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    北斗定乾坤——对话全国政协委员、北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风

    2019-03-08 16:18:46 来源: 人民政协报
    聊聊

    重器解读

    北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

    随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域,逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。

    北斗星,自古为指引方向之星,折射着无限的东方智慧。

    由七颗亮星组成的北斗星,形似斗勺,易于辨认,类似勺头的两颗星直指北极星,被称为“指极星”。根据斗转星移旋转变化的关系,我们的祖先不仅辨析出四季和方向,也认识了自己生存的这个星球,探索着天、地、人之间的和谐关系。

    如今,无论是在惊涛骇浪的海洋、山崩地裂的灾区,还是在车水马龙的街头,人们随时都能精准找到自己的位置,认清脚下前行的路。这一切,都因缘现代科学技术发展创造出的人造天体导航给人类带来的新文明。

    在中国群星闪耀的卫星版图上,北斗导航系统也可谓是一颗“明星”。2018年12月27日,北斗三号基本系统完成建设,于当日开始提供全球服务。这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。

    从开启与世界卫星导航系统跟跑的征程,到具备与世界并跑的能力,再到直接实现并肩超越,北斗卫星导航系统走过了二十多年发展历程,在记录了中国航天科技事业艰辛与荣耀的同时,向世界证明了中国速度、中国方案和中国智慧。

    关乎国家命运

    必须自己掌控

    记者:去年年底,北斗三号基本系统正式向全球提供基本导航服务,北斗系统服务范围由区域扩展为全球。这一进展有什么重大意义?

    杨长风:北斗系统服务范围由区域扩展为全球,这是一个了不起的跨越,标志着中国北斗向全球组网的目标迈出了实质性的一步。

    2018年是北斗发展史上极不平凡的一年。我们一年内完成10箭19星发射,创下世界卫星导航系统建设和我国同一型号航天发射的新纪录,向世界展示了“中国速度”。去年11月,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射两颗北斗三号全球组网卫星,自此北斗三号基本系统部署圆满完成。可以说,这是北斗导航系统建设的一大步,也是发展的新起点。

    记者:除了覆盖范围提升至全球外,北斗三号系统在性能上有什么提升?

    杨长风:与之前的北斗一号和北斗二号系统相比,北斗三号系统在精度和可靠性上都有很大的提高。经全球范围测试评估,目前北斗全球服务可用性在95%以上,定位精度在10米,在亚太地区定位精度水平5米,满足指标要求。

    这些提高源自我们技术上的跨越发展。

    北斗三号组网卫星采用了更高性能的铷原子钟和氢原子钟,增加了性能更优的互操作信号B1C,同时在全球系统中,将B2I信号升级为性能更优的B2a信号。

    此外,北斗系统还增加了星间链路功能。

    记者:您能解释一下什么是星间链路?

    杨长风:星间链路相当于星星和星星之间要形成一种互通互联。我们今后30多颗卫星,星星相连,每个星和每个星互联互通,就形成了天上的一个大网,这就是我们星间链路的概念。现在有了星间链路以后,它的测量精度和控制精度都可以得到大幅提升,这也是我们北斗三号系统的一个亮点。

    记者:之前一说到导航,人们只会想到GPS。有些普通民众也好奇地说,GPS这么普及而且功能强大,我国为什么还要斥巨资建设北斗导航系统呢?

    杨长风:北斗卫星导航系统是国家重要的空间基础设施,对我国时空安全有重要意义,所以我们必须要建设自己的导航系统。我们国家必须要有自己的时空基准,用自己的卫星来描述自己的时空位置,中国命运必须自己掌控,大国重器必须自己打造。这样在关键时刻才不会受制于人。

    飞入寻常百姓家

    服务生活方方面

    记者:相较全球其他卫星导航系统,北斗系统有哪些特色?

    杨长风:北斗卫星导航系统除了提供基本的导航服务外,还有两大特色服务:一是短报文服务。这是北斗系统区别于其他导航系统的特有功能,在服务区内可以在没有任何移动通讯网络的情况下,利用北斗的通信功能发送北斗位置信息,就如同手机短信一样,实现“你知道我在哪,我也知道你在哪”。

    二是高精度服务。覆盖全国的北斗地基增强网,和互联网、大数据、云计算融合,按照“全国高精度一张网”的模式,在中国率先提供厘米级高精度位置服务,正在打造成为像水、电一样的,触手可及、随需而用的公共服务。即使你是路痴,也可以享受到车道级导航。在共享单车应用方面,北斗高精度定位可以实现共享单车亚米精度的定位,方便大家找车。

    记者:看到北斗系统所取得的成就,我们都感到骄傲和自豪。但有民众也许会问,“以北斗系统为代表的这些航天工程、大国重器和我们普通人的生产生活有什么关系呢?”

