本刊記者 劉佳 攝影 潘越榮 王寰宇
□□2011年5月18-20日,中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)在上海世博中心隆重召開(kāi)。本屆會(huì)議由中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室聯(lián)合科技部、國(guó)防科工局等單位主辦,由中國(guó)空間技術(shù)研究院等單位承辦。本屆會(huì)議旨在加強(qiáng)學(xué)術(shù)、技術(shù)、理論和應(yīng)用創(chuàng)新,從而促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的合作與交流,推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工程建設(shè)和衛(wèi)星導(dǎo)航理論進(jìn)步,以及衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展。國(guó)內(nèi)從事導(dǎo)航系統(tǒng)研究、建設(shè)和應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)、專家,以及美、俄、歐、日等國(guó)家和地區(qū)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官員和學(xué)者等約1500余人參加了本屆年會(huì)。
本屆會(huì)議主題是“設(shè)計(jì)‘北斗’未來(lái)”,主要包括學(xué)術(shù)交流,高端論壇,展覽展示和科普活動(dòng)等4項(xiàng)內(nèi)容。在3天的議程中,大會(huì)就衛(wèi)星導(dǎo)航政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系、“北斗”/全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)體質(zhì)及兼容互操作等10個(gè)方面的議題開(kāi)展了交流,著名專家就“北斗”的發(fā)展發(fā)表了各自的意見(jiàn)。
參會(huì)的衛(wèi)星應(yīng)用研究院院長(zhǎng)李忠寶閱讀《國(guó)際太空》雜志
我們不僅要建好“北斗”系統(tǒng),更要用好“北斗”系統(tǒng),不僅要在中國(guó),而且要在全球,與全球各國(guó)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)共同推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展,惠及人類生活福祉和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)是在“北斗”系統(tǒng)穩(wěn)步、快速發(fā)展,并于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)共同的進(jìn)步中應(yīng)時(shí)而生。今天,如此眾多的專家、學(xué)者、官員、企業(yè)家和社會(huì)各界人士參加本次年會(huì),更多的海外專家參與,體現(xiàn)了中國(guó)政府對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重視,體現(xiàn)了社會(huì)各界對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的厚望,體現(xiàn)了全球GNSS的融合發(fā)展、共同進(jìn)步的訴求。
現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)時(shí)間、位置的服務(wù)有廣泛的需求。面對(duì)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)日新月異的進(jìn)步和各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共同發(fā)展的愿景,衛(wèi)星導(dǎo)航必將突破新的科技,創(chuàng)造新的服務(wù),迎接新的未來(lái)。
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師孫家棟院士
為了加快“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用, “十一五”期間國(guó)防科技工業(yè)局組織設(shè)立了“北斗”導(dǎo)航民用市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的專項(xiàng),以共享平臺(tái)、關(guān)鍵技術(shù)、示范工程3個(gè)專題開(kāi)放實(shí)施,共開(kāi)展衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái),高精度集成的定位研究,北京交通與導(dǎo)航定位信息服務(wù)系統(tǒng)等16個(gè)研究項(xiàng)目,目前已取得了多項(xiàng)應(yīng)用成果,對(duì)于我國(guó)導(dǎo)航應(yīng)用和服務(wù)提供了有利的技術(shù)支持。根據(jù)國(guó)家“十二五”計(jì)劃綱要和國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃技術(shù)發(fā)展綱要,國(guó)防科工局編制了航天“十二五”的發(fā)展規(guī)劃,提出了發(fā)展衛(wèi)星通信廣播、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感為核心的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù),將充分利用“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用的技術(shù)積累來(lái)支持“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星全球系統(tǒng)的論證工作。在應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化頂層設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的支撐作用。
國(guó)防科工局胡亞楓副局長(zhǎng)
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司承擔(dān)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星及其運(yùn)載火箭的研制和組網(wǎng)建設(shè)工作,在建成“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,正在進(jìn)行區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)建設(shè)。后續(xù)還將承擔(dān)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)工作。
