車(chē)輛使用北斗系統(tǒng)，能不能實(shí)現(xiàn)一兩米精度、秒級(jí)誤差的導(dǎo)航?”有聽(tīng)眾問(wèn)道。
“單靠北斗系統(tǒng)的定位精度和可靠性還有差距。”楊長(zhǎng)風(fēng)坦言，但配合更強(qiáng)大的地基增強(qiáng)系統(tǒng)、車(chē)輛間的協(xié)同能力、車(chē)道輔助設(shè)施建設(shè)等，車(chē)道級(jí)識(shí)別完全可以實(shí)現(xiàn)，甚至可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。
稍稍幾句對(duì)談，“高冷”的北斗系統(tǒng)就和日常生活無(wú)縫對(duì)接。
近日，全國(guó)政協(xié)重大專(zhuān)項(xiàng)工作委員宣講團(tuán)在京舉行宣講報(bào)告會(huì)，全國(guó)政協(xié)委員、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)以《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展與融合應(yīng)用》為題進(jìn)行宣講。部分在京全國(guó)政協(xié)委員、市政協(xié)委員，市政協(xié)機(jī)關(guān)干部，“模擬政協(xié)”社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)學(xué)生代表參加宣講活動(dòng)。
衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長(zhǎng)約20%
楊長(zhǎng)風(fēng)通俗地解釋了衛(wèi)星導(dǎo)航的原理：基于三球交匯原理，通過(guò)測(cè)量3顆以上導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶(hù)接收機(jī)的距離，解算用戶(hù)的三維位置坐標(biāo)，“聽(tīng)起來(lái)好像很神秘，但我們搞導(dǎo)航的一聽(tīng)就明白了。”他笑說(shuō)。
建設(shè)高性能、高可靠的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是我國(guó)科技領(lǐng)域中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的16個(gè)重大專(zhuān)項(xiàng)之一，歷時(shí)近30年建設(shè)，北斗系統(tǒng)是我國(guó)迄今為止規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能最高、與百姓生活關(guān)聯(lián)最緊密的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)。
“北斗系統(tǒng)是由空間段、地面段、用戶(hù)段的工作衛(wèi)星、四十多個(gè)地面站、成千上萬(wàn)的用戶(hù)終端等一起織就的一張‘天羅地網(wǎng)’。”楊長(zhǎng)風(fēng)說(shuō)。
“這張網(wǎng)”的地位不言而喻，作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，它是繼移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三大經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，10年來(lái)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長(zhǎng)20%以上，預(yù)計(jì)2020年產(chǎn)值有望超過(guò)4000億元。
全球定位精度與GPS相當(dāng)，局部區(qū)域優(yōu)于GPS
和GPS系統(tǒng)比，北斗表現(xiàn)如何?
“北斗是最強(qiáng)大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。”楊長(zhǎng)風(fēng)說(shuō)，北斗系統(tǒng)獨(dú)創(chuàng)了三種軌道混合星座，增加了精密單點(diǎn)定位、星基增強(qiáng)、區(qū)域短報(bào)文通信、國(guó)際搜救、全球短報(bào)文通信等新功能，可以播發(fā)更優(yōu)的導(dǎo)航信號(hào)，“全球范圍定位精度與GPS相當(dāng)，局部區(qū)域優(yōu)于GPS”。比如在北美、非洲、歐洲等地，北斗的定位精度在5米左右，在亞太地區(qū)可以精確到2.5到3米。
除了實(shí)時(shí)導(dǎo)航和快速定位之外，北斗系統(tǒng)還有位置報(bào)告和短報(bào)文通信等特色功能。如楊長(zhǎng)風(fēng)所言，北斗服務(wù)就在你我身邊，“作為全球最先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，它的應(yīng)用‘只受人類(lèi)想象力的限制’。”
特別是用北斗系統(tǒng)可以“發(fā)短信”的短報(bào)文服務(wù)，是國(guó)外其他任何一個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不具備的。楊長(zhǎng)風(fēng)透露，年底預(yù)計(jì)有增加短報(bào)文功能的華為手機(jī)發(fā)布，車(chē)道級(jí)別導(dǎo)航也可能搭載其中。
星星互聯(lián) 星地互聯(lián)
楊長(zhǎng)風(fēng)表示，北斗系統(tǒng)具備星間鏈路，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間、星地之間互通互聯(lián)。
他進(jìn)一步解釋?zhuān)倍啡?hào)系統(tǒng)采用Ka頻段相控陣鏈路，將30顆衛(wèi)星和國(guó)內(nèi)幾十個(gè)地面站有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，極大提升了運(yùn)營(yíng)能力、安全性和定位精度，直接為航天器提供測(cè)控輸數(shù)傳服務(wù)，“沒(méi)有地面支持的情況下，衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)60天自主運(yùn)行，上下鏈路不受大氣電離層的干擾，定位精度顯著提升。”這是它的“獨(dú)門(mén)絕技”。
抗戰(zhàn)勝利七十周年大閱兵中，地面方隊(duì)時(shí)間誤差僅僅在0.3秒之內(nèi)，距離誤差在正負(fù)10厘米之內(nèi)，空中梯隊(duì)米秒不差，都是北斗的功勞。
“北斗芯”都是“中國(guó)芯”
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，北斗已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，基礎(chǔ)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自主可控，國(guó)產(chǎn)北斗芯片、模塊等關(guān)鍵技術(shù)全面突破，性能指標(biāo)與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品相當(dāng)。多款北斗芯片實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，工藝水平達(dá)到22納米。
談到最受關(guān)注的“北斗芯”，楊長(zhǎng)風(fēng)直言，“稱(chēng)得上都是中國(guó)芯”，“北斗芯片跟國(guó)外基本水平是同一量級(jí)”。“都是自己干出來(lái)的。”他說(shuō)，地面也完全是中國(guó)芯，今后功耗會(huì)更低，精度會(huì)更高。
2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成并正式開(kāi)通服務(wù)，這標(biāo)志著中國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已全面建成，中國(guó)北斗開(kāi)啟了高質(zhì)量服務(wù)全球的新篇章。
但這不是北斗系統(tǒng)建設(shè)的終點(diǎn)，據(jù)楊長(zhǎng)風(fēng)介紹，一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命是10年至12年，從北斗二號(hào)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，衛(wèi)星可以服務(wù)到12至14年，然后進(jìn)入“墳?zāi)管壍?rdquo;，到時(shí)就要替換。2035年前，我國(guó)還將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，為未來(lái)智能化、無(wú)人化發(fā)展提供核心支撐，持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)升級(jí)換代，構(gòu)建覆蓋天空地海、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高精度、高智能、高安全、高效益的時(shí)空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。
