第十一屆中國衛星導航年會23日-25日在蓉舉行 北斗導航系統 充滿中國智慧的自主創新之路
11月23日-25日,由中國衛星導航系統管理辦公室學術交流中心主辦,四川省人民政府、成都市人民政府等十余家單位指導,電子科技大學等單位承辦的第十一屆中國衛星導航年會將在中國成都世紀城新國際會展中心召開。 年會議題除了衛星導航系統的合作與交流、衛星導航理論研討,以及關于衛星導航產業科學發展的討論外,還將于11月23日-25日面向公眾舉辦第十一屆中國衛星導航成就博覽會,屆時公眾將一睹我國衛星導航系統新技術新產品,同時還有機會參與互動交流。A
北斗導航系統發展史北斗衛星導航系統是我國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。北斗系統的發展走出了一條具有中國特色、充滿中國智慧的自主創新之路。
北斗一號北斗一號于1994年2月正式立項。這一年,曾主導我國第一顆衛星“東方紅一號”的65歲科學家孫家棟院士,被任命為北斗一號工程總設計師。 北斗一代采用了“兩彈一星功勛獎章”獲得者陳芳允院士于1983年提出的“雙星定位”方案。即,使用兩顆地球同步通信衛星,通過有源定位方式進行定位。因為有了衛星與接收機之間的通信過程,所以北斗一號系統同時也具備了短報文通信功能。 經過整個北斗科研工程團隊的不懈努力,2000年10月,我國第一顆北斗導航試驗衛星一飛沖天,成功發射,標志著北斗工程邁出重要的一步。同年12月,第二顆北斗衛星也順利升空。隨著第三、第四顆北斗一號導航定位衛星(備份星)分別于2003年及2007年發射成功,我國成為世界上第三個建立完善衛星導航系統的國家。 北斗一號衛星導航系統是我國自主研發,利用地球同步衛星為用戶提供全天候、區域性的第一代衛星導航系統。系統在服務區內提供定位、授時、通信三項主要功能。2008年汶川地震發生后,北斗一號在抗震救災過程中發揮了重要作用。北斗系統發揮了不受地面影響的優勢,將災區坐標和災情通過短報文方式發了出來,成為了救援部隊和前線救援人員最得力的通信助手。
北斗二號導航系統是我國基于北斗一號實施經驗,完全自主、獨立研制的新一代衛星導航系統。該系統始建于2004年,自2007年4月14日第一顆北斗二號衛星升空開始,我國正式進入北斗二號時代。直到2012年10月25日,第14顆北斗二號導航衛星發射升空,隨后北斗二號系統于2012年年底開始向亞太地區提供定位服務,這標志著我國北斗二號區域衛星導航系統建設完成。 北斗一號系統是有源定位系統,北斗二號系統的定位方式變為了無源定位。北斗一號衛星系統總指揮、中國航天科技集團研究員李祖洪曾經有過一個形象的比喻:“有源”與“無源”之間的差別就相當于對講機和收音機一樣。有源就像對講機,既可以接收信號又可以發送信號,而無源就像收音機,只接收衛星信號,不再向外發送信號。這樣一來,無源定位系統的可服務終端數就沒有限制了,哪怕用戶再多,系統也能夠提供服務。同時無源定位技術也大幅縮小了用戶接收機的體積和重量,降低了成本。
北斗三號有了北斗一號和北斗二號積累的技術與經驗,一路蹣跚卻勇敢向前的北斗開始迸發出一股磅礴的力量。2017年11月,北斗三號系統首組雙星發射;2020年6月,北斗三號全球組網成功,僅僅不到3年時間便完成北斗三號30顆衛星的星座部署,創造了世界導航衛星組網發射的新紀錄。 北斗三號系統繼承并發展了北斗特色的有源服務和無源服務兩種技術體制,由24顆中地球軌道(MEO)衛星、3顆同步軌道(GEO)衛星和3顆傾斜同步軌道(IGSO)衛星所構成的混合星座組成,定位精度為10米,能夠實現全球范圍內全天候、全天時為全球用戶提供基本導航、全球短報文通信、國際搜救服務,中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。B
