杨长风总设计师给出北斗2017答卷

　　近日，北斗卫星导航系统总设计师杨长风特别撰文，对北斗系统建设、应用、国际化发展和未来规划进行了详述，文章刊登于《GPS World》 2017年12月号杂志上。
　　　　北斗卫星导航系统（简称“北斗系统”）作为全球卫星导航系统供应商之一，按照“三步走”的发展战略稳步推进建设。到2020年左右，北斗系统将形成由3颗地球静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和24颗中圆地球轨道卫星，共30颗组网卫星构成的星座，向全球用户提供开放、免费、高质量的定位、导航、授时、短报文、搜救等服务。
　　北斗系统旨在建设成为技术体制创新领先、用户体验优异、国际化发展的世界一流全球卫星导航系统，为中国经济社会发展提供时空基准，带动现代高科技信息产业的发展。在这一目标的指引下，北斗系统实现了国际卫星导航领域和中国航天领域多个首创，走出了一条符合中国国情、独具特色的发展道路。2017年1月9日，北斗二号系统荣获中国国家科学技术进步奖特等奖。
　　2017年伊始，即见证了北斗二号系统发展的卓越成就，2017年岁末，更开启了北斗三号系统全面部署的篇章。回顾这一年，北斗系统在建设、融合应用与国际化发展等方面，均取得了愈加丰富的成果。