我國(guó)自主建立的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng),致力于向用戶提供高質(zhì)量的定位導(dǎo)航授時(shí)和短信服務(wù),已在測(cè)繪、水利、車輛導(dǎo)航監(jiān)控、應(yīng)急救援、氣象監(jiān)測(cè),海洋漁業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。2010年10月,我國(guó)政府頒布了關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定,將衛(wèi)星及衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一的高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,并明確提出,要積極推進(jìn)空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),促進(jìn)衛(wèi)星及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為大力發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)提供了政策支持。
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司袁潔副總經(jīng)理
中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室冉承其主任
按照“質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益”的總要求,堅(jiān)持“開(kāi)放、自主、兼容、漸進(jìn)”的基本原則和“三步走”的總體規(guī)劃,建設(shè)高性能、高可靠、高效益的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),滿足國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求,促進(jìn)國(guó)家信息化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,預(yù)計(jì)2020年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值4000億元。
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡到“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),至今已發(fā)射8顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星;地面段已完成設(shè)備研制和安裝調(diào)試,各項(xiàng)功能運(yùn)行正常。用戶段已完成測(cè)試終端研制;開(kāi)展了系統(tǒng)集成試驗(yàn)工作,驗(yàn)證了空間段、地面段和用戶段工作的協(xié)調(diào)性;驗(yàn)證了系統(tǒng)服務(wù)精度指標(biāo)。系統(tǒng)將于2011年10月完成全面測(cè)試,將具備向我國(guó)大部分地區(qū)提供初始服務(wù)的條件,我國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。
2011年還將發(fā)射3~4顆組網(wǎng)衛(wèi)星,為我國(guó)及周邊大部分地區(qū)初步提供連續(xù)無(wú)源定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),以及短報(bào)文通信服務(wù)。 2012年,將發(fā)射5~6顆組網(wǎng)衛(wèi)星,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將為亞太地區(qū)用戶提供無(wú)源定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),以及覆蓋更廣的位置報(bào)告服務(wù)。其定位精度優(yōu)于10 m、測(cè)速精度優(yōu)于0.2 m/s、授時(shí)精度優(yōu)于50 ns。到2020年,將建成由約35顆衛(wèi)星組成的“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),最終的數(shù)目也要根據(jù)組網(wǎng)要求、衛(wèi)星的壽命和可靠性等因素來(lái)確定。因?yàn)樾l(wèi)星都有壽命限制,這些衛(wèi)星與“北斗”區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的16顆衛(wèi)星沒(méi)有關(guān)系,是16顆衛(wèi)星之外新增加的。
冉承其主任強(qiáng)調(diào)要從“示范”和“基礎(chǔ)”雙方向打通產(chǎn)業(yè)鏈,政府積極示范,從行業(yè)和區(qū)域加大應(yīng)用推廣的力度,盡快形成規(guī)模效應(yīng),奠定全面推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。目前,已啟動(dòng)交通部“重點(diǎn)運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)控管理服務(wù)示范系統(tǒng)工程”等“北斗”行業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。加大核心芯片、視頻芯片等基礎(chǔ)產(chǎn)品的研發(fā),掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),降低終端、芯片成本,奠定行業(yè)和大眾“北斗”應(yīng)用的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推廣到周邊國(guó)家和亞太地區(qū)乃至全世界。
