王哲

和世界其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗只需要兩顆衛(wèi)星定位，而美國的GPS、俄羅斯的GLONASS都需要四顆衛(wèi)星才能組成定位。

“中國的北斗，世界的北斗。”這是6月16日中國官方首次發(fā)布的《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書中對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位。

走向全球

打造自主可控的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，既是國家安全的需要，更是經(jīng)濟發(fā)展的需要。20世紀(jì)后期，為了不再受制于人，中國開始探索自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，形成了“三步走”戰(zhàn)略——2000年年底，建成“北斗一號”，向中國提供服務(wù)； 2012年年底，建成“北斗二號”，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；計劃在2020年前后，建成北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。

6月12日23時30分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第23顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星入軌并完成在軌測試后，與其他在軌北斗衛(wèi)星共同提供服務(wù)。按照規(guī)劃，2020年我國將實現(xiàn)35顆北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng)，真正實現(xiàn)覆蓋全球?！笆濉逼陂g將迎來“北斗”發(fā)射高峰，平均每年發(fā)射數(shù)量有望超過5顆。

“我們已順利完成‘三步走戰(zhàn)略的前兩步?！北倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計師楊長風(fēng)對本刊記者說，“北斗系統(tǒng)創(chuàng)造性提出‘先區(qū)域、后全球，先有源、后無源的建設(shè)思路，用較短時間形成了覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)能力，并為后續(xù)全球系統(tǒng)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)，這是符合中國國情的發(fā)展道路?！?/p>

目前北斗系統(tǒng)已能為30多個國家和地區(qū)提供服務(wù)，正在運行的“北斗二號”系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)為南北緯55度、東經(jīng)55度到180度，定位精度優(yōu)于10米。在低緯度地區(qū)定位精度優(yōu)于5米。“這個精度與美國GPS、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)民用信號的性能相當(dāng)?！敝袊l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其表示。

本刊記者了解到，北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座?！盎旌闲亲菄H首創(chuàng)。”楊長風(fēng)說，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗的高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區(qū)性能特點更為明顯。地面段包括主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站。據(jù)冉承其介紹，北斗地基增強系統(tǒng)已完成框架網(wǎng)建設(shè)，具備為中國境內(nèi)用戶提供米級、分米級實時定位服務(wù)能力。用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計師謝軍介紹說，和世界其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，具有實時導(dǎo)航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務(wù)五大功能。北斗只需要兩顆衛(wèi)星定位，而美國的GPS、俄羅斯的GLONASS都需要四顆衛(wèi)星才能組成定位。GPS采用“無源定位體制”，即用戶不發(fā)射任何信號可免費獲得衛(wèi)星信號并實現(xiàn)定位。北斗系統(tǒng)除提供無源定位服務(wù)外，還可以實現(xiàn)有源測定技術(shù)。用戶可以隨時把位置信息報告給指揮中心，在特殊情況下實現(xiàn)定位服務(wù)。

冉承其介紹說，中方正在積極推動北斗系統(tǒng)的國際化發(fā)展：積極參與聯(lián)合國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)委員會等國際組織的活動；與美、俄、歐等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國家開展系統(tǒng)間合作，通過談判已完成首輪頻率協(xié)調(diào)；持續(xù)推動北斗進入國際海事、國際民航、全球移動通信及通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等國際組織；積極推動海外應(yīng)用，已與巴基斯坦、東盟、阿盟等國家和地區(qū)開展合作。在俄羅斯、巴基斯坦、泰國等重點服務(wù)區(qū)域，中方以合資公司、合作項目等方式謀求共贏，還設(shè)立聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航區(qū)域培訓(xùn)中心，為國外用戶培養(yǎng)衛(wèi)星導(dǎo)航人才。

進入融合跨界時代

目前，我國已經(jīng)完全實現(xiàn)了北斗系統(tǒng)核心芯片、終端板卡、天線等的自主可控，并且具有國際先進水平?！白畋阋说男酒坏?0塊錢，比國際同類產(chǎn)品還要便宜。截至今年4月份，應(yīng)用北斗技術(shù)的終端超過了2400萬臺，應(yīng)用北斗作為手機芯片的手機銷量已經(jīng)超過1800萬部。僅今年一季度，中國境內(nèi)出貨的新款智能手機中，使用北斗芯片的已超過30%?！比匠衅鋵Ρ究浾哒f。

在某些應(yīng)用領(lǐng)域，依靠單一系統(tǒng)無法保證可用性，而實現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）之間兼容互操作，將提高可用性及可靠性?！笆聦嵶C明，北斗/GPS兼容型接收機在不明顯增加成本的情況下，能夠顯著提高設(shè)備性能。”北京合眾思壯導(dǎo)航技術(shù)有限公司首席科學(xué)家沈軍對本刊記者說，例如三星手機推出的Note3及后續(xù)產(chǎn)品都具備接收北斗信號的功能。

現(xiàn)階段，北斗與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等融合發(fā)展已經(jīng)逐漸成為趨勢，作為天地一體化信息系統(tǒng)的北斗系統(tǒng)將進入融合跨界時代。楊長風(fēng)說，下一步將重點推動北斗系統(tǒng)與藍牙、寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)、有線互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)等融合，實現(xiàn)“北斗地基增強網(wǎng)+高精度位置服務(wù)網(wǎng)+寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)”互聯(lián)互通，使北斗時空信息傳輸更快、位置更精、圖像更清、用法更巧。未來還將實現(xiàn)“北斗系統(tǒng)+高精度遙感數(shù)字地圖+導(dǎo)航網(wǎng)格碼+云計算平臺”融合發(fā)展?！白尮铝ⅰ㈧o止的北斗時空數(shù)據(jù)活起來、動起來，提升北斗時空數(shù)據(jù)應(yīng)用價值?！睏铋L風(fēng)說，智能手機、平板電腦、車載終端、穿戴式設(shè)備等將是未來北斗應(yīng)用的最大市場。

另外，沈軍對本刊記者說，我國北斗導(dǎo)航企業(yè)自主研發(fā)的全球星基高精度增強服務(wù)系統(tǒng)“中國精度”將使北斗用戶在無需架設(shè)基站的情況下，在全球任一地點享受便捷的亞米級、分米級和厘米級三種不同精度層級的增強服務(wù)，使更多地基增強網(wǎng)信號無法覆蓋的區(qū)域，如海洋、沙漠、山區(qū)等也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位服務(wù)。到2020年，北斗可提供全球任意一處優(yōu)于5米的定位精度。冉承其舉例說，如果用這個高精度應(yīng)用服務(wù)約車，最后100米、最后10米我們就不需要再打電話和司機溝通，車可以直接開到你的旁邊。在這個精度之下，諸如泥石流變形監(jiān)測、道路橋梁的監(jiān)測、無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用、駕駛員培訓(xùn)、駕考的培訓(xùn)等都不是問題。