北斗副总师:为什么中国北斗和世界完全不一样

2013-11-09 19:54 Ty8天游注册平台 点击次数 :次 网站编辑:Ty8天游登录

中国北斗并没有走GPS全球定位的路,独创了双星区域定位方法

中国北斗并没有走GPS全球定位的路,独创了双星区域定位方法

  往往有同志问我,为什么中国的北斗走了一个和世界完全不一样的步伐?要了解这个步伐,我们要从中国北斗的起步任务开始。中国北斗起步任务有三项,一是进行卫星导航理论及工程试验,这是毫无疑问的;第二,同时还要满足用户定位急需;第三,就是要确立导航定位体制,把握中国卫星导航的命运。所以,下面我们来看一下,我们的北斗试验系统是怎么建成的。

  首先看一下背景,1994年立项的时候,美国宣布24颗卫星组成的GPS系统已经建成,实现观测的是4颗卫星的伪距定位原理。要满足中国区域定位,按照这个原理需要9-12颗卫星。

  我们要做这样一个决策是非常困难的,所以要形成我们的起步思路。4颗卫星同时定位这个原理是正确的,我们怎么采用?我们觉得,要更大地减轻我们系统的负担,要探索更少的卫星数。3颗卫星,刚才杨元喜院士讲了,是可以进行定位的,但是要满足在中国上空连续定位,我们找不到这样的几何图形。所以,我们要进一步追上2颗卫星,就要提供一个定位高层,这2颗卫星的选取,在中国的头顶上形成这2颗卫星的轨道。这个卫星离我们有多远?与我们手机商务功能相比距离相差了近一万倍,我们的功率就要很大。卫星测量也要进行距离测量,要进行距离测量,这一系列的问题,就有一个简单的几何原理,我们要完成一个复杂的工程,就要解决随之而来的一系列的科技难题。

  按照三球定位原理,陈芳允院士提出了双星定位原理,并于1989年完成了原理试验,1994年正式立项。我们到底碰到了哪些工程化和实用化的难题呢?首先中国有5000公里×5000公里大区域覆盖,卫星没有大口径多波束天线技术,用户发射功率需要40瓦以上,无法工程化和实用化,也没有地面数字高程图的技术储备,在无线电技术方面也缺乏技术储备。在中国赤道上空看到有90颗卫星可选,但是我们找不到可放两颗卫星的轨位,同时也没有频率可供我们使用。同时,面对双星测量经历4个不同的使用频率、6种不同的设备,没有一种精确传播时延校正理论,更没有成熟的技术可借鉴。

  但是我们克服了困难,终于达到了可喜目标,满足了中国5000公里×5000公里区域连续、实时定位要求,满足了20米定位精度,与2000年当时的GPS民码相当,满足了既能定位又能位置报告,而且响应时间为1秒的要求,这成为优于GPS的一大亮点,世界上还没有超越我们这个响应时间为1秒的系统。

  用户发射功率10瓦,达到手持水平,更重要的是创立了完善的双星定位工程理论,为21世纪用户位置信息共享创造了典范。我们不仅要知道自己的位置在哪里,更要知道我们相应的位置。

  我们建成了连续服务系统,实现了空间段、地面段和用户段。我们主要有哪些特点呢?首先是工作在典型RDSS体制(两星+高程),用户应答定位原理,虽然有人说它有弊病,但是我们得到了定位与位置报告及短电文通信的高效同时完成,成为汽车联网、船舶联网、减少交通拥堵、行车安全、智能调度的新思路,北斗将是汽车信息由公路到达控制中心的第一个无线电电路。

  北斗无位置数据的汽车位置报告,在当中,我们这个原理是不需要把位置数据放进去的,可以确保个人信息的私密性和安全性。这个位置报告和定位与位置报告响应时间为1秒的快速特点,将是航空、航海等领域生命救援的宝贵资源。

  应用终端形式也是很多的,这样一些终端形式都已经解决了,而且都在应用。

  下面讲一下第二步目标,北斗区域服务能力将在2012年形成。为满足用户连续定位、测速和位置报告需要,2012年将完成卫星组网,满足中国及部分亚太地区的需要。

  在第二步当中,仍然实行两种体制,一种就是前面讲到的北斗试验系统的体制,第二个就是和GPS相同的体制。可以做到与GPS兼容,就是用一台用户机,既可以接收北斗信号也可以接收GPS信号,同时实现GPS互操作,定位精度可以和GPS相当。

  2020年我们将要形成北斗全球服务能力,将由35颗卫星组成,具有卫星无线电定位、卫星无线电导航两种工作体制,成为全球GNSS供应商,深圳新闻资讯 ,满足中国国防安全和经济安全的需要。

  2020年形成北斗具备全球服务能力的系统的主要特色,一是定位及位置报告特色不变,其工作原理将由经典的RDSS理论走向广义的RDSS原理。一些术语可能听起来很费劲,实际上,就是现在北斗的RDSS卫星效费比大大提高。北斗RNSS功能具备同GPS 、Galileo广泛的互操作性能,分别可以有2或2个以上频率的互操作信号。

  北斗双模用户机可以接收北斗、GPS、Galileo信号,并且实现多种原理的位置报告。导航和短报文的结合,将改变现行手机的概念,成为人们出行的生活必需品。

 

(编辑:SN087)

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