今后國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域管理部門將重點(diǎn)開(kāi)展四方面工作:一要盡快發(fā)布“北斗”公開(kāi)服務(wù)接口控制(ICD)文件,積極推進(jìn)“北斗”產(chǎn)品研制及應(yīng)用服務(wù)開(kāi)發(fā);二要加大核心芯片等基礎(chǔ)產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)投入力度,掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),奠定行業(yè)和大眾的“北斗”應(yīng)用基礎(chǔ);三要加快推進(jìn)行業(yè)和地區(qū)“北斗”應(yīng)用示范,盡快形成規(guī)模效應(yīng),奠定全面推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ);四要積極推進(jìn)中國(guó)位置網(wǎng)示范工程建設(shè),培育、催生和規(guī)范以“北斗”為核心的位置服務(wù)產(chǎn)業(yè),奠定行業(yè)和大眾位置服務(wù)市場(chǎng)基礎(chǔ)。
報(bào)告中,帕金森教授回顧了GPS的決策以及解決關(guān)鍵問(wèn)題的若干歷史,講述了GPS的早期發(fā)展歷程,包括重要決策、關(guān)鍵問(wèn)題以及最后的解決方案,尤其是在GPS系統(tǒng)獲得成功實(shí)施和應(yīng)用中起關(guān)鍵作用的5個(gè)工程挑戰(zhàn):碼分多址(CDMA)信號(hào)結(jié)構(gòu)、原子鐘、軌道預(yù)算、衛(wèi)星生命周期和微型低成本的用戶終端設(shè)備。就這5個(gè)方面帕金森做了詳細(xì)的介紹,同時(shí)也提出了很多憂慮,如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)。帕金森呼吁不同的衛(wèi)星系統(tǒng)間要協(xié)調(diào)發(fā)展,以互換性作為發(fā)展目標(biāo),共同推動(dòng)實(shí)現(xiàn)兼容和互操作,為用戶提供更好地服務(wù)。
GPS之父帕金森教授
海因先生的報(bào)告介紹了多星座多頻率全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和天機(jī)增強(qiáng)系統(tǒng)。他不僅提及兼容互操作的問(wèn)題,也談到了多遠(yuǎn)建設(shè)的過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題,以及信號(hào)的選擇和如何控制低噪的增長(zhǎng)。同時(shí),他談到歐盟委員會(huì)認(rèn)識(shí)到衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的重要性,2010年推出了應(yīng)用計(jì)劃,強(qiáng)調(diào)了手機(jī)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等6個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。中國(guó)國(guó)家遙感中心和歐洲“伽利略”項(xiàng)目組到目前一共簽署了12個(gè)項(xiàng)目的合作協(xié)議。這些項(xiàng)目有系統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目還有關(guān)于系統(tǒng)的模擬驗(yàn)證項(xiàng)目、系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目。目前,這些項(xiàng)目進(jìn)展順利,他希望歐中加強(qiáng)在伽利略計(jì)劃的合作,為雙方帶來(lái)更大的利益?!百だ浴迸c“北斗”會(huì)有競(jìng)爭(zhēng),但海因先生認(rèn)為,雙方未來(lái)更多的將是合作,“合作大于競(jìng)爭(zhēng)”。
歐洲航天局“伽利略”運(yùn)行和發(fā)展處處長(zhǎng)海因先生
譚述森在報(bào)告中提出了以下幾點(diǎn):①為滿足全球衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)務(wù)正常工作的需要和維持其他無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)正常工作,需要做到射頻兼容。②用戶對(duì)四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求大于四大系統(tǒng)所提供的資源,頻譜重迭不可避免。所以必須按授權(quán)信號(hào)頻譜分離,公開(kāi)信號(hào)可頻率共用?!氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將公開(kāi)信號(hào)設(shè)計(jì),最大限度地滿足四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)互操作需要。③改善授權(quán)信號(hào)頻譜分離的思路。授權(quán)服務(wù)和公開(kāi)服務(wù)的干擾門限可以不同,由參與方協(xié)商確定。④多系統(tǒng)公開(kāi)服務(wù)互操作的意義是最大程度滿足民用用戶導(dǎo)航定位的需要。所提供的資源是所有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及增強(qiáng)系統(tǒng)的總和。導(dǎo)航精度、可用性、連續(xù)性、完好性將大幅改善。 互操作將提高頻譜資源的利用率,有利于緩和導(dǎo)航頻率匱乏與需求量大的矛盾?;ゲ僮鞴ぷ鞯淖罡咦非竽繕?biāo)是滿足任意4顆全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星組合均能得到最佳服務(wù)精度。 因此,加強(qiáng)在導(dǎo)航時(shí)、坐標(biāo)系間合作十分必要。 ⑤互操作合作行動(dòng)應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、有效使用頻譜資源原則,衛(wèi)星功率、有效載荷最佳配置的原則以及滿足導(dǎo)航性能需求三大原因,支持在1575MHz、1176MHz頻段的互操作。支持為實(shí)現(xiàn)互操作,開(kāi)放專利的行動(dòng);支持利用開(kāi)放專利的行動(dòng),為用戶提供更廉價(jià)、更方便的接收機(jī)研制條件;支持單星性能承諾主張,對(duì)民用導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量給予實(shí)時(shí)監(jiān)視,發(fā)布“可用”、“未監(jiān)視”等標(biāo)志信息。
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程副總設(shè)計(jì)師譚述森研究員
