作者:张保淑 来源:人民日报海外版 发布时间:2017/9/13 9:49:41
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中国精度:精细入微 中国北斗导航世界

北斗导航示意图

(百度网)

“北斗”之父、中国工程院院士孙家栋(左)在工作中

(百度网)

精度达“厘米级”,误差在数厘米之间。如此不可思议的定位精度是中国“夔龙系统”的建设目标。2016年11月,中国航天科技集团正式向外界发布,该系统建设工作全面启动,并且给出了关键时间节点:初步计划2018年覆盖中国提出的“一带一路”倡议所及区域,2022年逐步发展到覆盖全球。夔龙系统作为首个“北斗”全球“厘米级”定位系统,是强大国产定位“天尺”,将在北斗卫星导航定位系统基础上,提供精细入微的服务。

对空间位置的准确感知是人们生产生活中经常要面对的问题,然而,有能力独立解决该问题、拥有自己独立导航定位系统的国家或地区只有美国、俄罗斯、欧盟和中国等为数不多的几个。中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。

2000年,中国建成北斗导航试验系统。该系统成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为了更好地服务于国家建设与发展,满足全球应用需求,中国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

2012年12月27日,拥有14颗卫星和32个地面站的中国北斗导航系统正式向亚太地区提供服务,成为继美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯后,全球第三个成熟的卫星导航系统。一年后,《北斗系统公开服务性能规范(1.0版)》和《北斗系统空间信号接口控制文件(2.0版)》两个系统文件发布。

2014年11月23日,国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分,取得面向海事应用的国际合法地位。

2017年,中国计划发射6至8颗全球组网卫星,全面推进北斗三号系统研制建设,率先为“一带一路”相关国家提供基本服务。这标志着北斗全球组网、全球服务进程拉开帷幕。

在扩大服务范围的同时,北斗在提升导航精度上下工夫。2014年9月,北斗地基增强系统启动研制建设。2017年1月,北斗地基增强系统项目一期建设完成,包括150个框架网基准站和近1270个区域加密网基准站的全部研制建设任务,系统可对外提供米级、亚米级高精度定位服务。地基增强系统项目二期建设计划于2018年底完成,主要进行区域加强密度网基准站补充建设,进一步提升系统服务性能和运行连续性、稳定性、可靠性,实现全面服务能力。2017年2月,我国首个自主研制的“米级快速定位北斗芯片”正式推出,实现了基础产品的自主可控并达到国际先进水平。

夔龙系统的建设无疑是中国导航定位精度的一个里程碑。该系统通过计算从全球多达300个以上的多系统卫星导航参考站所获取的观测数据,对传统的卫星导航定位中对于定位精度影响较大的轨道误差、时钟误差等参数进行精密修正,并通过5颗地球同步轨道卫星和60颗以上的低轨通信卫星星座,向卫星导航终端播发相关修正参数,同时提供4种数据信号,分别对应“亚米级、亚分米级、厘米级、航空安全级”服务。

目前亚米级应用主要可应用于大众消费类以及对于精度要求不高的工业应用场景。亚分米级应用和厘米级应用主要应用在测绘领域、农业领域和工业生产领域。巨大的农业机械在夔龙系统厘米级定位精度的辅助下,将可以达到更高的生产效率。在夔龙系统的辅助下,矿山机械、车辆与人员完全实现了自动化控制与调度,保障生命安全,提高生产率。

近年来,导航卫星系统故障、恶劣电磁环境影响等事件频发,对于卫星导航的区域可用性造成了很大的挑战。夔龙系统通过对于各卫星导航系统的全球监测,准实时发布系统可用情况,切实保障卫星导航应用的安全可靠。这方面目前主要应用于航空安全,未来可逐步扩展,应用到高铁、无人汽车等领域。

除了夔龙系统之外,中国航天科技集团公司还推出了“鸿雁卫星星座通信系统”。该系统计划于2020年建成,将由60颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务,其中包括导航增强功能。特别值得一提的是“鸿雁星座”将搭载船舶自动识别系统,可在全球范围内接收船舶发送的信息,全面掌握船舶的航行状态、位置、航向等,实现对远海海域航行船舶的监控及渔政管理;还将搭载广播式自动相关监视载荷,可从外层空间对全球航空目标进行位置跟踪、监视及物流调控,增强飞行安全性及突发事故搜救能力。“鸿雁星座”与“北斗”之间将来可以携手合作,前者可为北斗导航卫星增强系统提供信息播发通道,将北斗导航卫星定位精度再提升一个台阶。

 
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