)展的瓶頸,,我們還要充分發(fā)揮GEO和IGSO的利用率高的特點,我們不是搞全球系統(tǒng),,而是一個區(qū)域系統(tǒng),,我們一會可以看到這個區(qū)域系統(tǒng)究竟有多大。

  對于區(qū)域系統(tǒng)來講,,我們說這兩種衛(wèi)星的利用率是可以達到80%以上的,,對于MEO我們國家的區(qū)域系統(tǒng)來講40%,差了一倍,。利用率高就意味著我們可以用比較少的衛(wèi)星來達到同樣的效能,,這個是劃算的,投入性能比也比較好,。

  在具體設計當中,,經(jīng)過了很多的探測,五個GEO和五個IGSO也就是十個衛(wèi)星取得了滿意的效果,,對于覆蓋區(qū)域大體上也接近地球的三分之一,。

  作為北斗二號,第一期就是區(qū)域系統(tǒng),,第二期就是全球系統(tǒng),。第一期星座就是5GEO+5IGSO。在赤道上分布了五個紅點,,就是地球同步衛(wèi)星,,同時在藍色的地方是IGSO衛(wèi)星,紅色是不動,,藍色是沿著軌道運動,。

  如果說按照測距誤差是兩米的話,我們可以達到,,甚至更高一點,,我們估計一下這個系統(tǒng)究竟怎么樣?我們給了一個圖,,這里分成幾種顏色,,綠色、藍色,、紅色,, 綠色里面是由數(shù)字組成的。如果是6,,這個就表示24小時之內(nèi)最大的標準差是6米,。藍色的6,這個就不是6米了,,是定位精度16米,,紅色6是26米,。我們最 關心的是橙色的,為什么最關心這個呢,?這里有很多的藍色的符號,,都是美軍在我們國家周邊的軍事基地,美軍軍事基地放在這里我們不關心行嗎,?不關心我們很可 能會得到和伊拉克,、利比亞、科索沃一樣的結(jié)局,。所以把最關心的放在這里,,我們基本上6米到7米的樣子,我們精度GPS也是一樣,。

  剛才我們還講了,,采用這種衛(wèi)星是利用率非常高,充分利用了利用率高的特點,,其實這不是最早的方案,,最早的方案是采用地球同步衛(wèi)星和美國GPS一樣大MEO衛(wèi)星,這個方案已經(jīng)上報給***,,而且得到了首肯,。

  4GEO+12MEO效果是一樣,我們最關心就是北半球,,也就是說用16顆衛(wèi)星還趕不上10顆衛(wèi)星的性能好,,就是我們重新發(fā)揮了IGSO和GEO利用率高的特點??偨Y(jié)起來就是前面的避短揚長,,避開我們的瓶頸,揚長高利用率,。

  區(qū)域系統(tǒng)有區(qū)域系統(tǒng)的優(yōu)勢,,系統(tǒng)級的廣域差分,這個是美國人為了降低民用精度搞的SA,,這個就是人為加入軌道誤差和鐘差誤差,,就是從30米降低到100 米,美國民用最開始測試是30米,,結(jié)果達到的是20多米,。但是美國軍方認為這個不行,因為民用美國人可以用,,那世界其他軍方也可以用,,那就是降低到100 米,當時為了解決這個問題,其實也是美國先提出來的,,就是差分,。最后發(fā)現(xiàn)比較好就是廣域差分,廣域差分原理很簡單,,就是布測一些參考站,,這些站我是精確知 道的,我也是利用GPS定位,,利用你不對我來反求出來衛(wèi)星軌道偏了多少。為了做到這一點,,需要建立差分參考站,,像我們國家需要20來個。

  另外需要計算中心,,還要通過注入站向地球同步衛(wèi)星發(fā)射,,把數(shù)據(jù)發(fā)射給衛(wèi)星,地球同步衛(wèi)星再告訴用戶,,這個同步衛(wèi)星是GPS以外的,。參考站觀測衛(wèi)星,通過注入同步衛(wèi)星向用戶發(fā)播修正參數(shù),,精度從100m提高至5m左右,。

  廣域差分有一個特點,就是區(qū)域的,,不是全球的,,我的用戶在監(jiān)測站范圍之內(nèi)用這個東西,另外是用戶級的系統(tǒng),,GPS系統(tǒng)已經(jīng)建成了,,如果要增強,就是進差 分站搞注入中心,,再發(fā)同步衛(wèi)星,,但是發(fā)播的信號是一樣的,所以不是原來的系統(tǒng)級,,是一個用戶級的系統(tǒng),。它的功能是可以提高軌道和鐘差的精度。

