
北斗,在古代是七星如斗的詩(shī)意夜空,在今天,是從“天邊”到“身邊”的衛(wèi)星導(dǎo)航體系,是已實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、高精度為全球230多個(gè)國(guó)家和地區(qū)、超過(guò)15億用戶提供定位、導(dǎo)航與授時(shí)服務(wù)的高新基礎(chǔ)設(shè)施。 從打開(kāi)地圖導(dǎo)航,到外賣點(diǎn)餐,再到車庫(kù)里停車,信號(hào)在天邊,應(yīng)用在身邊,手機(jī)中的導(dǎo)航芯片,穩(wěn)定電網(wǎng)的授時(shí)芯片,手機(jī)中的導(dǎo)航芯片,穩(wěn)定電網(wǎng)的授時(shí)芯片,科研成果背后的職支撐,應(yīng)急救災(zāi)時(shí)的高水平設(shè)備,就業(yè)時(shí)的高新科技企業(yè),都有北斗默默存在的身影。 群星指路,今天,你“北斗”了嗎?
一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生及發(fā)展
無(wú)線定位技術(shù)的應(yīng)用國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPS系統(tǒng)一統(tǒng)江湖的局面
按照三步走的總體規(guī)劃分步實(shí)施:第一步,1994年啟動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè),2000年形成區(qū)域有源服務(wù)能力;第二步,2004年啟動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè),2012年形成區(qū)域無(wú)源服務(wù)能力;第三步,2020年北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)形成全球無(wú)源服務(wù)能力。
由5顆GEO衛(wèi)星和30顆Nn-GEO衛(wèi)星組成
由主控站、上行注入站和監(jiān)測(cè)站組成
由北斗用戶終端以及與其它GNSS兼容的終端組成
三、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
工作頻段 B1: 1559.052~1591.788MHz B2: 1166.22~1217.37MHz B3: 1250.618~1286.423MHz
北斗時(shí)(BDT)溯源到協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC(NTSC),與UTC的時(shí)間偏差小于100納秒。BDT的起算歷元時(shí)間是2006年1月1日零時(shí)零分零秒(UTC)。BDT與GPS時(shí)和Galile時(shí)的互操作在北斗設(shè)計(jì)時(shí)間系統(tǒng)時(shí)已經(jīng)考慮,BDT 與GPS時(shí)和Galile時(shí)的時(shí)差將會(huì)被監(jiān)測(cè)和發(fā)播。
北斗系統(tǒng)采用中國(guó)2000大地坐標(biāo)系(CGS2000)。 CGS2000與國(guó)際地球參考框架ITRF的一致性約為5個(gè)厘米 。
全球服務(wù) 開(kāi)放服務(wù):定位精度: 10 m測(cè)速精度: 0.2 m/s授時(shí)精度: 20 ns 授權(quán)服務(wù)
區(qū)域服務(wù) 廣域差分服務(wù)定位精度: 1 m 短報(bào)文通信服務(wù)
通過(guò)在不同領(lǐng)域的試用,驗(yàn)證系統(tǒng)精度、可用性、連續(xù)性、完好性等指標(biāo),為工程研制建設(shè)提供依據(jù)。在不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同地區(qū)進(jìn)行示范應(yīng)用,為北斗應(yīng)用推廣打好基礎(chǔ)。
主要任務(wù): 促進(jìn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和北斗產(chǎn)業(yè)化,為實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。 2020年,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航年產(chǎn)值4000億元的目標(biāo)。
主要內(nèi)容: 基礎(chǔ)類 主要包括芯片模塊、終端、測(cè)試檢定系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航地理信息系統(tǒng)等。
主要內(nèi)容: 示范類 主要包括交通、民航、通信、海洋、民政減災(zāi)、氣象、公安、金融、電力、國(guó)土資源、農(nóng)業(yè)、旅游等行業(yè)和有關(guān)區(qū)域的典型示范項(xiàng)目。
主要內(nèi)容: 保障類 主要包括國(guó)家為規(guī)范市場(chǎng)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策標(biāo)準(zhǔn),以及各行業(yè)主管部門、地方政府為加強(qiáng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用推廣出臺(tái)的強(qiáng)制性、鼓勵(lì)性政策和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)家有關(guān)部門聯(lián)合成立了中國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)專項(xiàng)管理辦公室,按照“堅(jiān)持效益目標(biāo)、堅(jiān)持自主創(chuàng)新、堅(jiān)持質(zhì)量至上、堅(jiān)持科學(xué)決策”的原則,對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)、應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化實(shí)施專項(xiàng)管理;成立了以孫家棟院士為主任的專家委員會(huì),充分發(fā)揮專家作用,實(shí)現(xiàn)科學(xué)民主決策。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)圖 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展形勢(shì) 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展舉措
