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北斗|何时能用上“车道级导航”？权威专家解读北斗应用( 二 )


中国自然灾害频发 ， 在自然灾害的减灾防灾方面 ， 近年来基于北斗系统的新手段不断投入使用 。 例如 ， 今年7月下旬安徽省合肥市庐江县同大镇石大圩发生决堤 ， 技术人员利用北斗高精度时空智能服务无人机拍摄了大量照片 ， 高精度受灾实况图和受灾前的卫星图进行比对 ， 快速评估受灾区域范围 ， 并利用数据进行三维重建 ， 仅3小时内就完成处理 ， 预测了水位上升后的民宅淹没区域 ， 计算出填满决堤口需要的土方数量 。
冉承其说 ， 卫星导航特别是北斗系统对减灾防灾有特别重要的支撑作用 。 北斗最高精度能够实时处理到厘米级 ， 事后处理可以到毫米级 ， 形变监测、泥石流等变化 ， 就是毫米级的运动 。 如果靠北斗系统加上相应辅助设备 ， 就可以实时进行形变监测 ， 包括铁路、泥石流的形变 ， 可以提前预警、转移人员 ， 为抢救赢得时间 。
北斗还具有独有的短报文服务 ， 在没有任何地面移动通信网支持下也可以发短信 ， 目前提升到单次14000比特（1000个汉字） ， 可以传图像、发语音 。 通过全球的星间链路还实现了全球短报文 ， 到世界任何一个没有移动通信的地方 ， 都可以靠北斗进行通信 。
另外 ， 国际搜救服务也是北斗的特色服务 ， 北斗系统加入了国际搜救组织 ， 船只在海上遇险救灾时 ， 可以通过北斗卫星发射求救信号 。 以前的国际搜救组织标准都是单向链路 ， 只能发出去 ， 并不知道对方有没有收到 。 北斗依靠强大的通信能力解决了这个问题 ， 地面站收到信号以后 ， 会反馈信息 ， 告知求救信息已经收到了 。 北斗的反向链路特色服务即将加入国际组织新标准 。
北斗卫星通过在轨升级 ， 持续保持技术先进
北斗三号全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99% ， 亚太地区性能更优 。 2018年刚建成北斗三号基本系统时 ， 全球服务可用性为95% ， 如今全球服务可用性99%以上 ， 实测导航定位精度都达到2-3米 。
不过 ， 北斗三号卫星寿命达10年以上 ， 地面上技术不断快速更新 ， 在卫星寿命的后期 ， 会不会落后于时代？
北斗三号工程卫星系统总师林宝军说 ， 通常重大项目攻关需要花10年时间 ， 北斗三号卫星是10-12年寿命 ， 寿命末期已经是20年前的技术了 ， 到时候很难说是先进的 。 为了保持卫星在轨期间的先进性 ， 研制人员通过系统的持续创新 ， 持续改进硬件系统的先进性 ， 通过在轨赋能解决卫星发射上天后产品性能的改善 。
在工程设计之初 ， 研制人员打破以往航天产品新技术不超过30%的惯例 ， 尽量进行前瞻性规划 ， 新技术超过了70% 。 卫星发射上天以后硬件没有办法更改了 ， 通过在轨赋能技术 ， 就像手机可以通过软件升级来更新系统 ， 这种能力在卫星上叫做“软件重构和在轨赋能” ， 北斗卫星发射上天后仍然可以完成性能持续改进 。
前瞻：将打造室内到室外、深海到深空的下一代北斗导航系统
针对北斗三号后续的发展 ， 冉承其介绍 ， 北斗三号建成以后 ， 中国已经着手下一代北斗建设发展 ， 将在2035年前建设一个更智能、更泛在、更融合的系统 。 简单来讲 ， 就是从室内到室外、深海到深空的立体服务覆盖的更强、更安全、更可靠系统 。 目前正在推动这个工程的论证和后续的起步建设 ， 这一定是北斗三号后续新的亮点工程 。
卫星导航的信号弱、容易被干扰 ， 有天然的脆弱性 ， 目前的应用中 ， 室内导航会受影响 ， 水下导航也遇到很多困难 。 冉承其说 ， 包括水下导航、室内导航等 ， 都是后续要解决的问题 。 此外 ， 深空导航也是未来北斗拓展应用的疆域 ， 最近我国开展了火星探测 ， 未来向更远的深空拓展 ， 北斗导航也应该作出应有的贡献 。
冉承其解释 ， 所谓综合定位导航授时体系（PNT体系）就是以卫星导航作为核心和基础 ， 把现在认知里的各种各样技术融合在一起 ， 使之更安全、更高性能、更可靠 ， 期待2035年这个系统的建成和到来 。


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