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从竞争多年到你中有我 北斗GPS的竞与合

来源:网络整理 编辑:1688菏泽在线 时间:2018-10-31
导读:北斗应用专家、北京航空航天大学教授施闯对时代周报记者称,当北斗完成全球组网,实现向外输出服务能力时,这张“中国名片”能有效提高全球卫星导航系统的稳定性

时代周报记者 潘展虹 王心昊 发自佛山

在美国GPS占据全球导航市场90%以上份额的情况下,中国的北斗正在以“国产+全球”模式奋力追赶。

2017年11月5日,北斗三号双星在西昌发射成功,迈出全球组网的第一步。按计划,到2018年底,北斗基本覆盖“一带一路”国家和地区,到2020年完成30多颗北斗卫星在轨运行,具备服务全球能力。

就在北斗三号双星发射后,12月29日中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》(下称《声明》),两大系统实现民用信号互操作。

“说明北斗的信号质量、定位精准度得到国际认可。”中国卫星导航定位协会常务副会长、秘书长张全德告诉时代周报记者,从这次合作释放的信号可见,起步较晚的北斗作为后起之秀,实力可与“龙头大哥” GPS媲美。

北斗应用专家、北京航空航天大学教授施闯对时代周报记者称,当北斗完成全球组网,实现向外输出服务能力时,这张“中国名片”能有效提高全球卫星导航系统的稳定性、可用性。

尽管打破GPS垄断是北斗的使命,但本着服务全球必须融入全球的务实精神,北斗与GPS的这一次合作,也将致力共同推动民用卫星导航技术发展。

从“各自为政”到“有你有我”

根据《声明》,北斗与GPS在国际电联框架下实现射频兼容,两系统民用信号B1C和L1C实现互操作。用户可同时使用两个系统民用信号,无需显著增加成本可获得更精准的定位服务。

广州海格通信集团股份有限公司(下称“海格通信”)目前在北斗导航领域具备“芯片、模块、天线、整机、系统及运营”服务的全方位产品研发与服务能力。该公司在给时代周报记者回复中表示,GPS和北斗兼容互操作,为提高卫星导航的完好性带来更多信息源,在民用领域效果尤为明显。

其中一个明显的效果是提高测量精确度。广东北斗天云科技有限公司(下称“北斗天云”)相关负责人告诉时代周报记者,北斗民用波段为B1位于1561.098MHz,GPS民用信号L1位于1575.42MHz。信号处于不同波段,两套系统在过去“各自为政”。

根据卫星导航系统的工作原理,接收终端需同时连接至少4颗导航卫星才能实现定位。如仅使用单一导航系统,可能在某一区域上空卫星数量有限,冗余不足,一旦接收机与某颗卫星断开联系,就会影响定位服务的持续性。上述负责人表示,“北斗与GPS实现互操作,一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号,出现与卫星断开联系而导致导航异常的可能性将会降低。”

除了信号,卫星导航系统之间的兼容协调还包括频率资源等多个方面。

前述负责人介绍,GPS在卫星导航系统发展初期已占据了大部分频段,使起步较晚北斗能使用频率资源极为有限。在此情况之下,按照国际电联的规则,北斗只能和GPS这样的“先行者”协商,共同探讨频率资源的合作方案。

2015年底中美达成一致,在GPS发送信号的频段内,北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。而此次《声明》更是让两者之间的信号能够相互识别,进一步解决频率资源对北斗系统发展的瓶颈问题。

“国产+全球”合作提升服务

这不是北斗第一次“兼容”。中国北斗试图以“+全球”方式提升服务能力。

2015年,中国和俄罗斯签署北斗和格洛纳斯之间的兼容互操作协议。据俄罗斯卫星网报道,今年8月中俄开展“一带一路”卫星导航联合测试展现北斗/格洛纳斯系统服务性能,有助为中俄用户确保提供高精度卫星导航服务。

在11月5日以“一箭双星”方式发射第24颗、25颗北斗导航卫星后,官方再次强调“中国的北斗,世界的北斗”这一理念。早在北斗三号组网卫星设计建造之初,就考虑对其他系统的兼容性,借由兼容互操作技术,使用户可在终端上接收多个信号。“随着兼容互操作,接收端可实现GPS和北斗共用信号,将降低应用终端设计成本,提升整个卫星导航行业的竞争力。”海格通信表示。

施闯同样认为,合作是全球卫星导航系统的发展趋势。他对时代周报记者说,世界各地有不同的卫星导航系统,但不能只依赖一个系统,理想的状态是有三个系统可用。

国际也在呼吁合作。2006年联合国成立全球卫星导航系统国际委员会,协调各卫星导航系统的兼容性和互通性,促进合作发展。通过信号兼容,把原本各自为政的导航系统整合为一个大系统。

“美国、俄罗斯、欧洲和中国的四大卫星导航系统并存,这是客观存在的事实。”张全德告诉时代周报记者,四大系统并存时代,可在不增加用户导航成本,改变终端设备复杂性的情况下,为用户使用多个卫星导航服务提供极大的方便。“在可靠性、定位精度方面也会加强,使全球卫星资源实现最大限度的发挥。”

中科院国家授时中心副主任卢晓春接受《科技日报》采访时透露,明年1月北斗和GPS将进行第三次会晤,继续推动双方合作。 而中俄双方计划在2018-2020年间规划连接西安至莫斯科的路线。

以“北斗+”追赶

北斗与GPS在民用信号实现兼容与互操作,或是北斗追赶的最佳时机。

长期以来,GPS在民用领域领跑,北斗处于追赶的第二梯队。自家门前的民用市场有着庞大的消费用户和行业群体,成为北斗追赶GPS的最大“战场”。业内认为,物联网、5G时代大量场景都存在定位需求,是北斗赶超的绝佳机会。

2017年5月初,海格通信推出北斗高精度“20厘米车道级”导航软件,将应用在小鹏汽车。该软件借助北斗高精度导航和定位,实现20厘米以内的车道口精准显示。这是海格通信结合大数据、物联网、云平台等技术,面向智能交通需求,推广北斗系统在民用市场规模化应用。

“兼容互操作是北斗国际化的举措,对海格通信未来进行国际市场的开拓也提供了系统环境的基础。”海格通信回复时代周报表示,更多的兼容可用的卫星资源、更低的硬件成本、更高的服务性能,将全面提升卫星导航的竞争力,推进其在国计民生各领域的应用。

据资料显示,北斗3号卫星性能在2号的基础上,提升了1-2倍的定位精度,达到2.5-5米的水平,建成后的北斗全球组网将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务。

这样的精度,足与GPS相媲美。但距离北斗实现覆盖全球的目标,还有一段距离。

“兼容北斗系统的芯片仍然不是主流配置。”北斗天云前述负责人告诉时代周报记者,北斗芯片是北斗产业的核心。目前,我国卫星导航芯片市场绝大多数份额被外国占据,北斗系统运用的芯片也有部分来源国外,国内企业研发此类芯片还处于起步阶段。“芯片的缺乏直接限制了北斗的推广。”他告诉时代周报记者,北斗和GPS合作将在短时间内快速推动北斗的民用进程,倒逼国内北斗芯片技术的快速发展。

目前,北斗导航型芯片模块销量已突破3000万片,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,并输出到70余个国家和地区,应用于智能手机和其他消费类产品的国产芯片或IP核数量接近2200万。

责任编辑:admin

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