中國(guó)北斗衛(wèi)星打造天地“兩張大網(wǎng)”

第九屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)23日在哈爾濱召開(kāi)。2018年是中國(guó)北斗衛(wèi)星組網(wǎng)的“大年”，今年已發(fā)射了6顆北斗三號(hào)衛(wèi)星，還將在年底前發(fā)射10多顆北斗三號(hào)衛(wèi)星，以便為“一帶一路”相關(guān)國(guó)家提供服務(wù)。除了加快編織天上那張逐漸覆蓋全球的北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之外，為了更好地將高精度時(shí)空信息應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)層面，中國(guó)正在著力打造一張可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)、毫米級(jí)定位精度的地基增強(qiáng)網(wǎng)。這兩張大網(wǎng)將會(huì)怎么構(gòu)建，建成后將會(huì)對(duì)北斗的應(yīng)用帶來(lái)哪些改變，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者就此采訪了中國(guó)導(dǎo)航領(lǐng)域的多名重量級(jí)專(zhuān)家。

天上“大網(wǎng)”逐漸形成

中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其在本屆年會(huì)發(fā)言時(shí)詳細(xì)介紹了北斗組網(wǎng)的情況。他表示，北斗二號(hào)系統(tǒng)建成并投入運(yùn)行至今已有5年半，系統(tǒng)總體運(yùn)行穩(wěn)定可靠，服務(wù)性能滿(mǎn)足承諾指標(biāo)要求，從未發(fā)生服務(wù)中斷，定位精度由10米提升至6米。為保證北斗二號(hào)系統(tǒng)持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，未來(lái)兩年內(nèi)還將再發(fā)射2顆北斗二號(hào)備份衛(wèi)星，確保服務(wù)性能穩(wěn)中有升。

中國(guó)正在加速組網(wǎng)的北斗三號(hào)進(jìn)展更讓外界關(guān)注。2017年11月、2018年1月、2月、3月，中國(guó)半年內(nèi)成功發(fā)射4組8顆北斗三號(hào)衛(wèi)星。冉承其表示，2018年還將發(fā)射10顆左右北斗三號(hào)MEO衛(wèi)星和1顆GEO衛(wèi)星，2020年將具備全球服務(wù)能力。目前正在進(jìn)行組網(wǎng)衛(wèi)星的在軌測(cè)試、系統(tǒng)集成與性能評(píng)估，初步結(jié)果表明，衛(wèi)星在軌狀態(tài)良好，性能滿(mǎn)足指標(biāo)要求。經(jīng)過(guò)在軌測(cè)試，空間信號(hào)用戶(hù)測(cè)距誤差預(yù)計(jì)達(dá)到0.5米，系統(tǒng)定位精度將達(dá)到2.5米至5米。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，北斗三號(hào)在技術(shù)體制上全面兼容北斗二號(hào)，并實(shí)現(xiàn)性能提升和服務(wù)擴(kuò)展。在北斗二號(hào)向北斗三號(hào)過(guò)渡過(guò)程中，能夠確保老用戶(hù)無(wú)感知、新用戶(hù)提性能，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)的新老更替。地面精準(zhǔn)導(dǎo)航的“最后一公里”

城市中駕駛汽車(chē)的司機(jī)，在使用導(dǎo)航軟件時(shí)可能經(jīng)常會(huì)遭遇一種尷尬，明明車(chē)在主路上行駛，但導(dǎo)航軟件卻顯示在輔路上，還有就是在隧道與高架橋等環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)航不準(zhǔn)的情況。而想要解決這一應(yīng)用痛點(diǎn)，光靠多發(fā)衛(wèi)星以及提升單星性能是不能完全解決的。

根本的解決之道，是在地面上再鋪設(shè)一個(gè)可以大幅增強(qiáng)定位精度的網(wǎng)絡(luò)。國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)總師、兵器工業(yè)集團(tuán)首席科學(xué)家蔡毅日前接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，中國(guó)正在分階段建設(shè)北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，目前，該系統(tǒng)第一階段研制建設(shè)已于2017年6月正式通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，主要建成了包含1355個(gè)基準(zhǔn)站組成的基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合處理中心，以及國(guó)土資源、交通運(yùn)輸、中科院、地震、氣象、測(cè)繪地理信息6個(gè)行業(yè)數(shù)據(jù)處理分中心，初步建成自主可控的北斗地基增強(qiáng)“全國(guó)一張網(wǎng)”，可在全國(guó)范圍內(nèi)提供實(shí)時(shí)米級(jí)、亞米級(jí)精準(zhǔn)定位服務(wù)，在中東部如京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等17個(gè)省市提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)和后處理毫米級(jí)高精度服務(wù)，形成“天上數(shù)顆北斗星、地上一張地基網(wǎng)”。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)和阿里巴巴集團(tuán)共同組建的高精度位置服務(wù)平臺(tái)——千尋位置公司日前正式發(fā)布“天音計(jì)劃”——星地一體高精度時(shí)空服務(wù)，將國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國(guó)一張網(wǎng)”、星基增強(qiáng)系統(tǒng)、星地一體融合能力及千尋位置的全球站網(wǎng)系統(tǒng)融合為可為用戶(hù)提供高精度、高可靠、實(shí)時(shí)無(wú)縫的高精度時(shí)空服務(wù)的天地協(xié)同大網(wǎng)。

