对话
中低纬地区北斗效果优于GPS
中国卫星导航定位协会副秘书长王博认为,北斗三号系统建成堪称世界壮举。未来,北斗定位精度可以更高而对于我国来讲,北斗具有战略意义。
某些领域必须使用自主可控时空基准
新京报:北斗会为日常生活带来什么变化?
王博:有了卫星导航系统,我们才能够非常方便、低成本地获取精确的位置和时间信息。北斗或者GPS芯片的成本均不到10元人民币,这就可以让我们更便宜地获得厘米级甚至毫米级的定位精度,以及纳秒级的授时精度。
新京报:建设中国自己卫星导航系统有何必要?
王博:有了GPS以后,我们仍要做自己的北斗,这具有战略意义。比如,我们一直强调的时空基准概念,在能源、金融等行业我们都在使用它。所有通信都需要时间戳的概念,时间不准,我们发送和接收数据就没有基准,通信系统也会瘫痪。这就需要卫星导航系统的精准授时功能。对于国防来说,北斗也尤为重要,在保卫国家安全时,很多武器的制导、导航都离不开卫星。
因此必须要用我们自主可控的时空基准,来确保国计民生、国防军事这些领域的安全。
新京报:北斗有什么优势?
王博:第一个就是轨道设计。30颗卫星分成三个轨道面,尤其在中低纬度地区,北斗定位效果优于GPS。
城市环境有很多高大建筑遮挡,卫星轨道越高受到遮挡可能性就越小,所以北斗在城市环境中定位效果也会比GPS好。
信号方面,北斗是目前唯一能使用三频型号的卫星导航系统,现在GPS也在进行三频的改造。信号频率数越多,误差就更小,定位精度会高。
通过合作为全球用户提供更好的服务
新京报:北斗和GPS此前启动了信号兼容和互操作的工作,这两个系统是怎样的合作关系?
王博:实际使用时,并不会区分到底用的是GPS还是北斗,我们希望看到的是最终定位效果。所以,对于日常使用而言,北斗和GPS完全是一个合作关系,未来共同为全球用户提供更好的定位服务。
新京报:近年来,美国在一些前沿科技领域对中国采取限制措施,这是否影响北斗未来国际化?
王博:会有一定的影响,但我们要看到积极的一点,就是北斗的核心器件全部都是国产的。但在具体应用时,比如手机,不单纯使用北斗芯片,还有其他很多功能,如果其他一些功能受到限制,北斗在这些手机上进行推广肯定也会受到影响。
但随着我国国际影响力不断扩大,北斗具有优势,因为对于民用用户来说,多一个卫星系统就越精确。特别是随着“一带一路”建设,北斗在很多地方尤其是一些基础设施建设里,得到了广泛的应用。
新京报:北斗三号全面提供服务还有哪些工作?
王博:对精度和可靠性的追求一直存在。现在北斗系统能够定位5-10米精度,后续还希望精度更高一些。其实地基增强系统在全国已经非常普遍,能够使定位精度达到厘米级甚至毫米级。
以后还会建设一些星基增强系统,通过低轨卫星对卫星导航系统进行增强。而且我们也希望在各个空间,包括海陆空和水下,都能够用到更精准的导航定位,可以以北斗为核心带动传感器的发展,来实现这样的效果。
背景
北斗卫星发射“争分夺秒”
1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者,提出利用地球同步轨道卫星测定地面和空中目标的设想。1994年,北斗一号工程立项。
当时国外对中国技术封锁,北斗一号研制只能在摸索中起步。老一辈北斗人逐一攻克难关,终于在2000年建成了北斗一号系统,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
导航卫星发射上天的前提是要有合法的轨道位置和频率资源,这是世界各国必争的宝贵资源。2000年4月17日,我国在国际电信联盟组织争取到了轨道位置和频率资源,按规定,必须要在7年有效期内发射卫星并成功收到信号。
北斗二号实际在2004年立项,3年的时间必须要研制和成功发射第一颗卫星,而这一过程一般来说需要5年。在国外核心器部件未能成功引进的前提下,北斗团队夜以继日“抢时间”自主研发突破技术瓶颈。2007年4月14日凌晨4时11分,卫星成功发射。4月17日晚上8时许,卫星传回信号,此时距离国际电联的“七年之限”只剩不到4个小时。
而北斗三号建设更堪称“神速”,从2017年11月5日发射首星,到2020年6月23日收官,仅2年7个月就完成30颗星组网,其间还发射了2颗北斗二号卫星,完善了北斗二号星座。
北斗卫星发射使用的火箭为长三甲系列火箭,长三甲系列是我国发射次数最多、适应性最强的运载火箭系列,目前发射次数达112次。从北斗一号系统开始,长三甲系列44次发射59颗北斗卫星,成功率100%。
专家表示,这样的速度下百分之百成功率,简单来说,依靠的是快速的火箭和卫星制造能力,以及成熟的发射技术。(记者 倪伟)