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北斗和5G,天生一对!

发布时间:2020-09-21 访问次数:513次 来源:科技日报 分享:

“今年在我的家乡湖南石门县,北斗监控系统提前预警,保障了人民群众生命财产安全。”中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其,在国务院新闻办8月3日举办的新闻发布会上“现身说法”。

据了解,湖南省常德市石门县南北镇雷家山于7月6日发生大型山体滑坡,滑动面总长度约600米,滑坡土方约3000万立方米,是该县近70年来规模最大的一次山体滑坡。得益于“北斗卫星高精度地灾监测预警系统”,山体滑坡发生前所有危险区居民被转移安置,没有人员伤亡。

冉承其介绍,依靠北斗卫星系统,地面建设了一张高精度增强网,国内有近3000个地面站,最高精度能够达到实时处理厘米级、事后处理毫米级。这套系统加上相应的辅助设备,就可以实现实时形变监测,例如对有泥石流的地方,可以提前预警、转移人员,为抢救赢得时间。

“高精度将是北斗今后无往而不胜的一张牌。”冉承其说,“高精度应用进入手机未来可期,届时开车可以实现车道级导航。如果叫出租车,可以让出租车闭着眼睛开到你身边。”

发布会上,冉承其以及来自北斗系统的专家就大家感兴趣的问题做了解答,一起来看看。

Q:中国北斗会跟其他导航系统兼容吗?

A:合作进展良好

北斗系统从建设之初,一直把向全球提供更好服务作为追求目标。冉承其表示,兼容互操作是卫星导航系统之间非常重要的合作内容,简单讲就是要解决北斗和其他卫星导航系统之间在信号层面互不干扰,并且要实现“1+1>2”的应用效益。

“我们很高兴地看到,北斗跟其他卫星导航系统的合作取得了良好的进展,无论和GPS、格洛纳斯、伽利略,都有双方兼容互操作政府间协议或合作备忘录的签署。”冉承其说,虽然这仅仅是合作第一阶段,后续要进一步推动在应用、技术、后续发展等方面合作,但中国有信心,也有实力和愿望,继续推动和其他系统的合作。

摄影 胡煦劼

Q:在轨运行的北斗卫星技术会落伍吗?

A:可在线升级

北斗卫星的寿命约为10年至12年,加上重大技术攻关通常需要十年时间,等卫星进入寿命末期,所用技术已经是20年前的了,会落伍吗?

“这是个难题,在工程初期困扰了我们很长时间。”北斗三号工程卫星系统总师林宝军说。

林宝军介绍,通常设计一个系统,都是按照短板理论来做,简单说就是一个木桶到底能盛多少水由短板决定,那么这个系统只要满足当时的需求和指标就行了,不用过多考虑余量。但这对于长寿命、高可靠的卫星来讲并不很合适。“我们的做法是,不拘泥于当下能够实现的指标,而是通过系统的持续创新把长板和短板结合,持续改进硬件系统的先进性,通过在轨赋能来解决卫星发射上天后产品性能的持续改善。”他说。

据介绍,北斗工程设计之初,科研人员打破以往新技术不超过30%的惯例,在配置上尽量进行前瞻性规划,采用了一系列创新技术,新技术甚至超过70%。

例如,为解决地面覆盖问题,科研人员提出了“相控阵”星间链路方案,这是国际上从来没有过的技术,其成为北斗很重要的创新。“通过这项技术,把整个北斗星座连成很大的网,国内测控站可以实现对全部卫星的测控,实现了一星通、星星通。” 林宝军说。

同时他表示,卫星发射上天以后硬件没有办法更改了,但通过在轨赋能技术,可以解决后续升级问题。“就好像手机可以通过软件升级来更新系统,我们也可以下载新的APP,增加新的能力。” 林宝军说,这在卫星上叫做“软件重构和在轨赋能”,发射上天的北斗卫星有了这种能力,就可以完成性能、能力的持续改进。

Q:北斗芯片是短板吗?

A:水平国际一流

芯片是北斗系统最核心的地方。北斗发展这么快,“中国芯”能跟上吗?

冉承其介绍,现在北斗产业链所有环节全部打通,芯片、板卡、天线等已实现量产。“北斗芯片规模已经过亿,22纳米的芯片也即将大批量量产,在国际上卫星导航芯片最高的工艺也就是这个水平。所以我们现在水平应该是国际一流。”他说。

据介绍,随着中国企业的参与,导航芯片产品的价格大大降低。冉承其说,现在最便宜的芯片价格约为6元,而且含税;10年前卫星导航高精度板卡价格最贵时达到十几万元,如今中国企业生产的北斗高精度板卡,在国内售价不到3000元,企业还有足够的利润。

“我们特别有信心把芯片做到又好又便宜。”冉承其表示。

Q:北斗会与5G“牵手”吗?

A:天生一对儿

新基建最近成为热词,5G和卫星互联网都属于这个范畴。那么,5G和北斗有没有相结合的地方?

冉承其表示,随着5G的到来,对时间和位置会提出更高要求。在可以认知的未来,只有卫星导航系统能够提供更高精度的位置和时间信息。所以,5G和北斗卫星导航系统具有天然融合性。

“我们特别希望北斗和5G、人工智能、新兴技术等融合,这一定会催生出新兴产业、行业,带来新的经济增长点。”冉承其说,5G到来以后,可以在无人驾驶、自动驾驶、无人机等方面产生革命性变化。中国企业正在致力于把北斗高精度应用和5G融合,在自动驾驶、互联网汽车方面开展创新应用。无人化、智能化必将是“北斗+5G”带来的新变化。

Q:北斗的未来什么样?

A:将服务拓展到深海、深空

对于北斗系统未来的发展,冉承其表示,北斗永远在路上,建设在路上、应用在路上。“北斗三号建成以后,我们已经着手下一代北斗建设发展。”

例如前文所述高精度应用,目前仅是中国地区能享受到。如何能将高精度服务向全世界分享?冉承其说,我国即将建设一个天基低轨星座系统,有望于2025年前,把高精度这张网要搬到天上去,让全世界都能享受到北斗的厘米级定位服务。

另外,卫星导航有天然的脆弱性,信号弱、容易被干扰。例如进入室内会有一定影响,水下导航会碰到很多困难,还有未来面向遥远深空的导航,这都是后续要解决的问题。

冉承其说,我国计划在2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时(PNT)体系,以卫星导航作为核心和基础,实现从室内到室外、深海到深空的立体服务覆盖。

“我国将融合新一代通信、低轨增强等新兴技术,大力发展量子导航、全源导航、微PNT等新质能力,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。”他说。

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