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    发射升空!独家专访中国工程院院士刘经南:中国北斗已在世界前列,湖北布局发展正当时!

    发布时间:2020-06-23     浏览量:1199

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    今天上午9时43分,我国北斗全球系统最后一颗组网卫星成功发射升天,北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星,共30颗卫星组成。

    北斗三号卫星导航系统提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

    亮点多多

    北斗三号系统采用时间测距原理,用户同时接收多个定位卫星的广播信号,从而计算出自己的所在位置。与国外卫星导航系统不同,北斗三号卫星导航系统综合采用无源和有源相结合方式,且星座是由3种轨道卫星组成。

    北斗三号系统具有高精度、高可靠、高保险、多功能等特点,另外,相比其他卫星导航系统,它还具备诸多特色。例如,空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,且高轨卫星更多,所以抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区,这一优势更明显;可提供多频导航信号,并通过多频信号组合使用的方式提高服务精度;创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务5大功能。

    作为全球唯一由3种轨道卫星构成的导航系统,北斗三号卫星导航系统还可按照国际标准增加全球搜救、全球位置报告和星基增强等拓展服务。另外,在北斗二号系统向北斗三号卫星导航系统过渡中,能够确保老用户“无感知”,实现顺利过渡。

    性能优异

    与北斗二号系统相比,北斗三号系统的性能大大提高。例如,服务范围为全球;定位精度为2.5米至5米。

    未来,北斗系统结合地基增强系统还可提供米级、亚米级、分米级,甚至厘米级服务,届时,其定位精度将与GPS媲美。定位精度达到厘米级时,不仅能服务汽车导航和自动驾驶,还有助于无人机送货。

    斗三号系统还拥有更高的时间精度,它采用我国新型高精度铷原子钟和氢原子钟,综合指标达到国际领先水平,精度相当于300万年误差1秒。据悉,北斗立项之初,我国原计划从国外购买原子钟,但对方不是拒绝就是开出天价。最后,我国决定自行研制。实践证明,我国自主研制的原子钟性能更好。

    可靠稳定

    北斗三号卫星导航系统在精度和可靠性上有很大提高。例如,单星设计寿命提高为10至12年。北斗三号卫星采用星间链路新技术,解决了境外监测卫星的难题,大大减少对地面站的依赖,提高整个系统的定位和服务精度。星间链路不仅使卫星之间实现相互通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,减轻地面管理维护压力。

    特别值得点赞的是,北斗三号系统的卫星部件全部实现国产化。在该项目前期论证中,研制团队明确提出元器件和器部件国产化自主可控的目标。如今,卫星上所使用的部件全部实现国产化。国产化作为北斗系统工程的一个重要特征,对我国基础工业有极大的推动和牵引作用,同时国家工业基础进步也保证了“北斗”工程的发展,两者互相促进,充分展现我国的综合实力和创新能力。

    前景广阔

    2009年,北斗三号工程启动。北斗三号系统按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网。2018年3月底已建成由8颗北斗三号导航卫星组成的最简系统,2018年11月19日建成由19颗北斗三号导航卫星组成的基本系统,2020年将建成全球导航系统。届时,北斗三号系统的服务范围将覆盖全球,可面向全球用户提供全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。

    到2035年前,北斗系统还将建成更加“泛在、融合、智能”的综合时空体系,即以北斗系统为核心,建成天地一体、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合定位、导航和授时体系,显著提升国家时空信息服务能力,满足国家安全和国民经济需求,为全球用户提供更优质服务。

    湖北广电独家专访中国工程院院士刘经南:

    中国北斗已在世界前列 湖北布局发展正当时

    刚刚也看到,随着北斗三号系统的组网成功,中国的北斗技术已经站到了世界前列,与美国的GPS,俄罗斯的格洛纳斯,欧盟的伽利略这三个系统一起来为全球用户服务。那目前,中国的北斗技术有何特点?老百姓在生活中如何运用到北斗?为此,我们湖北广播电视台融媒体新闻中心也是专访了刚刚荣获了省科学技术突出贡献奖的刘经南院士,他也是我国卫星导航定位工程应用领域的开拓者,听听他如讲述北斗三号系统背后的故事。