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r
經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān),已初步突破星載原子鐘、高精度偽距測(cè)量、精密定軌與時(shí)間同步等一系列衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)。
建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入星座組網(wǎng)階段
建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)
2000年分別發(fā)射北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)第一顆、第二顆衛(wèi)星,2003年發(fā)射第三顆衛(wèi)星,建成區(qū)域有源衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),使我國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。該系統(tǒng)可為我國(guó)及周邊地區(qū)的中低動(dòng)態(tài)用戶提供快速定位、短報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)。
2000年10月31日140E
2000年12月21日80E
2003年5月25日110.5E
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入星座組網(wǎng)階段
2004年,啟動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)工作。 目前,工程建設(shè)已進(jìn)入星座組網(wǎng)階段,已成 功發(fā)射3顆衛(wèi)星。
2003年北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)正式提供服務(wù)以來(lái),在交通、漁業(yè)、水文、氣象、林業(yè)、通信、電力、救援等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,注冊(cè)用戶已達(dá)6萬(wàn),產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
基于北斗系統(tǒng)的 “新疆公眾交通衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)”、“公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控系統(tǒng)”、“港口高精度實(shí)時(shí)定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)”等應(yīng)用推廣工作,取得了良好的示范效果。
基于北斗系統(tǒng)的海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
基于北斗系統(tǒng)的海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了向漁業(yè)管理部門提供船位監(jiān)控、緊急救援、信息發(fā)布、漁船出入港管理等服務(wù)。
基于北斗系統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了多山地域水文測(cè)報(bào)信息的實(shí)時(shí)傳輸,大大提高了災(zāi)情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,為制定防洪抗旱調(diào)度方案提供重要的保障。
基于北斗的高原地區(qū)氣象監(jiān)測(cè)站
基于北斗的珠峰氣象監(jiān)測(cè)站
研制成功了一系列氣象測(cè)報(bào)型北斗終端設(shè)備,提出了實(shí)用可行的系統(tǒng)應(yīng)用解決方案,解決了國(guó)家氣象局和各地氣象中心氣象站的數(shù)字報(bào)文自動(dòng)傳輸和可視化問(wèn)題。
基于北斗的森林防火系統(tǒng)已成功用于實(shí)戰(zhàn),目前已經(jīng)配備700多臺(tái)套。
TD-SCDMA抗干擾螺旋天線
北斗/GPS光纖拉遠(yuǎn)授時(shí)示意圖
成功開(kāi)展了北斗/GPS雙模授時(shí)應(yīng)用示范,突破了光纖拉遠(yuǎn)、抗干擾螺旋天線等關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)了一體化衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)。
北斗/GPS高精度電力授時(shí)服務(wù)器
成功開(kāi)展了基于北斗系統(tǒng)的電力時(shí)間同步應(yīng)用示范,為電力事故分析、電力預(yù)警系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等高精度時(shí)間應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
減災(zāi)中心工作人員在玉樹(shù)現(xiàn)場(chǎng)利用北斗用戶機(jī)報(bào)告災(zāi)情
基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信以及位置報(bào)告功能,提供全國(guó)范圍的實(shí)時(shí)救災(zāi)指揮調(diào)度、應(yīng)急通信、災(zāi)情信息快速上報(bào)與共享等服務(wù),極大地提高了災(zāi)害應(yīng)急救援的快速反應(yīng)能力和決策能力。
廣泛開(kāi)展國(guó)際交流與合作,積極參加ICG(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)國(guó)際委員會(huì))、ITU(國(guó)際電聯(lián))、中歐伽利略合作、國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域會(huì)議等,推動(dòng)頻率協(xié)調(diào)、兼容與互操作等有關(guān)工作,目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為ICG認(rèn)可的四大核心供應(yīng)商之一,躋身于衛(wèi)星導(dǎo)航國(guó)際舞臺(tái)。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展形勢(shì)
隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更新?lián)Q代的加速,衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)技術(shù)研究快速發(fā)展,競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相對(duì)美、俄起步晚20余年,研究力量相對(duì)薄弱,需要下大力縮短這方面差距,支撐北斗系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)正按“三步走”計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)規(guī)模龐大、整體性強(qiáng)、技術(shù)難度高,在GPS和GLONASS組網(wǎng)初期,都遇到了實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠、抗干擾、長(zhǎng)壽命四大難題,必須實(shí)現(xiàn)高密度研制生產(chǎn)、高成功率發(fā)射、高穩(wěn)定運(yùn)行以及降低高風(fēng)險(xiǎn)組網(wǎng)四大跨越。
目前,北斗面臨從單星研制向組批生產(chǎn),從面向行業(yè)用戶向公眾用戶的歷史性轉(zhuǎn)型,任務(wù)十分艱巨。
目前,國(guó)外GPS產(chǎn)品已進(jìn)入成熟期,在中國(guó)市場(chǎng)處于先發(fā)優(yōu)勢(shì)地位。盡管我們北斗系統(tǒng)應(yīng)用推廣穩(wěn)步發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但從總體上看,產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于成長(zhǎng)期,由于擁有核心技術(shù)不足,缺乏高技術(shù)含量和高附加值的產(chǎn)品;另一方面,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不夠充分,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展很不平衡,規(guī)范化管理不足,產(chǎn)品質(zhì)量水平參差不齊,北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化難度很大。
兼容互操作是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要供應(yīng)商達(dá)成的共識(shí),中國(guó)致力于推進(jìn)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容互操作進(jìn)程。
鑒于各國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展不平衡,以及多邊合作的差異性、技術(shù)合作的復(fù)雜性并存,北斗系統(tǒng)在與世界上其它系統(tǒng)協(xié)調(diào)寶貴的頻率軌位資源、協(xié)調(diào)兼容與互操作、融入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化體系等方面,必將付出很大努力。
※ 突破攻克核心關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸※ 突破建設(shè)高性能、高可靠系統(tǒng)的瓶頸※ 突破促進(jìn)北斗應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化的瓶頸※ 突破深化北斗與世界GNSS兼容互操作的瓶頸
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展舉措
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展從管理上必須解決四大問(wèn)題:
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展需要采取八項(xiàng)措施:
確保頂層設(shè)計(jì)的科學(xué)性是實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo)和階段性目標(biāo)的重要保障。 優(yōu)先做好系統(tǒng)總體方案的頂層設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們,系統(tǒng)總體方案決定著用戶終端性能可能達(dá)到的最高水平。
實(shí)際上,一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能否真正在產(chǎn)業(yè)化中擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),很大程度上在方案階段就已經(jīng)決定了。我們必須在認(rèn)識(shí)上和實(shí)踐上加大總體方案設(shè)計(jì)力度,充分發(fā)揮各研制單位和專家組織在科學(xué)決策中的支撐作用;深化應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化總體策劃,發(fā)揮政府和市場(chǎng)雙重作用。
專項(xiàng)組織實(shí)施的核心是技術(shù)攻關(guān),這對(duì)我們?nèi)〉煤蟀l(fā)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。 突破關(guān)鍵技術(shù)是當(dāng)前專項(xiàng)工作的重中之重。我們已從總體到系統(tǒng)、到單機(jī)論證出來(lái)了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),突破這些關(guān)鍵技術(shù)是專項(xiàng)最緊迫、最艱巨的任務(wù)。
另一方面,衛(wèi)星導(dǎo)航基礎(chǔ)科學(xué)研究也是專項(xiàng)必須關(guān)注的重點(diǎn),與前一階段相比,我們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到它不可或缺的作用,并做了安排。必須加大技術(shù)攻關(guān)力度,特別是下大力掌握核心技術(shù),具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
