刘经南：卫星导航与应用

　　<strong>3sNews</strong>讯 以&ldquo;抱团 创新 机遇 梦想&rdquo;为主题的2013中国地理信息产业大会9月15日在山东潍坊拉开帷幕。武汉大学原校长中国工程院院士刘经楠就北斗的进展、卫星服务和产业发展作了报告。刘院士报告名称是《卫星导航与应用》。
<p>　　以下为刘院士的报告文字实录：</p>
<p>　　大家都知道12月27日北斗二代一期系统正式为亚太地区提供区域被动导航定位服务，当前的星座有5GEO+5IGSO+4EMO，到2020年星座将会发展到30个卫星，这是全球的星座，5GEO+3IGSO五+27MEO。</p>
<p>　　现在标准服务是优于20纳秒，测速的精度是0.2秒，短信服务是120字符。这种服务还不能满足很多用户的需求，一定要有高精度的服务，目前通过增强系统，已经开始提供了，很多地方已经开始做实验了，目前广域增强实时动态定位精度到1~1.5M，可以管到车道机的使用，精密响度静态定位精度是1~3CM，实时精密动态定位精度是2~5CM，这些高精度的服务需要非常精确的轨道，现在的北斗精密定轨径可以优于10CM，也需要非常稳定的卫星星钟在10的负13微量级。这些优势已经向全球公开了，全球都在用了，在很多重要的会议上和搞卫星导航的人都非常惊讶，毕竟中国从第一个北斗卫星不会用的到现在就用五年达到了这样的精度都非常惊讶。他们说北斗的信号质量与GPS质量是相当的，这是荷兰的科学员院院士在今年的太平洋定位会议上的一个评论。</p>
<p>　　我们在这里向大家介绍一下北斗相对于GPS有什么优势?我们说它是全球星座和区域星座结合的星座，这是世界上唯一的，我们有区域星座和全球星座结合起来，既可以保证全国的精确度和可用性，还可以包括中国和及亚太地区的高精度和高可用性。</p>
<p>　　另外北斗导航系统在亚太区域内基本导航系统和天基增强系统是一体化设计，不像其他的系统要另外发系统。</p>
<p>　　我们有短消息功能，而且可以和互联网互通。北斗系统有一个最明显的特点就是三频的，我们有三种频率，大大地可以为用户特点将来的实时性，这是我们的优势，整个系统都是这样的。GPS到2030年才能够实现这样的状态，我们有十几年的优势。GPS在我们中国的用户超过1亿，仍处于垄断地位。</p>
<p>　　目前已经开展了推广，在吧谈建立160个CORS站，泰国北斗应用等多个合作项目洽谈。</p>
<p>　　我们谈一下高精准度的现状和应用。在国家&ldquo;863&rdquo;的支持下，我们开展了一个广域实时精密定位技术与示范系统，现在已经通过验收和初步的鉴定，通过在中国布一些监测站来发出对GPS卫星，包括北斗卫星他们的三种误差告诉用户，一个是实时的卫星轨道的误差，一个是实时的精密卫星的中差，再一个就是我们区域的电离层，这都是影响定位精确度的。一个是通过亚广卫星告诉用户，一个是通过移动互联网告诉用户，使得双频接收机达到亚米(音)级的精度，这是我们的目标。</p>
<p>　　利用的地面站，对GPS我们用了全球的实时站，还有一些重点区域的CORS站，对北斗我们自己建立了实验网，构建一个监测我们卫星活动的，现在北斗的高精度的数据就靠这个网提供。</p>
<p>　　未来我们中国都能够实现全国高精度的定位，刚才提到的，所以建立一个北斗地基增强系统，这是我们的初步设计，在湖北、湖南、广东都加强一下，把CORS改成兼容的网络。</p>
<p>　　我们要建立这样的网，刚才说发三种信号，我们看看精度是多少，对GPS，可以达到4~6CM，中差的是0.1~02的纳秒，相当于光走了3CM。对北斗现在有五个卫星是静止卫星，我们所有的地方看不到运动，精度要差一些，大概在2M左右，个别的达到3米实时的，这个区域的结果差不太多，我们全球站也不的不多。但是对北斗的其他两个卫星都是优于10CM，几个厘米的精度，我们地面站也不多，和星座积累的知识也不多，达到10个厘米的精度，对北斗来说是非常高的。</p>
<p>　　对电离层的修整也进行了比较，认为也是满足精度要求的，能够对单频优伏能够提供1.2M的精度。</p>
<p>　　我们做了很多的实验，利用北斗看看广域增强系统在全国范围内看看怎么样，双频的精度RMS一般都在2~5厘米，单频是高层在6厘米左右。</p>
<p>　　我们也做了其他的实验，用北斗可以达到作用的厘米机和分米机的水平，这个介绍就不详细介绍了。总的来说就是印证了前面所说的，双频可以达到2-5厘米，单频可以达到亚米级。为了进一步验证我们在湖北布了这样一个实验网，有30个站，其中东部24个站就是CORS的距离，在湖北的另外6个站是，东部的站覆盖了湖北一半的面积，平均是5、60公里。</p>
<p>　　这个就是在全省进行米级导航的定位实验，可以看出95%的水平下，RMS为0.6左右，误差在1.4米以内，可以满足车道级管理，是我们国家交通部门要推广的车辆在道路上管理的主要。利用这个系统也进行了一些自驾考试的方式，在地上画一个这样的考试的图，这个车辆的轨迹就以两个厘米的精度，能够监控驾驶的正确性，压了边线就要重来，现在在很多地方都用这个方式。</p>
<p>　　一米车道级的管理就可以在一米窄道无法区分的情况来做，这个是在武汉去年5月份的时候跑的，那个黄色的是GPS，红色的是北斗米级导航，GPS就可以看出还有一些不规整的地方，北斗在米级道路上，能够完全沿着这个边线跑，在车道上跑。当然还有很多其他的应用，我就不详细讲了，这是这里主要介绍的一些目前可以达到的精度水平。</p>
<p>　　北斗位置服务的发展机遇，位置服务是当前云计算、移动互联网、物联网、光电子制造主要的载体，不仅是我们刚才提到的很多行业，而且正在深入到公众的生活，国家智能手机已经有4亿部，智能手机所有都安装了位置服务的东西，所以将来费用极大的发展，安装了导航定位的芯片，北斗主要的标准都是高通的公司做出来了，所以我们北斗要挤进去，如果不进去的话，将来用北斗在智能手机上都还是要向高通提供我们的比准使用费用我们要把北斗放到手机上去，这是我们的发展机遇，还有很多其他的发展机遇，智能终端设备，平板电脑、车辆都是给我们北斗导航带来的机遇。另外一个就是现在德威治服务和移动互联网、社交网三个结合起来，变成新的服务业态，叫Solomo，也给我们带来了新的机遇，我们发改委、工信部都提供了大量的机遇，这都是我们很好的机会，由于时间的关系我就讲这些，谢谢大家。</p>
<p>　　(此为报告人现场发言速记记录，未经报告人本人审核。)<br />
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