  它只能提供參 考站內(nèi)的用戶,,站外就不靈,。你是靠站來監(jiān)測衛(wèi)星,求出修正值,,我們說MEO衛(wèi)星是東西轉(zhuǎn)的,,如果轉(zhuǎn)到東邊,你東邊用戶可以看到這個衛(wèi)星,但是你監(jiān)測站測不 到這顆衛(wèi)星,,因此就沒有修正值,,用起來就不太好用,用戶跑到美國在我們這毫無辦法,。

  美國人像歐洲搞的系統(tǒng)都是這樣,,要建立廣域差分系統(tǒng),需要建立參考站,、計算中心,、注入站、同步衛(wèi)星,,我們計算中心有了,、導航系統(tǒng)本身有計算中心,導航系 統(tǒng)本身有注入站,,導航系統(tǒng)本身就有五顆地球同步衛(wèi)星,,因此我們就建立一個系統(tǒng)級的廣域差分的系統(tǒng),就在建北斗系統(tǒng)的時候,,就把廣域差分系統(tǒng)融在里面,。一般 叫做二級監(jiān)測站,指的就是這個,。

  應該說這是我們建成的第一個系統(tǒng)級的廣域差分系統(tǒng),,顯然這個投資要少的多,性能也會好的多,。同時不僅僅是對一個系統(tǒng),,只對北斗進行廣域差分服務,因為同 步衛(wèi)星多,,因此在信號編排格式的時候,,既可以為北斗發(fā)播差分信息,也可以為GPS,,同樣也可以為伽利略發(fā)播差分信息,,就是有可能能夠為三個系統(tǒng)服務的廣域 差分系統(tǒng)。

  同時可以為北斗全覆蓋區(qū)提供差分服務,,就是我們覆蓋區(qū)是比我們國土要大的多的區(qū)域,,按照一般的廣域差分你必須在國土內(nèi)。不管用戶在最東邊還是在西邊,,你 看到的衛(wèi)星就是十顆IGSO和GEO,,這十顆在國內(nèi)監(jiān)測站隨時隨地都可以監(jiān)測,我可以為廣大的區(qū)域提供廣域差分服務,,這個是以前的廣域差分系統(tǒng)所沒能做到 的,,當然只限北斗,,對GPS不靈,對伽利略也不靈,,也就是監(jiān)測站的范圍之內(nèi),,對北斗可以更廣泛一些。

  另外在建設階段可以規(guī)避一些風險,,最主要的技術風險就是軌道開始的時候可能測不準,,我們的鐘差也可能測不準,廣域可以進行很好的修正,,可以規(guī)避一時達不 到設計指標所帶來的影響,,達到很好的結(jié)果。正像我們前面講的,,在GPS做廣域差分的時候,,我們可以從100 米提高到5米,我們開始做也不至于差到這個程度,,從某種意義上講,這個是很主要的規(guī)避風險的的措施,。

  我們講到北斗的情況,,盡管是很簡略的,我們可以把北斗的特點綜合的講的敘述一下,。實際上衛(wèi)星導航系統(tǒng)是很復雜的系統(tǒng),,有很多方方面面的問題。

  第一個是繞過發(fā)展階段技術瓶頸,,充分利用區(qū)域的有利條件,。

  第二個是性能投入比比較高的系統(tǒng)。

  第三個是具有系統(tǒng)級廣域差分的系統(tǒng),,覆蓋最大的差分導航系統(tǒng),。

  另外能夠規(guī)避主要的技術風險,具有位置報告的功能,。位置報告北斗1號就具備,,北斗2號繼續(xù)使用下來。位置報告就是搞GPS,,如果一個車出去了,,我可以知 道我現(xiàn)在在哪?但是我家里不知道,,要想讓我家里知道,,那就需要通訊設備。但是作為一個系統(tǒng)本身,,就具備這樣的功能,,這個是很重要的,。

  如果說我需要位置報告,需要把我的位置報告給指揮部,,比如我漁船出海了,,我需要把位置隨時報告給指揮部,如果有臺風指揮部會隨時告訴我,,這個就很重要 了,。手機系統(tǒng)到海上都不靈了,因為沒有基站,,衛(wèi)星系統(tǒng)可以,,可以通過衛(wèi)星系統(tǒng)。但是衛(wèi)星設備有多大呢,?GPS用戶機手掌這么大,,GPS輔助設備大很多,我 說的是衛(wèi)星通訊設備,,而不是手機,。如果沒有基站怎么辦?還有就是很重要的備份手段,。