位置服務(wù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種基于衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù),并集成了移動(dòng)通信、地理信息、智能傳感和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為用戶提供與位置相關(guān)的信息服務(wù)的新興產(chǎn)業(yè)。具有多種性能要求的位置服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可以稱之為“位置服務(wù)網(wǎng)”。據(jù)中國(guó)艾瑞咨詢公司市場(chǎng)調(diào)查,2013年中國(guó)的位置服務(wù)產(chǎn)值可達(dá)70億元人民幣。
建立以“北斗”為主體的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和相應(yīng)天基及地基增強(qiáng)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)兼容互操作的位置服務(wù)定位網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)“北斗”天基增強(qiáng)和地基增強(qiáng)的技術(shù)銜接、廣域增強(qiáng)和區(qū)域增強(qiáng)模式融合,服務(wù)可選,運(yùn)行規(guī)范統(tǒng)一。建立基于“北斗”和GPS的國(guó)家連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)(CORS),實(shí)現(xiàn)與省市及行業(yè)CORS之間的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享。 基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和其增強(qiáng)系統(tǒng)的位置服務(wù)定位網(wǎng)是位置服務(wù)中首要的基礎(chǔ)設(shè)施,它包括天基增強(qiáng)和地基增強(qiáng)。未來(lái)的中國(guó)位置服務(wù)定位網(wǎng)具有能對(duì)自身、GPS、“伽利略”、GLONASS增強(qiáng)的特點(diǎn),覆蓋范圍可接近3/4個(gè)地球,能用統(tǒng)一的精密單點(diǎn)定位(PPP)算法分別滿足天基廣域增強(qiáng)和CORS地基增強(qiáng)的多種定位精度的需求。中國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)研究進(jìn)展能夠支持上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
武漢大學(xué)劉經(jīng)南院士
特內(nèi)先生在題為《GPS政策,系統(tǒng)最新進(jìn)展及國(guó)際合作》的報(bào)告中,全面介紹了美國(guó)國(guó)家天基定位、導(dǎo)航和授時(shí)(PNT)政策、GPS及其增強(qiáng)系統(tǒng)最新進(jìn)展,以及有關(guān)國(guó)際合作活動(dòng)。特內(nèi)先生還著重介紹了中美之間在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的雙邊合作,并表達(dá)了美國(guó)有興趣進(jìn)一步加強(qiáng)兩國(guó)在民用全球?qū)Ш较到y(tǒng)的服務(wù)與應(yīng)用。
美國(guó)國(guó)務(wù)院空間和高級(jí)技術(shù)辦公室副主任特內(nèi)先生
卡婭女士在她的報(bào)告 《GLONASS系統(tǒng)狀態(tài)與計(jì)劃》中,向與會(huì)者介紹了GLONASS系統(tǒng)的項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)設(shè)置、GLONASS的星座狀況、近期組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃、相關(guān)政策、發(fā)展規(guī)劃等。她說(shuō)俄羅斯政府一直非常重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展,愿與全球各國(guó)就衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域開(kāi)展廣泛的合作與交流。
俄羅斯聯(lián)邦中央機(jī)械制造研究所定位導(dǎo)航授時(shí)信息分析中心的卡婭女士
另?yè)?jù)神舟-5飛船總設(shè)計(jì)師戚發(fā)軔院士透露,神舟-8飛船和天宮-1目標(biāo)飛行器將于今年下半年發(fā)射,預(yù)實(shí)施中國(guó)首次空間交會(huì)對(duì)接試驗(yàn),其中將有“北斗”的貢獻(xiàn)。戚發(fā)軔認(rèn)為,世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將永遠(yuǎn)是競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì),我國(guó)獨(dú)立、完整、可靠、自主地建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信念不能動(dòng)搖?!氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成后,將會(huì)在航天領(lǐng)域有更大的作為。太空中運(yùn)行的所有衛(wèi)星都能利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸、定位、測(cè)軌。“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)除了空間段是建設(shè)重點(diǎn)外,地面終端的研發(fā)也同樣重要。目前,我國(guó)在終端芯片國(guó)產(chǎn)化方面已經(jīng)取得了很多突破。
中國(guó)空間技術(shù)研究院科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任李祖洪表示,未來(lái)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度將大幅提升。按照系統(tǒng)建設(shè)“三步走”的計(jì)劃,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入第二步,明年將建成覆蓋亞太地區(qū)的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在抓緊系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)新技術(shù)研發(fā)工作也在全力開(kāi)展。未來(lái)星載原子鐘的精度將從30萬(wàn)年1秒的誤差提高到300萬(wàn)年1秒的誤差,這將使“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度提高到米級(jí)?!?/p>