據(jù)專(zhuān)家介紹，與單一星基產(chǎn)品相比，“天音計(jì)劃”動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位服務(wù)首次定位時(shí)間縮短97%以上，定位精度可提高50%，服務(wù)可用率高達(dá)99.999%。“天音計(jì)劃”采用地球同步軌道衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)雙路播發(fā)，為包括沙漠、海洋、高空等無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)覆蓋斷續(xù)的區(qū)域提供7×24小時(shí)高可用的動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位服務(wù)。目前服務(wù)覆蓋中國(guó)地區(qū)，將于2021年實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

冉承其還在年會(huì)上透露，爭(zhēng)取到2035年，中國(guó)構(gòu)建出空天地海無(wú)縫覆蓋、高精度安全可靠、萬(wàn)物互聯(lián)萬(wàn)物智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，顯著提升時(shí)空信息服務(wù)能力。北斗距離我們生活有多遠(yuǎn)？

北斗應(yīng)用的規(guī)模到底有多大？官方列舉了一系列數(shù)據(jù)：預(yù)計(jì)至2020年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將超過(guò)4000億元，北斗將拉動(dòng)2400億-3200億元規(guī)模的市場(chǎng)份額。目前已經(jīng)有500多萬(wàn)輛營(yíng)運(yùn)車(chē)輛上線，建成全球最大的北斗車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。全國(guó)4萬(wàn)余艘漁船安裝北斗，累計(jì)救助漁民超過(guò)1萬(wàn)人。同時(shí)，北斗大眾應(yīng)用觸手可及，日益走近百姓生活。共享單車(chē)配裝北斗實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理。支持北斗的手表、手環(huán)、學(xué)生卡，更加方便日常生活。以北京為例，3.35萬(wàn)輛出租車(chē)、2.1萬(wàn)輛公交車(chē)已安裝北斗，實(shí)現(xiàn)北斗定位全覆蓋;1500輛物流貨車(chē)及1.9萬(wàn)名配送員，使用北斗終端和手環(huán)接入物流云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度。

在日常出行中，大家越來(lái)越習(xí)慣使用導(dǎo)航軟件進(jìn)行路線規(guī)劃，北斗衛(wèi)星在日常的導(dǎo)航中起著多大作用呢？北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師謝軍23日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，單說(shuō)某個(gè)導(dǎo)航定位應(yīng)用場(chǎng)景到底用的是北斗還是GPS，其實(shí)很難分清楚，普通用戶(hù)在使用導(dǎo)航軟件時(shí)其實(shí)并不太在意是哪些衛(wèi)星提供的信號(hào)，而更在意使用體驗(yàn)。謝軍認(rèn)為，可以肯定的一點(diǎn)是，隨著北斗三號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)日益完善，單個(gè)衛(wèi)星性能越來(lái)越好，配套的地基增強(qiáng)系統(tǒng)也越來(lái)越成熟，國(guó)內(nèi)用戶(hù)在無(wú)感知的情況下，北斗發(fā)揮作用的幾率與分量應(yīng)該會(huì)越來(lái)越大。中國(guó)電信專(zhuān)家項(xiàng)立剛23日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者介紹，目前，國(guó)內(nèi)外大部分主流手機(jī)廠商的手機(jī)全部都內(nèi)置了兼容北斗系統(tǒng)的芯片，“兼容互操作已成為業(yè)界的共識(shí)”。

一名相關(guān)業(yè)內(nèi)人士23日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者透露，國(guó)內(nèi)外廠商的手機(jī)芯片基本都已兼容北斗系統(tǒng)。該專(zhuān)家表示，導(dǎo)航定位時(shí)選取衛(wèi)星并不是非此即彼的關(guān)系，可供選取的衛(wèi)星越多，定位精度應(yīng)該就會(huì)越高。兼容多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能極大限度地減弱單個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的盲區(qū)，緩解城市建筑物遮擋等因素引起的導(dǎo)航信號(hào)缺失問(wèn)題，并提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)的連續(xù)性。