  比如說汶川地震的時候,,很多通訊手段不靈了,所以中央不知道汶川震到什么程度,,災情怎么樣,,多大范圍都不知道。最早把消息傳出來的是我們搶險部隊帶的北斗接收機,,相當于短信發(fā)播出來的,,這個是最早得到的消息。當然也有遺憾,,這種消息報了幾天就沒有了,,因為沒電了。當然北斗1號耗電量比較大,,這個也是不足 的地方,,這個也是具有優(yōu)勢的地方。

  北斗是第一個實現(xiàn)三頻發(fā)播的衛(wèi)星導航系統(tǒng),,美國人GPS現(xiàn)代化要增加一個頻率,,為什么發(fā)播這個頻率,因為民用用處很大,,只有一個頻率,,消除不了電頻層。 當然第三頻還有一個作用就是搜索,。盡管美國人第一個提出來的,,但是很可能我們是第一個實現(xiàn)的,。美國人這么早提出來,為什么實現(xiàn)不了呢,?這里我猜可有點原 因,,因為美國系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)上去了,壞一個發(fā)一個三頻衛(wèi)星上去,,要全壞了,,那得壞30個。那倉庫存了十幾,、二十個衛(wèi)星,,那些存的衛(wèi)星不是第三代的,不是現(xiàn)代化 的,,因此從經(jīng)濟上考慮,,現(xiàn)在把庫存放上去,開始達到壽命期的衛(wèi)星補發(fā)還不是現(xiàn)代化的,,這樣看來可能還需要一段時間,,但是我們現(xiàn)在就是三頻發(fā)射。

  剛才說了優(yōu)勢的地方,,也有不足的地方,。一個是GEO衛(wèi)星工作期間有斷點,按照規(guī)定GEO需要軌道微調(diào),,因為天上只有一個赤道,高度是三萬六千公尺,,所有 通訊衛(wèi)星都擠在圓弧上,,所以國際電聯(lián)有規(guī)定,每個衛(wèi)星有一個規(guī)定,,你向左,、右不能偏出一度,衛(wèi)星一偏0.1 度,,就馬上調(diào)整回來,。這是按照規(guī)定要做的,這個不是我們的事,,我們只是遵守,。但是有一段時間會影響到定軌精度,我們能夠達到衛(wèi)星導航的系統(tǒng),,需要兩天到三 天的觀測數(shù)據(jù),,但是只要進行軌道微調(diào),這個從現(xiàn)在開始就不是原來的軌道,,而是新的軌道,。對于新的軌道必須觀測兩天到三天的數(shù)據(jù),,你才能訂出比較準確的有滿 足條件。那這三天你衛(wèi)星怎么辦,?這衛(wèi)星不能用了,,這就是一個問題。

  對于這個問題,,現(xiàn)在的辦法就是快速定軌,,就是精度差這么一點,但是我也能用,,而且這個工作還再繼續(xù)進行,,我們爭取更短的時間,使得工作的斷點盡量縮短,。 我們通過系統(tǒng)級廣域差分,,新軌道廣域差分不需要很長的時間,很短時間就可以測出來,,甚至幾秒鐘就可以測出來,,這時候一旦發(fā)生軌道微調(diào),我就可以用這套系統(tǒng) 及時發(fā)布修正值,,這個需要更高的數(shù)據(jù)更新率,,原來就不太適用,這個是可以解決的技術,。

  第二位置報告或者短信通信含有小功率的發(fā)射,,這個比北斗1號壓縮更短了,而且資源有限,。我們在北斗1號宣傳的時候講,,通訊可以進行短報文,用戶真的發(fā)展 起來,,你會發(fā)現(xiàn)不夠用,。那時候說是150萬/小時次服務,但是我們時間每小時的數(shù)還除3600秒,,就是每秒可以服務多少,,這樣的容量大家都用,都用就塞滿 了,,就服務不了,。北斗2號同步衛(wèi)星5個,另外在報文上可以做點文章,。

  還有一個問題,,因為發(fā)射功率,就容易暴露,。從軍事來講容易被對方偵查到,,或者有被偵查到的可能,。再有就是功耗體積都不容易下來,解決辦法就是按需求分 配,。并不是所有的用戶都需要報告,,并不是所有的用戶都需要短信,你不必都拿這種接受器,,也不必都生產(chǎn)這種接受器,,而且我也不是每秒都來發(fā)報,或者每分鐘都 報告,,你汽車跑出去了,,三五分鐘報告一次足夠了,有的甚至半小時都沒有動,。比如我指揮全球的系統(tǒng),,就沒有必要幾秒鐘報告一次,這個也是按需求分配,。另外合 理的控制和利用資源,,這個資源是有限的,就是怎么樣合理的控制,。

