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揭秘北斗导航独门绝技:美欧印新系统考虑学习
(博讯北京时间2015年5月03日 转载)
      
    来源:解放军报 
       

    “全球卫星导航系统的应用,仅受人类想象力的制约”,一位科学家曾这样说。卫星导航系统是一个国家重要的空间信息基础设施。试想,如果失去了卫星导航,世界将会变成什么样子?
      
    虽然卫星远在太空,却与人们生活息息相关。上至航空航天,下至工业、渔业、农业和日常生活,卫星一方面为国家经济建设服务,一方面为提高百姓生活质量服务,而手机、互联网、取款机、股票市场、国家电网等也都依赖于卫星。可以说,一旦失去卫星导航,结果将是灾难性的。建设自主卫星导航系统,对于提高我国国际地位、促进国民经济发展、保障经济社会安全、维护国防安全等,具有十分特殊的战略意义。
      
    3月30日21时52分,我国第17颗北斗导航卫星在长征三号丙火箭的托举下呼啸升空,随着它在太空棋盘上落定,新一代北斗导航卫星发射成功。预计到2020年,我国将建成由30颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统,广袤太空中,中国人的视野越来越开阔。
      
    我国《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》明确指出,基础设施互联互通是“一带一路”建设的优先领域,它为北斗导航系统的全面应用落地带来了新的发展机遇。随着北斗全球组网的铺开,北斗应用也备受期待。
      
    北斗因何而生?
      
    个人、国家都需要卫星导航,卫星导航走进人们生活
      
    在青海省海北藏族自治州海晏县青海湖地区,“智能放牧”系统正在改变当地传统放牧习惯,引导牧民轮换放牧、合理放牧。受惠于牧区放牧信息化指导系统,牧民唯一要做的就是,学会更熟练地把北斗导航终端机天线对准卫星。
      
    负责项目实施的青海省畜牧兽医科学院畜牧研究所所长裴青生说:“放牧信息化指导系统由北斗卫星信息平台、牧场数据采集自动站、牧民手持智能终端三部分构成,通过数据分析和地面实测,制定区域轮牧的方案,再发送到牧民的终端上,实现科学放牧指导。”
      
    这得益于北斗系统具备导航和通信相结合的“双向”服务特性。在卫星监测下,信息的传递不再受制于地理环境和自然灾害的影响。
      
    上世纪90年代初,中国北斗正式诞生。2012年,北斗系统完成了亚太地区的覆盖,实现了连续导航。如今,北斗系统能够提供高精度、高稳定性的定位、导航和授时服务。监测评估表明,北斗系统的系统性能已满足精度达10米的指标要求。
      
    “现实工作生活中,人们对精准定位的需求非常多,小到通信,大到交通、测绘等方面,都要把地点讲清楚。”中国科学院院士、中国卫星导航定位应用管理中心研究员杨元喜介绍,北斗系统利用多颗卫星组网取得信号,经过数据处理以后,可以在地球任何一个角落,实现定时定位。
      
    杨元喜说,经过几十年发展,美国的GPS系统通过长时间和大量经费的投入,在卫星导航领域起到非常大的作用。而其他国家逐渐发现,单纯采用国际上已有的卫星导航系统,需要谨慎审视。主权国家需要自主发展国家层面的导航基础性系统。
      
    此外,技术复杂、难度极高的卫星导航,也正处于一个发展高潮。目前我国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期,已发射17颗北斗导航卫星,形成了一个基本的星座架构。北斗系统最终将为全球用户提供高质量、高信誉度的服务,并持续提升性能。
      
    近年来,随着“促进卫星及其应用产业发展”写入《国家卫星导航产业中长期发展规划》,发展卫星应用产业的重要性和战略地位必将日益凸显。
      
    北斗有何独门绝技?
      
    性能不逊GPS,位置报告和短信服务是独特优势
      
    2008年汶川抗震救灾中,在通信中断情况下,我国自行研制的北斗导航试验系统向指挥部实时传递着最新灾情,被誉为“天降神兵”。
      
    相比国外卫星导航系统,北斗系统独具的位置报告和短信服务相结合的特色,既能知道“我在哪里”,也能知道“你在哪里”,已在我国经济社会多个领域得到了广泛应用。
      
    “这正是北斗的优势所在,也体现了北斗卓越的系统顶层设计和今后的扩展能力。”北斗卫星导航系统工程副总设计师谭述森表示,GPS的无源定位方式只解决了“我在哪儿”的问题,而北斗的有源定位方式同时解决了“我在哪儿”和“你在哪儿”的问题,可以说“靠一个北斗用户机就可以走遍天下”。
      