          

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    早在1994年,中国就启动了北斗系统工程的建设,目标就是打造出自主控制的卫星导航和定位系统,是国家重要的空间基础设施。经过26年的研发建设,北斗已经在太空中布局了55颗卫星,可以对地球进行全方位的定位和信息追踪,而刚刚完成组网的北斗三号系统,普通服务精度在5米范围内,比其他国家卫星系统精度提升了一倍,而它新增的一项技能,就是可以通信。

    中国工程院院士、武汉大学教授刘经南告诉记者,北斗三号系统对地面的短消息通信,短消息的长度可以达到1000个汉字,短消息同时发送给用户可以达到1000万个,这个巨大的通信功能,也可以传递图像、视频,甚至很多其它的通信方式。

          

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    在北斗三号系统的多年研发过程中,刘经南院士和他的武汉大学团队也参与其中,在北斗地基增强系统和数据处理关键技术上都做出了贡献,在他看来,北斗三号系统还与时俱进的,增加了搜救功能,让北斗能发挥更大效应。

    通过吸取了马航在全球范围内搜救没有结果这个教训,北斗能够提供全球范围内的搜救,不仅是海洋、在沙漠、在无人区,我们的搜救有个特殊功能,我们是双向通信的,只要你发出搜救信号,我们马上在组织搜救的同时,告诉你我们正在组织搜救,你在附近不要继续发报了,那会浪费电源,这是世界上目前搜救功能里面的一个创新。

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    高高在上的北斗,老百姓如何能使用到呢?刘经南院士认为,北斗的最终效果,是人来体验获取感知,湖北的北斗产业应该结合百姓生活中所需的场景来进行研发应用,建立一个北斗产业的全产业体系,一颗芯、一个端、一张网、一个平台,如何跟5G结合,如何跟车联网、智能驾驶结合,来为各行各业的应用服务。

    对接北斗三号系统 湖北从芯片到终端研制齐发力

    随着北斗系统的全部55颗卫星在太空中开始运行,在经过一定时间的测试后,将正式开始为全球客户进行服务。那这样一片发展的新蓝海,湖北也做好了准备,从北斗芯片的研发,到终端设备的生产,都在齐发力,来赢得更大市场。

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    北斗“眼”紧盯驾驶过程 让危险远离身边 

    连接了太空中的北斗三号系统,可以实时获取数据,而这些数据如何发挥实效呢?就需要各类的终端设备和平台来保障。在武汉同乐城娱乐电子信息技术公司,研发人员正在对智能驾驶行为识别系统和监测平台进行测试,它的出现,就好比电子眼,实时监控你的驾驶行为。  

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    武汉同乐城娱乐电子信息技术有限公司硬件工程师冯勤林介绍,这种研发设计主要是为那种危化学品运输车辆服务,后台人员一旦发现你这种不文明、不规范的驾驶行为,他马上会跟你打电话,进行追踪,让你停在服务站,或者换个司机,这样的话我们就避免了后续可能发生的难以预测的后果。

          

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    1秒钟回传数据信息预警,1分钟内平台就可以完成和驾驶员的对话,提前解除警报。这款智能驾驶行为识别系统,通过结合北斗三号系统,再加上人工智能的运算,对驾驶行为快速识别,然后实时回传信息,从而达到对“两客一危”车辆的运输安全保障。   

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    武汉同乐城娱乐电子信息技术有限公司副总经理陈志涛认为,北斗三号系统组网以后,基本上就全面取代GPS,我们会在这种智慧环卫的系统上运用,都是有很大市场促进作用。

    截至目前,国产北斗兼容型芯片及模块销量突破了1亿片,导航定位终端产品总销量突破4.6亿台,而随着北斗三号系统的组网运营,这两块领域的研发和生产还会翻倍。在湖北,北斗卫星应用产业已经是十大重点产业之一,汇聚了一百多家北斗上下游企业,围绕着精准定位、适应性智能导航等共性技术进行攻关研发,形成了完整的北斗应用服务产业生态,到2022年,以北斗为主的地球空间信息主营业务收入将达到1000亿元。


    文章来源:湖北新闻

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