  比如普遍的短信不能發(fā)了,,這個不是笑話,真有這種事,。還有局部地區(qū)功率增強遜于GPS,,我在天津地區(qū)的信號可以增強,GPS可以增強30分貝,,我們只可以增強15分貝的樣子,,我們抗干擾能力不如GPS,這個等待二期工程的改進,。

  還有就是一些技術細節(jié)和銜接的問題,作為一個復雜系統(tǒng),,需要發(fā)現(xiàn)和改進的磨合期,,請大家耐心一點,不是系統(tǒng)發(fā)在天上就達到系統(tǒng)指標,,對于復雜的系統(tǒng)不大 容易做到這一點,。我們的技術指標是按照美國GPS差不多的指標來定的,但是美國人從發(fā)射衛(wèi)星開始,,到達到所謂的技術指標,,是發(fā)展二三十年,一開始就沒有這 個精度,,也沒有這個性能,,所以對于各級領導和級別用戶要有耐心,。

  當然也有性急的同行,去年我就聽到這樣的報告,,就是北斗和GPS放在一起比,,北斗不如GPS,這個話不是這么說的,。我說你做實驗的時候,,北斗做實驗的時 候有幾顆,他說有5顆,,如果用GPS相比,,你用GPS12顆衛(wèi)星和北斗5顆比,這個怎么對比,?這個就是年輕同志太性急,,如果對比我建議放在見面,這種實驗做的很有意義,,但是不能用來對比,,而是證明北斗系統(tǒng)可以工作的,至于精度以后再說,。

  也就是說北斗系統(tǒng)不會像GPS這么成熟,,也就需要一定的磨合期。我認為優(yōu)勢的地方和不足的地方都如實報告給大家,。

  我們2020年要搞全球系統(tǒng),,北斗2號的二期工程,我們區(qū)域增強的全球系統(tǒng),,全球都可以導航,,就是在我所關心的區(qū)域的精度最好、性能最好超出其他地區(qū),。 因為軍用,、民用都是我國在內(nèi)的較大的區(qū)域性,我們增強就是把類似于GPS的系統(tǒng),,比如27顆MEO全球轉(zhuǎn)的衛(wèi)星,,又把IGSO和GEO加起來了,這樣就是 兩個區(qū)域星座的疊加,,這個性能要好多了,。

  比如說GPS衛(wèi)星27顆我可以全都看到,再疊加這8顆衛(wèi)星我就可以看到35顆衛(wèi)星,。

  星際鏈路示意,,我們衛(wèi)星對衛(wèi)星進行測距,這樣就構成一個高精度的多面體,我監(jiān)測站觀測可以看的見的衛(wèi)星,,中心站對諸衛(wèi)星進行定軌,,這就是一種方式。

  還有就是對衛(wèi)星地面的標靶,,主衛(wèi)星對諸衛(wèi)星定軌,,計算各個衛(wèi)星的軌道再發(fā)給各個衛(wèi)星,這個解決了跟蹤比地面站跟蹤更高,,因為天空衛(wèi)星對衛(wèi)星的觀測沒有大氣的影響,,而且頻率更高,也可以很穩(wěn)定的工作,,這個就意味著分辨率增高了,。

  這兩種模式究竟采用哪種,現(xiàn)在都在討論當中,。這個首先是美國人提出來的,,到現(xiàn)在恐怕提出來快30年了,他是叫做衛(wèi)星自主定軌,,就是衛(wèi)星自己就把軌道定 了,。但是到現(xiàn)在為止,從提出來看已經(jīng)30年了,,沒見它有像樣的成果公布,。測距很容易實現(xiàn),但是跟地面建立不起聯(lián)系,,從坐標系統(tǒng)的定義來講,,你只進行測距是 相視性,就是可以轉(zhuǎn)和跑,,但是跟地面沒有聯(lián)系,,從軌道來講,沒有定向,。作為這么遠衛(wèi)星,,兩萬多公里,衛(wèi)星跟衛(wèi)星之間的距離超過這個數(shù),,定向是非常困難的,, 精度是千分之幾秒,這樣理論上可以做到,,太空望遠鏡可以做到,但是如果每各衛(wèi)星都裝太空望遠鏡,,這個成本和工藝都帶來相當大的問題,。美國人說,我們理論上 是可以做到自主定軌,,但是代價比較大,。

