北斗|光明日报:除了手机导航,北斗还有哪些创新应用( 二 )


中国工程院刘经南院士:北斗可实现全球双向通信
定位和授时分别是空间和时间与起始原点相关的绝对位置概念,导航是空间和时间两个位置上的相对时空度量概念 。北斗系统是世界上唯一实现了通导遥一体化的卫星导航系统 。
北斗|光明日报:除了手机导航,北斗还有哪些创新应用
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新华社发
北斗系统的性能优势是功能多,全球短报文通信可以用于搜救 。导航定位+全球双向通信可以向呼救者快速通告救援安排 。还有遥感应用,有主动式遥感,配备星载太空环境遥感和电离层异常遥感载荷;被动式遥感,电磁波通过大气、海洋、陆地反射或漫反射遥感大气水汽、海洋河湖水位 。
北斗是全球唯一宣布标准位置服务精度优于5米的卫星导航系统 。北斗3三类异轨卫星之间都实现了星间自组织测距和数传,采用Ka频段链路,测距精度高,通信频带宽,远优于UHF链路,下一代将用激光链路,测距更准 。
目前,北斗3星间链路已全面启动,效果显著,在GNSS中精度最高,确保了标准PNT服务精度高 。北斗系统中轨卫星三个轨道面各有2颗确保全球域内能收到求救者上传UHF频段求救信号,然后下传给国际搜救中心,24颗中轨卫星都能接收国际搜救中心的搜救信号并通知求救者,同时可向求救者发送相关施救短报文 。
在创新设计方面,因为北斗的频段是丰富的,现在北斗2和北斗3有五个频段 。再就是设计了兼容互操作信号,创新调制技术,信号质量国际领先,它接收的时候能够和GPS的功能一样 。总的来说,这些研发都有利于提高北斗3的PNT精度 。
根据北斗的优势特点,怎么利用它开展应用呢?要通导遥一体化,充分利用北斗的多频段导航信号优势开展多用或专用高性能低成本PNT研发,提升PNT服务能力,充分利用星间链路测距,研究或分离不同轨道和不同型号的卫星系统,充分利用全球和中国周边短报文双向服务能力拓展服务内涵,研发传图像、传语音、传视频等方法形成专利,发挥双向通信与PNT集成服务功能,利用通导遥一体化,开发多任务多目标的协同智慧调度应急应用,充分利用北斗GNSS卫星的L波段和S波段载波作为遥感辐射源开发新型遥感,特别是目标遥感 。
北斗RDSS双向链路定位授时,可大幅提升北斗定位授时抗干扰、抗欺骗性能,RDSS二维定位精度已到10米左右,时间比对精度相对于单向被动接收方式,授时精度可提高一倍,到10纳秒左右,对于一些时间比对频度不求太高而绝对时间精度要求较高的用户,如金融、通信、区块链平台,应急救援指挥中心运控平台等最有需求,可拓展这类防干扰要求甚高的绝对授时服务 。
【北斗|光明日报:除了手机导航,北斗还有哪些创新应用】利用RDSS双向通信功能,可开发共享的多部门协同调度系统,比如综合智慧运营控制平台 。
北斗3的创新设计、服务能力、精度优势、运行稳健构成了强劲的后发优势和发展潜力,被“一带一路”沿线国家和地区接受,无愧“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”的美誉,体现了“北斗导航,世界共享”的理念 。
北斗系统作为时空技术,既是对地球资源环境及其动态变化信息感知认知,也是实现对所感知对象精准时空、调配管理的核心基础 。北斗开拓应用的第一个重点是给其他技术,如信息、网络、能源、资源、环境、交通等技术,赋予精准时空位置的感知认知,使他们提升到智能化管理控制阶段,同时实现管理控制过程的时空智能化 。
北斗应用的另一个重点,是综合开发其通导遥一体化的优势,发挥其跨技术跨领域甚至跨时间跨空间的空间智能作用,未来的目标,是研究PNT自然智能,开发出智能PNT技术,以开发新的应用 。
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什么叫空间基准?空间基准它用来确定轨道参数,连通坐标原点、地球自转参数共同构建起GNSS系统空间基准,中国北斗空间基准与中国大地坐标系为同一个坐标框架 。全球实用的基准我认为只有两个,一个是GPS时空基准,另一个就是北斗时空基准 。时空基准是互联网升级为物联网的基础条件,如果没有统一的时空基准,很难想象物与物如何联结 。


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