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北斗何以加速走向大眾應用

  • 發佈時間:2015-09-09 07:17:00  來源:中國青年報  作者:李超 曹慧茹 胡晟銘  責任編輯:羅伯特

  “北斗的應用發展比我預想得要快,但也是一步一個腳印,穩紮穩打。隨著國內自主研發的北斗晶片模組進入實用化階段,北斗在大眾應用領域將得到更為廣泛的運用。”中科院院士孫家棟説,相對於GPS(全球定位系統),北斗更為年輕,發展空間更大。

  中國以“一箭雙星”的方式近日成功發射第18、19顆北斗導航衛星。經過十余天的太空旅行,雙星首次搭建星間鏈路,第19顆北斗導航衛星通過星間鏈路,由第18顆北斗導航衛星順利接收並傳回第一幀星間遙測。中國航太科技集團公司在8月11日對外發佈了這一消息。

  日前,由中國工程院與國家自然科學基金委聯合資助的“中國導航與位置服務系統發展中長期戰略規劃研究”項目,在江蘇昆山杜克大學召開首次專家諮詢研討會,來自國內外相關領域的30余位專家與會。

  北斗定位精度通過增強將達釐米級

  作為國家重要的空間資訊基礎設施,北斗導航衛星區域系統從2004年啟動建設,2012年年底已實現對亞太地區的正式運營。其標準服務精度達10米,已完全可以與GPS媲美。

  孫家棟説,日前採用“一箭雙星”方式成功發射了兩顆新一代北斗導航衛星,年底前還將再發射兩顆,進一步增強衛星間的互相通信功能。

  孫家棟介紹,隨著自主北斗晶片、模組等關鍵技術全面突破,北斗系統已廣泛應用於交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、大地測量、救災減災和手機導航等領域,形成了較為完整的産業體系。北斗將繼續加強國際合作,2020年實現全球覆蓋。

  中國衛星導航系統管理辦公室相關人士介紹,目前正在實施的地基增強網站的建設作為重要的戰略基礎設施,將有效提高系統服務精度、可靠度和穩定性。屆時,北斗在定位精準度方面可達釐米級。

  作為北斗系統的專家組成員,武漢大學原校長、現任昆山杜克大學校長劉經南院士是一名導航專家,他經歷了北斗一代、二代從論證到實施的全過程。由其團隊參與承擔的“地基增強系統”建設,做的就是讓北斗提升“視力”的工作。

  劉經南介紹,北斗衛星導航系統本身的服務精度只能在10米左右,但是很多的應用,比方説,智慧交通、精密農業和城市智慧管理,等等,其定位導航精度都需要優於一米,甚至達到幾個釐米、幾個毫米,那就需要提高這個精度,也就是修正北斗信號的誤差,使得服務能達到高精度的水準,而高精度應用,是未來北斗系統應用增長最快的方向。

  首次實現星與星之間通信

  劉經南介紹,“一箭雙星”就是下一代北斗全球系統的衛星新型號,與目前區域系統的衛星型號,有很多技術和功能上的不同,就比如説星與星之間能互相通信,這就是非常重要的功能。

  原來的衛星只能跟地面數據通信,但星與星之間不能通信。將來這些新上天的星可以自己確定準確位置,而現在需要地面強大的系統來維持,每時每刻記錄星的數據,以此來確定準確的衛星軌道位置,而精確的衛星軌道位置是開展精確衛星定位導航和授時的基礎。

  劉經南説,現在星與星之間通信,是確保“以後萬一地面系統受到摧毀,或者地震導致地面支援出現問題,星自己還可以活下去,不用地面系統任何支援可以活90天到180天”。

  劉經南説,去年馬航370的搜救,GPS收不到馬航飛機發來的資訊,但馬航飛機可以收到GPS資訊,人們懷疑飛行員可能有意關閉了GPS,即使沒有關閉,GPS也要通過別的衛星系統才能把位置告知地面監控系統。但是,現在只要在飛機上裝上北斗接收機,就有雙向通信功能,區別GPS的只收不發,北斗實現了可收可發的通信功能。

  在這次昆山舉行的“閉門會議”上,與會專家著重討論的是北斗10~20年以後的未來發展走向。比如,現在人類70%的時間生活在室內,但是不管是GPS,還是北斗,因為室內被遮擋,收取信號都會受影響。

  如何解決人才問題

  劉經南透露,北斗區域系統從2012年開始運營,其全球系統2020年布設完畢並提供服務,較之GPS系統,將提前5年實現全系統提供3個頻率服務的功能。

  不過,讓劉經南憂慮的是,目前,衛星導航及其應用系統所需的高科技人才與國際還有差距。因為搞衛星導航涉及領域非常廣,人才培養和成熟的週期比較長,比如涉及基礎科學就有物理、應用數學、無線電、複雜網路等,還有很多與産業相關的專業,比如晶片製造、軟體、通信,等等。

  以劉經南院士從事的測繪專業為例,這是基礎性和應用性結合在一起的工科專業。許多人通過實踐培養後,一方面對應用非常清楚,另一方面對導航衛星系統功能頂層設計也能夠很清楚,但現實中既熟悉應用又熟悉頂層和全局的人才還是少了。

  劉經南説,搞基礎科學的人,有時太專了些,對應用不太感興趣,而搞應用工科的人,對全局對頂層的理解又往往弱一些,“這是我們以往人才培養太過專業化造成的”。

  劉經南説,我們還要培養能夠獨立思考、了解國際前沿動態、懂國際遊戲規則、能夠在國際上進行各種合作交流的人進入這個行業,這是提升我國這一領域國際競爭力的需要。

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