北斗何以加速走向大众应用

作者：李超、曹慧茹、胡晟铭

“北斗的应用发展比我预想得要快，但也是一步一个脚印，稳扎稳打。随着国内自主研发的北斗芯片模块进入实用化阶段，北斗在大众应用领域将得到更为广泛的运用。”中科院院士孙家栋说，相对于GPS（全球定位系统），北斗更为年轻，发展空间更大。

中国以“一箭双星”的方式近日成功发射第18、19颗北斗导航卫星。经过十余天的太空旅行，双星首次搭建星间链路，第19颗北斗导航卫星通过星间链路，由第18颗北斗导航卫星顺利接收并传回第一帧星间遥测。中国航天科技集团公司在8月11日对外发布了这一消息。

日前，由中国工程院与国家自然科学基金委联合资助的“中国导航与位置服务系统发展中长期战略规划研究”项目，在江苏昆山杜克大学召开首次专家咨询研讨会，来自国内外相关领域的30余位专家与会。

 

北斗定位精度通过增强将达厘米级

作为国家重要的空间信息基础设施，北斗导航卫星区域系统从2004年启动建设，2012年年底已实现对亚太地区的正式运营。其标准服务精度达10米，已完全可以与GPS媲美。

孙家栋说，日前采用“一箭双星”方式成功发射了两颗新一代北斗导航卫星，年底前还将再发射两颗，进一步增强卫星间的互相通信功能。

孙家栋介绍，随着自主北斗芯片、模块等关键技术全面突破，北斗系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、大地测量、救灾减灾和手机导航等领域，形成了较为完整的产业体系。北斗将继续加强国际合作，2020年实现全球覆盖。

中国卫星导航系统管理办公室相关人士介绍，目前正在实施的地基增强网站的建设作为重要的战略基础设施，将有效提高系统服务精度、可靠度和稳定性。届时，北斗在定位精准度方面可达厘米级。

作为北斗系统的专家组成员，武汉大学原校长、现任昆山杜克大学校长刘经南院士是一名导航专家，他经历了北斗一代、二代从论证到实施的全过程。由其团队参与承担的“地基增强系统”建设，做的就是让北斗提升“视力”的工作。

刘经南介绍，北斗卫星导航系统本身的服务精度只能在10米左右，但是很多的应用，比方说，智能交通、精密农业和城市智能管理，等等，其定位导航精度都需要优于一米，甚至达到几个厘米、几个毫米，那就需要提高这个精度，也就是修正北斗信号的误差，使得服务能达到高精度的水平，而高精度应用，是未来北斗系统应用增长最快的方向。

 

首次实现星与星之间通信

刘经南介绍，“一箭双星”就是下一代北斗全球系统的卫星新型号，与目前区域系统的卫星型号，有很多技术和功能上的不同，就比如说星与星之间能互相通信，这就是非常重要的功能。

原来的卫星只能跟地面数据通信，但星与星之间不能通信。将来这些新上天的星可以自己确定准确位置，而现在需要地面强大的系统来维持，每时每刻记录星的数据，以此来确定准确的卫星轨道位置，而精确的卫星轨道位置是开展精确卫星定位导航和授时的基础。

刘经南说，现在星与星之间通信，是确保“以后万一地面系统受到摧毁，或者地震导致地面支持出现问题，星自己还可以活下去，不用地面系统任何支持可以活90天到180天”。

刘经南说，去年马航370的搜救，GPS收不到马航飞机发来的信息，但马航飞机可以收到GPS信息，人们怀疑飞行员可能有意关闭了GPS，即使没有关闭，GPS也要通过别的卫星系统才能把位置告知地面监控系统。但是，现在只要在飞机上装上北斗接收机，就有双向通信功能，区别GPS的只收不发，北斗实现了可收可发的通信功能。

在这次昆山举行的“闭门会议”上，与会专家着重讨论的是北斗10～20年以后的未来发展走向。比如，现在人类70%的时间生活在室内，但是不管是GPS，还是北斗，因为室内被遮挡，收取信号都会受影响。

 

如何解决人才问题

刘经南透露，北斗区域系统从2012年开始运营，其全球系统2020年布设完毕并提供服务，较之GPS系统，将提前5年实现全系统提供3个频率服务的功能。

不过，让刘经南忧虑的是，目前，卫星导航及其应用系统所需的高科技人才与国际还有差距。因为搞卫星导航涉及领域非常广，人才培养和成熟的周期比较长，比如涉及基础科学就有物理、应用数学、无线电、复杂网络等，还有很多与产业相关的专业，比如芯片制造、软件、通信，等等。

以刘经南院士从事的测绘专业为例，这是基础性和应用性结合在一起的工科专业。许多人通过实践培养后，一方面对应用非常清楚，另一方面对导航卫星系统功能顶层设计也能够很清楚，但现实中既熟悉应用又熟悉顶层和全局的人才还是少了。

刘经南说，搞基础科学的人，有时太专了些，对应用不太感兴趣，而搞应用工科的人，对全局对顶层的理解又往往弱一些，“这是我们以往人才培养太过专业化造成的”。

刘经南说，我们还要培养能够独立思考、了解国际前沿动态、懂国际游戏规则、能够在国际上进行各种合作交流的人进入这个行业，这是提升我国这一领域国际竞争力的需要。

http://zqb.cyol.com/html/2015-09/09/nw.D110000zgqnb_20150909_3-06.htm

（稿件来源：《中国青年报》2015年9月9日 本网编辑：吴江龙）