    以海洋渔业为例,“我在哪里”,能够使渔民通过船载设备实现自主定位;“你在哪里”,使岸上的人通过监控知道渔船在什么地方。
      
    在沙漠、山区、海洋等人烟稀少的地区实施抢险救援时,北斗卫星导航系统除导航定位外,还能通过短信功能,利用卫星导航终端设备及时报告所处位置和灾情,有效缩短救援搜寻时间,提高抢险救灾时效。
      
    此外,北斗系统的应用领域正在向部队作战、战备和训练扩展。年初,在桂北地区举行的一场北斗卫星导航作战应用演练,让新型北斗系统大显神威。
      
    “这次演练构建了多源信息融合、组网扁平化指挥、多平台集成应用、分级管理保障的北斗应用体系,为全军部队北斗作战应用提供了模式和技术借鉴。” 总参测绘导航局负责人告诉记者。
      
    中国卫星导航定位应用管理中心高级工程师杨宝峰介绍:北斗全球组网的铺开,标志着北斗系统应用将进入规模化、社会化阶段。
      
    他认为:“与GPS相比,北斗有着自身的优势,服务上可与GPS媲美。在功能上,北斗的位置报告、指令传输功能是GPS所没有的。因此可以说,就国内应用而言,GPS能做到的,北斗都可以做,而且北斗所具有的特色优势,比GPS应用得更好更广。”
      
    如今,美国研发的第三代GPS系统以及欧盟、印度等国正在研发建设的新系统,都在考虑增加有源定位方式。
      
    “别人学北斗,并不奇怪;今后中国人不用北斗,这才是令人奇怪的事。” 谭述森感慨地说,虽然北斗系统在地面站设备、用户设备、卫星技术等方面与美国仍有差距,但在顶层设计和系统结构方面的优势,能在相当程度上弥补我国在基础工业方面的不足。
      
    好用管用,如何多用?
      
    北斗应用将进军信息化领域,国际应用也将不断开拓
      
    随着北斗全球组网的铺开,北斗应用也备受期待。
      
    过去一年,北斗导航系统的应用不断取得新进展:北斗海外位置服务项目成功落户巴基斯坦;北斗海事国际标准获得认可;约4000万部具备北斗定位功能的智能手机投放市场······
      
    北斗系统的应用范围已从交通运输、海洋渔业、水文监测、基础测绘、气象预报等行业和区域应用,发展到智能手机、车载导航等大众电子消费领域。
      
    据中国卫星导航定位协会统计,2014年,我国北斗导航产业产值超过100亿元人民币;在智能手机领域,去年三星、华为推出了具备北斗定位功能的手机;在车载导航领域,国内外已有20多个品牌、200多款车型的北斗车载导航仪走向市场。
      
    谭述森认为,过去北斗应用主要集中在北斗终端的销售方面。如今,推动北斗应用的主力,是行业解决方案提供商。“这是典型的借助互联网思维,发展北斗大众消费市场应用。”他说。
      
    去年8月,北斗卫星导航系统与城镇燃气行业携手合作,就是成功的例子。
      
    据了解,目前我国一些大城市的老城区,老旧管线等设施缺乏精准定位和信息集合。仅北京1.6万平方公里范围内,达20年到30年管龄的燃气管线就有上千公里。使用北斗定位系统,测量精度可以控制在1米,工作效率将大大提高。
      
    我国城镇燃气管网总长度已超过40万公里,并将在2016年达到60万公里。杨元喜表示,这将为北斗系统带来超过百万终端用量的新兴市场,同时也将创造更多经济效益。
      
    未来,北斗将会进军更多信息化领域,还将与智慧城市紧密相连。不仅如此,北斗的国际应用也在不断开拓。
      
    杨元喜说,目前国家有关部门及地方正在联合建设北斗地基增强系统,为我国提供广域米级/分米级实时导航定位服务以及区域厘米级实时定位服务,打造北斗系统特色化服务。
      
    同时配合北斗“走出去”战略,北斗系统有望进入国际民航、国际海事、移动通信等国际组织,推动北斗在“一带一路”国家落地,服务互联互通基础设施等建设。
      
    杨宝峰分析:“未来我国将着力推动卫星导航与位置服务和云计算、物联网、移动互联、大数据等高新技术的融合发展。” (博讯 boxun.com)
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