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杨元喜:北斗卫星导航系统走向全球是必然

    时间:2016年05月04日    浏览次数: 收藏
导读:杨元喜:中国科学院院士、大地测量学家、相关观测抗差估计系列理论体系和自适应抗差导航定位理论体系原创者、西安测绘研究所研究员2014年11

杨元喜:中国科学院院士、大地测量学家、相关观测抗差估计系列理论体系和自适应抗差导航定位理论体系原创者、西安测绘研究所研究员

 

 

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(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)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继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统,正式成为全球无线电导航系统的组成部分,并取得了面向海事应用的国际合法地位,成为服务世界航海用户的卫星导航系统。

为了走向国际化,中国为北斗卫星导航系统制定了“三步走”的发展规划,从1994年开始发展的试验系统(第一代系统)到2004年的正式系统(第二代系统),经历了“两步走”的中国北斗卫星导航系统根据计划,将在2020年实现全球的卫星导航功能。那么北斗走向国际化需要哪些要素呢?

中国科学院院士、大地测量学家、相关观测抗差估计系列理论体系和自适应抗差导航定位理论体系原创者杨元喜认为,北斗走向全球这是个必然,北斗的区域导航系统的作用是有限的,要想让北斗为全球提供服务就必须解决几个重要的核心问题。

 

频率设计

频率资源是非常有限的,要让北斗走向全球,必须在国际电联的框架下实现全球的无线电之间兼容互操作,否则它就会受到干扰,就会与其他卫星导航系统之间出现不兼容现象,影响导航定位的性能。杨院士强调,北斗走向全球要设计优化合理的频率,要尽量和现有导航系统的频率实现兼容与互操作。

 

全球跟踪和定轨

杨院士表示北斗要走向全球,只靠我们中国境内的跟踪站是不足以跟踪卫星轨道和精确测定卫星轨道的。卫星导航定位首当其冲的是要有高精度的轨道,没有高精度的卫星轨道,地面定位、高精度定位是不可能实现的,所以解决全球导航定位问题必须解决北斗卫星的全球跟踪和定轨问题。

 

自主导航定位

在采访中,杨院士强调北斗要走向全球还要解决未来在特定的情况下,北斗卫星导航系统要能够基本维持正常运作的问题,这就要求北斗要实现自主导航定位功能。

 

中国的北斗是世界的北斗,我国的北斗卫星导航不仅为中国人民做出贡献,也为世界人民做出了贡献。北斗卫星导航系统的出现使卫星导航的覆盖广度、密度、可视数量与安全保障都有了提升。北斗与其他卫星导航系统配合使用还增加了容错能力、系统误差的补偿能力、异常误差的探测能力。

北斗卫星导航系统与现有的卫星导航系统相比有其显著特色。它的特色之一来自于卫星和地面中心运控系统之间的通信链路,这个链路的设计是基于中国当时用两颗同步卫星实现在中国境内以及周边地区的导航定位。杨院士说,因为利用两颗卫星定位,用户必须要申请定位,定位中心帮助用户确定其位置,这就需要链路,所以用户需要向卫星发射信号,并通过卫星转发到地面用户中心,地面用户中心帮助用户算出位置来,就是这样一个链路成全了我们北斗的特色系统。此外,它还可以实现位置报告功能,因为所有用户的位置都是中心站测出来的,所以中心站自然就获得了用户的位置 ,并向用户报告位置,如此实现了位置跟踪。北斗还具有短报文通讯功能,同样是由于卫星和地面用户,卫星和中心站的通信链路,使用户和用户、用户和运控中心之间进行短报文的通信。它的另一个特色功能叫做双向授时服务功能,该功能同样也是靠链路实现的。一般的导航系统是单向授时,北斗可以实现双向授时,这样就可以减少很多系统误差,所以说我国的北斗卫星导航系统的授时精度远远高于其他系统。

中国的北斗是个复杂的科学工程,它将促进多学科的融合与发展。同时,北斗工程也将会为国家的经济建设提供重要的支撑,带来巨大的经济效益,为中国的电子信息产业的发展提供强有力的支持!

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