北斗系統的技術創新原子鐘衛星導航系統的精度與時間準確性之間有著極大關系,是真正的“失之毫厘謬以千里”。為導航衛星提供時間頻率基準的星載原子鐘,是“心臟”般重要的核心部件。經過北斗團隊的不懈努力,僅僅用了兩年時間,就突破了原子鐘這個最大的技術瓶頸。北斗二代上的星載銫原子鐘的精度指標,通俗來講是10萬年差一秒;如今,北斗三號系統星載氫原子鐘的精度比北斗二號提升了一個數量級,已經提升到每300萬年差一秒!氫原子鐘大幅提升了北斗三號系統的穩定性與可靠性。
星間鏈路如果希望導航系統能穩定工作,需要導航衛星在預定軌道上嚴格按照計劃的速度和方向運行,但任何系統運行久了都會存在誤差,需要通過地面站人為糾偏和調整。 北斗系統的運行,也需要地面站對衛星進行檢測和管理。但有時衛星并不在地面站可覆蓋的上空,地面站無法直接通過無線電與衛星進行通信和管理,這給衛星管理工作造成了困難。而星間鏈路的出現解決了這一問題。 北斗三號衛星星座首次配備了星間鏈路,讓衛星之間可以互相通信。如果地面站希望與某一顆覆蓋范圍外的衛星進行交互,可以先將相關的信息與指令傳遞給地面站覆蓋范圍內的一顆衛星,再通過星間鏈路經過一顆或數顆衛星接力,將信息與指令傳遞給目標衛星。有了星間鏈路,不僅實現了北斗衛星相互間的通信和數據傳輸,還能相互測距,自動“保持隊形”,減輕地面管理維護壓力,提升系統準確性。同時北斗的短報文服務,在星間鏈路的加持下,也成功升級為了全球短報文服務。C
北斗的應用遙遠星空中的北斗要比想象中離你我的生活更近。今年全國兩會期間,北斗衛星導航系統工程總設計師楊長風曾透露,目前已經有70%以上的智能手機接入了北斗服務,這一比例讓不少人感到驚訝。實際上,北斗導航系統已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信系統、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用。 歐洲全球導航衛星系統局發布的《2019年全球衛星導航市場報告》預測,到2029年,全球衛星導航市場總產值預計約為3244億歐元(約2.6萬億元人民幣),將會比2019年的1507億歐元翻一番,而亞太地區市場容量將超過全球一半。 中商產業研究院的數據則顯示,2018年,我國衛星導航與位置服務產業總體產值超過3000億元;2019年產業規模超3600億元;預計到2020年產值將超4360億元。 從建設到應用,北斗的另一個故事才剛剛開場。尤其是在隨5G而來的萬物互聯網新時代,萬億級別的物聯網,數量遠超智能手機的智能硬件,都需要定位服務,這也帶來了“北斗+ 5G”無比巨大的想象空間。諸如智能交通、智慧物流、公共安全、互聯網應用、IoT物聯網、無人機無人車、智慧城市、氣象預報、能源調度、農林牧漁、減災救災等諸多領域,都有大批待開墾的市場。 (馮世杰)本版圖片均據新華社
特別提醒:11月21日-22日,還將結合年會科普展,在世紀城新會展中心設置成都市人才招引、投資環境推介展臺,通過圖片、文字、音像等方式向公眾展示成都市近年實施的“蓉漂人才”計劃、經濟發展成果等。
地點:成都世紀城新國際會展中心1號、2號館
乘車路線:地鐵——地鐵一號線升仙湖-世紀城方向,在世紀城站下車;公交車——可乘坐公交84路、102路、118路、115路、907路、504路、806路、185路、298路至新會展中心公交站。
溫馨提示:觀展請戴好口罩并準備好天府健康通二維碼。