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北斗系统总设计师杨长风:北斗芯片都是“中国芯”

来源:科技日报    时间:2020-10-16    

  “车辆使用北斗系统,能不能实现一两米精度、秒级误差的导航?”有听众问道。

  “单靠北斗系统的定位精度和可靠性还有差距。”杨长风坦言,但配合更强大的地基增强系统、车辆间的协同能力、车道辅助设施建设等,车道级识别完全可以实现,甚至可以实现无人驾驶。

  稍稍几句对谈,“高冷”的北斗系统就和日常生活无缝对接。

  近日,全国政协重大专项工作委员宣讲团在京举行宣讲报告会,全国政协委员、北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风以《北斗卫星导航系统建设发展与融合应用》为题进行宣讲。部分在京全国政协委员、市政协委员,市政协机关干部,“模拟政协”社会实践活动学生代表参加宣讲活动。

  卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长约20%

  杨长风通俗地解释了卫星导航的原理:基于三球交汇原理,通过测量3颗以上导航卫星与用户接收机的距离,解算用户的三维位置坐标,“听起来好像很神秘,但我们搞导航的一听就明白了。”他笑说。

  建设高性能、高可靠的全球卫星导航系统,是我国科技领域中长期发展规划的16个重大专项之一,历时近30年建设,北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统。

  “北斗系统是由空间段、地面段、用户段的工作卫星、四十多个地面站、成千上万的用户终端等一起织就的一张‘天罗地网’。”杨长风说。

  “这张网”的地位不言而喻,作为国家经济社会发展的重要支撑,它是继移动通信、互联网之后的第三大经济增长点,10年来我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上,预计2020年产值有望超过4000亿元。

  全球定位精度与GPS相当,局部区域优于GPS

  和GPS系统比,北斗表现如何?

  “北斗是最强大的全球卫星导航系统。”杨长风说,北斗系统独创了三种轨道混合星座,增加了精密单点定位、星基增强、区域短报文通信、国际搜救、全球短报文通信等新功能,可以播发更优的导航信号,“全球范围定位精度与GPS相当,局部区域优于GPS”。比如在北美、非洲、欧洲等地,北斗的定位精度在5米左右,在亚太地区可以精确到2.5到3米。

  除了实时导航和快速定位之外,北斗系统还有位置报告和短报文通信等特色功能。如杨长风所言,北斗服务就在你我身边,“作为全球最先进的导航系统,它的应用‘只受人类想象力的限制’。”

  特别是用北斗系统可以“发短信”的短报文服务,是国外其他任何一个全球卫星导航系统都不具备的。杨长风透露,年底预计有增加短报文功能的华为手机发布,车道级别导航也可能搭载其中。

  星星互联 星地互联

  杨长风表示,北斗系统具备星间链路,实现卫星之间、星地之间互通互联。

  他进一步解释,北斗三号系统采用Ka频段相控阵链路,将30颗卫星和国内几十个地面站有机联系起来,极大提升了运营能力、安全性和定位精度,直接为航天器提供测控输数传服务,“没有地面支持的情况下,卫星可以实现60天自主运行,上下链路不受大气电离层的干扰,定位精度显著提升。”这是它的“独门绝技”。

  抗战胜利七十周年大阅兵中,地面方队时间误差仅仅在0.3秒之内,距离误差在正负10厘米之内,空中梯队米秒不差,都是北斗的功劳。

  “北斗芯”都是“中国芯”

  经过多年发展,北斗已形成完整产业链,基础产品实现自主可控,国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当。多款北斗芯片实现规模化应用,工艺水平达到22纳米。

  谈到最受关注的“北斗芯”,杨长风直言,“称得上都是中国芯”,“北斗芯片跟国外基本水平是同一量级”。“都是自己干出来的。”他说,地面也完全是中国芯,今后功耗会更低,精度会更高。

  2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成并正式开通服务,这标志着中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成,中国北斗开启了高质量服务全球的新篇章。

  但这不是北斗系统建设的终点,据杨长风介绍,一颗北斗导航卫星的设计寿命是10年至12年,从北斗二号的经验来看,卫星可以服务到12至14年,然后进入“坟墓轨道”,到时就要替换。2035年前,我国还将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑,持续推进系统升级换代,构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。

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