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用上“中國芯”的北斗,和GPS相比誰更勝一籌?

用上“中國芯”的北斗,和GPS相比誰更勝一籌?

2020年10月16日 14:18 來源:科技日報微信公眾號參與互動參與互動

  “車輛使用北斗系統,能不能實現一兩米精度、秒級誤差的導航?”有聽眾問道。

  楊長風坦言,單靠北斗系統的定位精度和可靠性還有差距,但配合更強大的地基增強系統、車輛間的協同能力、車道輔助設施建設等,車道級識別完全可以實現,甚至可以實現無人駕駛。

  稍稍幾句對談,“高冷”的北斗系統就和日常生活無縫對接。

  近日,全國政協重大專項工作委員宣講團在京舉行宣講報告會,全國政協委員楊長風以《北斗衛星導航系統建設發展與融合應用》為題進行宣講。作為北斗衛星導航系統工程總設計師,楊長風參與和見證了中國北斗攻堅克難的歷程。

  衛星導航與位置服務產業總體產值年均增長約20%

  楊長風表示,在人類導航發展史上,衛星導航首次將全球空間和時間信息服務能力集中于一體,同時解決了高精度、高動態、實時性、全球性、全天候等一系列的難題,實現空間和時間信息的有機統一。

  他通俗地解釋了衛星導航的原理:基于三球交匯原理,通過測量3顆以上導航衛星與用戶接收機的距離,解算用戶的三維位置坐標,“聽起來好像很神秘,但我們搞導航的一說大家就明白了。”他笑說。

  建設高性能、高可靠的全球衛星導航系統,是我國科技領域中長期發展規劃的16個重大專項之一,歷時近30年建設,北斗系統是我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型復雜航天系統。

  “北斗系統是由空間段、地面段、用戶段的工作衛星、四十多個地面站、成千上萬的用戶終端等一起織就的一張‘天羅地網’。”楊長風說。

  “這張網”的地位不言而喻,作為國家經濟社會發展的重要支撐,北斗系統是繼移動通信、互聯網之后的第三大經濟增長點,10年來我國衛星導航與位置服務產業總體產值年均增長20%以上,預計2020年產值有望超過4000億元。

  全球定位精度與GPS相當,局部區域優于GPS

  科普北斗系統的“成長史”之外,楊長風還現場答疑,解答了關于北斗的“冷知識”。

  和GPS系統比,北斗表現如何?

  “北斗是最強大的全球衛星導航系統。”楊長風說,北斗系統獨創了三種軌道混合星座,增加了精密單點定位、星基增強、區域短報文通信、國際搜救、全球短報文通信等新功能,可以播發更優的導航信號。

  “全球范圍定位精度與GPS相當,局部區域優于GPS”。比如在北美、非洲、歐洲等地,北斗的定位精度在5米左右,在亞太地區可以精確到2.5到3米。

  除了實時導航和快速定位之外,北斗系統還有位置報告和短報文通信等特色功能。如楊長風所言,北斗服務就在你我身邊,“這是北斗系統最厲害的地方,作為全球最先進的導航系統,它的應用‘只受人類想象力的限制’。”

  特別是用北斗系統可以“發短信”的短報文服務,是國外其它任何一個全球衛星導航系統都不具備的。

  楊長風透露,年底預計有增加短報文功能的華為手機發布,車道級別導航也可能搭載其中。“北斗是中國智慧的代表。”他總結說。

  星星互聯 星地互聯

  楊長風表示,北斗系統具備星間鏈路,實現衛星之間、星地之間互通互聯。

  他進一步解釋,北斗三號系統采用Ka頻段相控陣鏈路,將30顆衛星和國內幾十個地面站有機聯系起來,極大提升了運營能力、安全性和定位精度,直接為航天器提供測控輸數傳服務。更重要的是,沒有地面支持的情況下,衛星可以實現60天自主運行,上下鏈路不受大氣電離層的干擾,定位精度顯著提升。

  抗戰勝利70周年9.3大閱兵中,地面方隊時間誤差僅僅在0.3秒之內,距離誤差在正負10厘米之內,空中梯隊米秒不差,都是北斗的功勞。

  這項“獨門絕技”,也是讓北斗成為最強衛星導航系統的原因之一。

  “北斗芯”都是“中國芯”

  經過多年發展,北斗已形成完整產業鏈,基礎產品實現自主可控,國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破,性能指標與國際同類產品相當。多款北斗芯片實現規模化應用,工藝水平達到22納米。

  談到最受關注的“北斗芯”,楊長風直言,“稱得上都是中國芯”,“北斗芯片跟國外基本水平是同一量級”。“都是自己干出來的,”他說,地面也完全是中國芯,今后功耗會更低,精度會更高。

  2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統建成并正式開通服務,這標志著中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統已全面建成,中國北斗開啟了高質量服務全球的新篇章。

  但這不是北斗系統建設的終點,據楊長風介紹,一顆北斗導航衛星的設計壽命是10年至12年,從北斗二號的經驗來看,衛星可以服務到12至14年,然后進入“墳墓軌道”,到時就要替換。

  2035年前我國還將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系,為未來智能化、無人化發展提供核心支撐,持續推進系統升級換代,構建覆蓋天空地海、基準統一、高精度、高智能、高安全、高效益的時空信息服務基礎設施。服務全球,造福人類!

  全國政協重大專項工作委員宣講團是全國政協深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想、深化落實習近平總書記關于加強和改進人民政協工作的重要思想學習研討成果的一項履職創新探索。今年,宣講團將緊扣決勝全面建成小康社會和決戰脫貧攻堅、統籌推進疫情防控和經濟社會發展、實施“十三五”規劃收官和謀劃“十四五”發展等主題,赴全國政協干部培訓中心和地方政協開展宣講活動。

  部分在京全國政協委員、市政協委員,市政協機關干部,“模擬政協”社會實踐活動學生代表參加本場宣講活動。

  科技日報記者 崔爽

【編輯:于曉】
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