質(zhì)量是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的生命,行業(yè)和大眾用戶是系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)判者。 建設(shè)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),就意味著對(duì)用戶提供可靠服務(wù)的宣誓。北斗系統(tǒng)三步走,從建成幾顆星的星座,到十幾顆星的星座,再到三十幾顆星的星座,將是我國(guó)航天科技工業(yè)跨越發(fā)展的標(biāo)志,也必將是航天工業(yè)質(zhì)量管理水平的一次躍升。
我們認(rèn)為,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),不僅需要更加嚴(yán)格的質(zhì)量管理,更需要一次質(zhì)量管理機(jī)制的創(chuàng)新,全面適應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量保證的需要。另一方面,衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)品的質(zhì)量水平既要依靠市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),又要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和市場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督來(lái)促進(jìn)。
國(guó)家要求在專項(xiàng)組織實(shí)施中,積極探索新形勢(shì)下的舉國(guó)體制,目的是提高資源整合的有效性。 競(jìng)爭(zhēng)是優(yōu)化資源配置的最佳方式。不僅傳統(tǒng)的國(guó)有企事業(yè)單位承擔(dān)任務(wù),也鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)參與。尤其對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)的項(xiàng)目,專項(xiàng)將引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,擇優(yōu)選擇任務(wù)承擔(dān)單位,大力推進(jìn)技術(shù)、質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步。
建立多部門協(xié)作機(jī)制與合作大平臺(tái)是發(fā)達(dá)國(guó)家的成功做法。這種做法可以充分利用好現(xiàn)有資源,發(fā)揮最大效益。在此,我代表專項(xiàng)辦向各有關(guān)主管部門呼吁在專項(xiàng)實(shí)施中,加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào),對(duì)有關(guān)資源整合工作,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和聯(lián)合實(shí)施,使北斗系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益的最大化。
協(xié)調(diào)行業(yè)、地方有關(guān)部門出臺(tái)鼓勵(lì)創(chuàng)新政策,培育創(chuàng)新機(jī)制,提升創(chuàng)新動(dòng)力和創(chuàng)新能力;出臺(tái)穩(wěn)定人才政策,留住和擴(kuò)大基礎(chǔ)研究、質(zhì)量可靠性等方面人才。出臺(tái)應(yīng)用推廣政策,鼓勵(lì)北斗在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)安全領(lǐng)域應(yīng)用推廣,以行業(yè)應(yīng)用示范促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng),說(shuō)到底是人才的競(jìng)爭(zhēng)。世界上衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)人才十分稀缺,頂尖人才更是寶貴的戰(zhàn)略資源。
專項(xiàng)建設(shè)的成功取決于人才隊(duì)伍的素質(zhì),要采取有效措施,凝聚和用好衛(wèi)星導(dǎo)航一流人才,在關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域積極吸引海內(nèi)外高層次人才參加專項(xiàng)建設(shè),下決心培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才、質(zhì)量管理人才,并為優(yōu)秀人才、領(lǐng)軍人才脫穎而出創(chuàng)造良好條件。
為加強(qiáng)專項(xiàng)管理的科學(xué)性、合理性、正確性,確保專項(xiàng)任務(wù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),要堅(jiān)定評(píng)價(jià)機(jī)制的理念,逐步建立北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化工作的評(píng)價(jià)機(jī)制。
主要有:進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督評(píng)價(jià),特別是將研制方案與試驗(yàn)評(píng)估方案相獨(dú)立、同步,試驗(yàn)評(píng)估手段先行,并逐步實(shí)現(xiàn)第三方獨(dú)立評(píng)估。進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的有效性監(jiān)督評(píng)價(jià),從技術(shù)、進(jìn)度、質(zhì)量、效益上,檢驗(yàn)人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量提升、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。
積極推進(jìn)北斗與其它GNSS兼容與互操作,通過(guò)ICG、ITU等渠道,深化研究,加強(qiáng)交流,共同促進(jìn);積極促進(jìn)中外專家在世界衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)會(huì)議上的交流,加深理解,共同提高;加強(qiáng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織交流與協(xié)調(diào),積極融入航海、航空運(yùn)輸?shù)葒?guó)際標(biāo)準(zhǔn)化體系。
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