  我們不是為了自主定軌,,我們要解決的是不能全球布站的問題,我們把問題簡化了,,指標落地了,。為什么不提自主定軌呢,現(xiàn)在很多人還在提我們是自主定軌,,其實也不完全是,,還是靠地面站。

  美國的出發(fā)點是什么,,我一旦地面站遭到對方攻擊,,我可以自主定軌,不影響導航,。首先中國把衛(wèi)星打掉了,,美國俄羅斯都打,至少這三個國家都具備摧毀衛(wèi)星的 能力,,在這種情況下,,如果把你衛(wèi)星摧毀了,還搞什么自主定軌,,所以情況變了,,觀點也要變,,當然這是我個人的看法。

  十年來我們原子鐘取得快速發(fā)展,,屆時渴望取得突破,,預計2020年實現(xiàn),。

  最后一個問題是北斗與相關產(chǎn)業(yè),標題列出來了,,我發(fā)現(xiàn)我沒有能力把問題講下去,,因為需要又懂得北斗系統(tǒng),知道技術很清楚,又對產(chǎn)業(yè)很熟悉,,又對用戶很熟悉,,這個是要掛兩頭的,上掛系統(tǒng),,下掛用戶。

  有些想法提供給客戶,,與其他系統(tǒng)相比,北斗的區(qū)域在于優(yōu)勢,,不是全局的優(yōu)勢,,而是區(qū)域的優(yōu)勢,。就像解放戰(zhàn)爭的時候,,國軍兵力200萬,共軍30萬,,就全 局來講國軍是有優(yōu)勢,,但是在局部來講,,共軍聚集大量人群,這樣可以取得局部優(yōu)勢,。我們說北斗的優(yōu)勢,目前來看就是在這里,,我并不是全面比GPS怎么樣,,而 是我在關鍵區(qū)域和GPS相差不多,,甚至還比他強,。

  北斗比較安全,,舉一個例子,,我們現(xiàn)在的通訊系統(tǒng),,不管GSM還是CDMA都需要時間同步和頻率校準,,都用的GPS,,有一些在河南省某地區(qū),,兩三天手機全 不靈了,,就是因為有一個研究所做了一個時間,,把GPS干擾了,,所以時間同步都不行了,,因此系統(tǒng)就不干活了,,事后發(fā)現(xiàn)是時間同步問題,。如果美國人搞一點小貓 膩的話,,那就不是兩三天問題,,也不是局部地區(qū)的問題。

  另外我們具備開發(fā)雙系統(tǒng)應用的有利條件,,雙系統(tǒng)就是我的模片既可以做GPS又可以做北斗,并不是做雙系統(tǒng),。去年有一個學者說,做雙系統(tǒng)是北斗“傍大款” 這個問題不能這么說,,雙系統(tǒng)應用最早是美國人先搞的,,那個是GPS和另一個系統(tǒng)雙應用,雙系統(tǒng)一方面是一個系統(tǒng)出問題,,一個做補充,,兩個系統(tǒng)同時用會有提 高,性能會提高很多,。用戶不關心精度是7.8米還是8.7米,,還是很關心在北京用很好,但是在天津為什么不行,。這種問題就可以大大緩解,,我們做過實驗,作 為GPS高度角大于35度的衛(wèi)星,,需要四顆衛(wèi)星才能定位,,所以在城市經(jīng)常出現(xiàn)這個問題,對于打仗復雜地形也容易出現(xiàn)。這個就不是三顆多,,而是變成七顆,這 個問題就可以大大緩解,。

  主要看性能提高上,實際上GLONASS一開始是在1990年,,20年前就已經(jīng)有了雙系統(tǒng),,所以說“傍大款”我是不同意的,,不知道年輕同志對于Ashtech開發(fā)雙系統(tǒng)怎么看,,我估計那個時候他還太小,。

  應用雙系統(tǒng)比任何一個單系統(tǒng)更具有優(yōu)勢,,不單純的是補缺,。國內(nèi)有目前唯一的廣域差分,,當時國內(nèi)廣域差分沒有健全,GLONASS根本沒有,,我們可以對GPS和伽利略都可以進行差分。對于產(chǎn)業(yè)來講,我希望要充分利用系統(tǒng)的優(yōu)勢,,來創(chuàng)造優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè),,謝謝大家,!

  

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