    杨长风:我国的航天工程都是为人民群众大生产生活服务的,直接关系到人民群众的获得感。特别是北斗卫星导航系统,应用是其建设的出发点和落脚点。

    很多人觉得,北斗离我们遥不可及,其实不然。随着技术的发展与完善,北斗系统的应用已经渗透至国民经济各部门,在交通、渔业、农业、防灾减灾等行业领域得到广泛应用,并走进千家万户,服务生活的方方面面。

    例如在农业方面,通过高精度无人驾驶技术,可以让农机实现全天候作业,播种、起垄都非常精确,大幅提升了工作效率与经济收益。

    在交通方面,全国已有617万辆道路营运车辆使用北斗,形成了全球最大的营运车辆动态监管系统。针对共享单车乱停乱放、汽车危险驾驶等问题,运用北斗,都将可识别、可定位、可监管、可处罚。大型客车、学生校车、危险品运输车等强制安装北斗终端,超时超速和不按规定路线行驶将得到及时警示提醒。

    比如我们经常使用的车载导航仪、手机,都使用了北斗系统进行定位与导航。目前,国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片。据统计,2018年第四季度申请进网、支持定位功能的100款手机中,支持北斗定位技术的达到67%。

    再比如,大家关心的老人和孩子的安全与健康问题,有了支持北斗的手杖、手表、手环。在老人意外摔倒、儿童离开安全区域等情况发生时,能第一时间发出报警信号。

    记者:如您所说,应用是北斗系统建设的出发点和落脚点。当前我国北斗应用和北斗产业化发展如何?

    杨长风:经过多年的发展,目前北斗产业已经形成了完整产业链,北斗在国家关键行业和重点领域标配化使用,在大众消费领域规模化应用,正在催生“北斗+”融合应用新模式。

    据统计,2018年中国国内卫星导航产业产值有望超过3000亿元。北斗基础产品已实现自主可控,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28纳米。截至2018年底,国产北斗导航型芯片、模块等基础产品销量已突破7000万片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场份额的30%和90%。

    我认为北斗产业的发展前景十分广阔。北斗与互联网、大数据、人工智能等新技术的融合发展,正在构建以北斗时空信息为主要内容的新兴产业生态链,并正在成为北斗产业快速发展的新引擎和助推器,推动着生产生活方式变革和商业模式的不断创新。

    发出政协声音

    凝聚社会共识

    记者:许多国家重大工程、大国重器都承载着国人梦想,凝聚着中国智慧,其中也饱含着许多政协委员的心血。您如何看待自己在人民政协这个平台上的作用?

    杨长风:作为一名全国政协委员,我在积极推动北斗系统建设、应用推广、国际合作等工作的同时,将北斗系统向大众进行科普与文化传播,积极发声,传播正能量,让更多人了解北斗系统,凝聚对国家重大工程的共识。

    此外,作为一位工程建设者,对于北斗系统这一“大国重器”的未来发展、建设国家综合PNT体系、“北斗+”融合应用、北斗国际化应用等建设、应用问题,在政协这个平台上我也充分发挥专业优势,积极向国家建言献策。像我今年带来的提案就和北斗系统密切相关。

    记者:我也了解到,您今年的提案又和北斗相关。

    杨长风:对。这次我带来了《关于推动北斗系统等重大信息基础设施长期持续发展的提案》。

    在我看来,重大信息基础设施是保障国家经济发展和国家安全的重要物质基础,具有投资量大、建设周期长、通用性强、军民融合属性高等特点。在取得一系列重要成果的同时,北斗系统长期持续发展仍然面临诸多挑战,亟须对症下药,在政策、机制、队伍等方面综合发力,逐步提升重大信息基础设施服务能力。

    记者:如您所说,如何对症下药呢?

    杨长风:在政策方面,需要明确北斗系统作为国家信息基础设施的法律地位。国家正在拟制《中华人民共和国卫星导航条例》,但在拟制和征求意见中,如何建立国家卫星导航长效管理体制,对北斗系统建设发展实施常态化管理,已成为制约北斗立法的关键核心问题,亟须破解。

    在机制方面,构建长期持续支持北斗系统建设发展的机制。当前,我国北斗系统完成三步走战略目标指日可待,2020年全面建成北斗三号系统。后续,还将采用体系建设的理念,在大力发展卫星导航系统的基础上,发展卫星导航的补充、备份、增强系统,建设定位导航授时(PNT)体系,提升PNT服务的准确性、可用性和稳健性。这些后续建设都需要国家相关方面的机制作为支撑。

    在队伍方面,稳定并强化北斗系统人才队伍。北斗系统是我国航天领域系统规模最大、技术难度最高、建设周期最长的大型复杂组网系统工程,对人员素质要求较高,需要人员队伍的稳定。有关部门应制定配套的强化人员队伍能力建设的举措,如建立国家级卫星导航重点实验室等。

    记者:最后想问您,北斗卫星导航系统的发展会将我们带入怎样的未来?

    杨长风:卫星导航应用业内常讲一句话,那就是“只有想不到的,没有做不到的”。人们已经开始超越导航信息的基本用途,去发现更多时空信息取之不尽、用之不竭的价值。

    未来,北斗的高精度定位、高精度授时、短报文功能,与互联网、大数据、云计算、先进“智造”等碰撞融合,不断产生巨大的经济社会效益,将为我们的生活带来更多翻天覆地的变化。我相信,将来北斗会和水、电等一样,成为人们生活中必不可少的东西。

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