　　（一）系统建设
　　在系统建设方面，扎实做好北斗二号区域系统稳定运行和北斗全球系统组网建设工作，在地基增强系统和天基增强系统部署方面取得阶段进展，并建成国际上首个全球连续监测评估系统。
　　1.北斗二号系统性能稳步提升
　　通过升级改造地面系统，提升服务性能，进一步提高北斗二号系统星座稳定性和可用性。根据全球连续监测评估系统的分析结果，北斗二号系统在服务区域内的定位精度由10米提升到8米。B1I和B2I公开服务信号接口控制文件（2.1版）也结合星座变化对外发布，以满足用户应用需要。
　　2.北斗三号系统建设加速推进
　　2017年11月5日，24颗北斗三号MEO卫星中的首批两颗卫星发射成功。北斗三号卫星增加了性能更优的互操作信号B1C和B2a信号。上述B1C、B2a信号接口控制文件（测试版）已于2017年9月发布。卫星还采用了更高性能的铷原子钟和氢原子钟，铷原子钟天稳定度为E-14量级，氢原子钟天稳定度为E-15量级。通过采用新的技术，空间信号精度将优于0.5米，定位精度将提升1-2倍，达到2.5米-5米的水平。
　　北斗三号系统在保留北斗二号系统短报文功能的前提下，将进一步提高基本PNT服务能力，并按照国际标准，提供星基增强服务（SBAS）及搜索救援服务（SAR）。北斗三号卫星入轨后，经测试验证，可对外提供服务，并加快系统覆盖全球的进程。
　　3.地基增强系统完成阶段部署
　　北斗地基增强系统已完成第一阶段建设任务，包括150个框架网基准站、1200个加强密度网基准站、国家综合数据处理中心、6个行业数据处理中心、用户终端等研制建设。该系统具备了为用户提供基本服务的能力，发布了服务性能规范（1.0版）。通过与互联网融合，打造高精度时空信息服务云平台，可为用户提供米级和分米级实时导航服务，厘米级、毫米级精密定位服务。
　　4.星基增强系统完成验证
　　北斗星基增强系统按照国际民航标准开展建设，已完成系统演示验证工作，固化了系统在下一代双频多星座（DFMC）星基增强系统标准中的技术状态。
　　5.全球连续监测评估系统持续发展
　　全球连续监测评估系统已建成8个国内监测站、16个国外监测站，可对北斗、GPS、GLONASS、Galileo四大全球卫星导航系统供应商进行实时监测评估，提供轨道、钟差等高精度产品和关于星座状态、空间信号、导航信息、服务性能的监测评估服务。在亚太空间合作组织合作项目、IGMA-IGS联合试验项目、中俄监测评估合作中务实推进IGMAS发展。全球连续监测评估系统在北斗二号系统稳定运行、北斗三号全球系统建设中发挥着重要作用。
　　（二）融合应用
　　北斗在积极推进系统部署的同时，着力建设从基础产品到运营服务的完整产业链，带动“北斗+”融合应用模式创新，促进卫星导航和位置服务产业的高速增长。
　　在基础产品领域，目前北斗基础产品已实现自主可控，技术已达到或接近国际先进水平。中国推出首款自主研制的“米级快速定位北斗芯片”，北斗系统应用正式进入米级定位时代。截至2017年10月，北斗导航型芯片模块销量已突破5000万片，高精度板卡和天线销量已占据国内市场30%和90%的市场份额。中国卫星导航相关从业企业超过1万4千家，从业人员超过45万。2016年中国卫星导航产业总产值超过2100亿元，其中北斗贡献率超过70%，50余家上市公司年产值500多亿，生产的终端超过4000万台/套。高通、Trimble、Hemisphere、华为、三星、U-blox、MTK、博通、Novatel等主流芯片已支持北斗，终端总数超过3亿台/套。
　　在行业应用方面，北斗系统持续提高融合应用与产业化发展水平，不断深化卫星导航高精度服务与云计算、物联网和大数据的技术融合，卫星导航与高端制造业、先进软件业、综合数据业的产业融合。具体体现在：
　　北斗应用于交通物流、应急救援、海洋渔业等领域，大幅提升了生产效率、减少资源消耗、降低环境污染，如应用于交通行业，使“两客一危”重特大交通事故减少46.7%，死亡人数减少48.9%。基于北斗在海洋渔业领域的应用，1万余人的生命得以获救。
　　北斗增强服务应用于精细农业，国土测绘，大型公共设施的形变和位移监测，地震和地质灾害测报，为公共安全提供了重要监测手段。如使精细农业产量提高5%，农机油耗节约10%；国土测绘作业时间从数天缩短至数秒。
　　基于北斗的位置服务广泛进入大众消费和民生领域。基于北斗的导航服务得到华为、中兴、百度、高德、阿里巴巴、京东等移动智能终端制造、位置服务、电子商务等厂商的采用，老人儿童关爱、共享单车、北斗物流等多种创新应用模式相继涌现，改变着人们的生活，为大众提供了更多便利。
　　（三）国际化发展
　　北斗基于其在系统发展、融合应用方面取得的成果，为国际卫星导航用户提供了多样化选择。同时，系统积极进入国际民航组织、国际海事组织和移动通信领域组织，遵循国际标准服务全球。具体进展包括：
　　北斗系统通过与其它卫星导航系统实现兼容共用，提升了用户体验，目前已覆盖亚太50余个国家和地区、30多亿人口，相关产品输出到70余个国家和地区，其中“一带一路”沿线国家和地区已达30余个。
　　2017年10月，获得北斗星基增强系统的3个伪随机码，北斗星基增强系统服务商标识号和系统标准时间标识号在国际民航组织会上获得一致通过。这标志着北斗星基增强系统被国际民航组织正式认可为星基增强服务供应商，为后续北斗星基增强系统的建设，及其向民航领域提供标准导航服务奠定了基础。
　　国际海事组织于2017年3月审议通过了可兼容GPS、北斗、GLONASS的多系统船载接收机标准，并将北斗系统写入海事应用的定位导航授时导则。
　　在移动通信领域，第三代、第四代移动通信系统支持北斗定位业务的26项技术标准已获得通过。
　　（四）后续计划
　　回顾2017年，北斗系统取得了稳健的发展，展望2018年，北斗系统将再启密集部署的新征程。
　　在北斗二号系统建设方面，计划于2018年计划发射1颗备份卫星，持续改善系统连续稳定性和服务精度，确保北斗区域服务性能稳中有升。
　　在北斗三号系统建设方面，计划于2018年年底前发射18颗MEO组网卫星及1颗GEO卫星，具备为“一带一路”沿线国家提供初始运行服务的能力。对外视情发布B1C、B2a信号ICD（正式版）等文件，便于用户应用。
　　在增强系统建设方面，计划于2018年完成北斗地基增强系统第二阶段建设，并推动北斗高精度服务成为公共服务。计划于2018年发射首颗北斗星基增强系统GEO卫星，开启系统部署。
　　在应用与国际化发展方面，北斗将进一步发挥卫星导航在工业化和信息化融合中的作用，促进信息化建设和产业结构调整升级；北斗系统将继续加强多双边平台的国际合作、交流与协调，提升北斗系统国际化水平。
　　让我们期待未来，北斗系统携手其他卫星导航系统供应商，共同为“一带一路”沿线地区乃至全球用户提供更好的服务。

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