B「北斗」系統建設三步走
預計今年十月服務升級
記者:我國發展北斗衛星導航系統遵循「三步走」戰略,具體情況如何?
郭樹人:1983年,航天專家陳芳允院士在國內首次提出利用兩顆地球靜止軌道通信衛星實現區域快速導航定位的設想,1994年,我國啟動北斗衛星導航系統建設,目標是提供「獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠」的衛星導航服務,按照「三步走」戰略穩步推進。
第一步,組建衛星導航試驗系統。我國於2000年建成了由2顆北斗導航試驗衛星組成的試驗系統,與國外同類系統相比,北斗試驗系統的優點是投資少,組建快,尤其是具有通信功能,特別適用於需把導航與通信相結合的用戶。
「5·12」汶川地震中,來自汶川縣城的第一條災區信息就是通過北斗衛星傳輸出來的。震後災區通信癱瘓,災情無法掌握。震後次日中午12時,北斗試驗系統接收到距汶川縣城40公里處發來的定位請求。這是武警四川總隊一支小分隊攜帶試驗系統終端機,正沿317公路以每小時6公里的速度向汶川挺進,他們通過北斗導航衛星特有的短信功能,將災區的信息傳遞出來,在實現自我定位的同時,也為指揮救援提供了有效途徑。在玉樹地震救援中,北斗導航試驗系統同樣發揮了重大作用。
但是,也應該看到試驗系統的一些缺陷,比如不能實現連續定位,而是一種應答式定位,飛機、汽車等高速移動的交通工具裡無法使用。另外,試驗系統有容量限制,衛星轉發器總容量限制了用戶的開發。
第二步,在2012年完成14顆衛星發射任務,組成區域性、可以自主導航的定位系統。區域系統將為中國及周邊地區的用戶提供陸、海、空導航定位服務,為航天用戶提供定位和軌道測定手段,滿足導航定位信息交換的需要等。
第三步,在2020年前,建成由30多顆衛星組成的、與GPS一樣覆蓋全球的全球導航系統。
記者:為什麼今年4月10日發射的第8顆北斗導航衛星受到廣泛關注?
郭樹人:第8顆北斗衛星的成功發射,標誌著北斗區域衛星導航系統基本建成,自主衛星導航系統建設進入新階段。中國成為繼美國、俄羅斯之後,又一個擁有自主衛星導航系統的國家。第8顆北斗衛星上天后,預計於今年10月可以為亞太地區、包括西太平洋和印度洋的一部分區域,提供用戶數量不受限制、連續導航、性能較高、區域性初始服務的導航系統。這將引導下游的研發、生產單位開發出國產北斗導航芯片、導航終端,逐步提高「北斗」系統的影響力。
曹沖:北斗系統的建設計劃在今、明兩年發射多顆衛星上天,形成14顆衛星組成的星座,其中有5顆同步衛星,5顆傾斜軌道衛星,還有4顆中軌衛星。14顆導航衛星將使北斗導航系統能夠正式提供服務。到2020年,將有30多顆北斗導航衛星在軌,形成全球導航系統。
C 獨有短信功能如何與GPS共存
打造「一機雙卡」
郭樹人介紹,北斗衛星導航系統將提供高質量的衛星導航服務,包括開放和授權兩種服務類型。開放服務將面向大眾用戶免費提供高可靠性的定位、測速和授時服務,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒;授權服務面向專業用戶提供更高精度的定位、測速、授時服務,此外還能提供短報文通信、差分服務以及系統完好性的信息服務。
與GPS、歐洲的「伽利略」、俄羅斯的「格洛納斯」相比,北斗導航系統最有特色的是短信功能。
短報文通信服務能力為每次120個漢字。郭樹人將這120個漢字比喻為關鍵時候的「救命信」。如果有「驢友」在野外迷路,又無法用手機、對講機與外界聯繫時,就可以用北斗導航終端測出自己的位置,再向衛星發送短信,將自己的位置信息告訴救援者,「這是GPS導航儀無法完成的工作」。
目前,在東海、南海作業的漁船已安裝了一萬多台北斗導航終端。並構建起「北斗」衛星海洋漁業綜合信息服務網,實現了多網合一的漁船船位集中監控。該信息服務網能向漁業管理部門提供船位監控、緊急救援、政策發佈、漁船出入港管理服務等; 向海上漁船提供導航定位、遇險求救、航海通告、增值信息(如天氣、海浪、漁市行情)等服務;提供船與船、船與岸間的短消息互通服務等,極大地提高了漁業管理部門的漁船安全生產保障水平,提高了漁民收入。還能減少外事爭端,維護中國的海洋權益。
基於北斗衛星導航系統的民用車載導航儀預計在明年推出,北斗衛星導航系統功能如此強大,是否意味著會取代GPS?
對此,曹沖認為,「北斗導航不會取代GPS,而是與之互補」。他解釋,北斗與GPS的競爭最終還是在導航儀等終端設備上。目前的基本思路,是將北斗跟GPS捆綁在一起,用類似於手機「一機雙卡」的模式,令雙模系統在一台導航儀上兼容使用,互相自動切換,從而提高定位精度。
在導航儀中,接收機芯片是最核心的技術。要實現北斗和GPS兩套系統的「一機雙卡」模式,需要在同一個芯片中容納兩個導航系統,並在不同環境下對不同的信號進行聯合處理,還要保持工作的穩定性。曹沖認為,這是目前研發的難點,比如接收天線的研製就比較複雜,還要做相當多的工作。
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