北斗導航總設計師:精度媲美GPS 4年可服務全球

已成“國之重器” 四年內具有全球服務能力

2016年6月12日，第二十三顆北斗導航衛星發射成功。如今，北斗導航系統的服務覆蓋了全球1/3的陸地，使亞太地區40億人口受益，其精度也與GPS相當。北斗導航衛星系統總設計師謝軍在接受記者采訪時表示，北斗衛星導航系統有無盡的潛力，隨著北斗系統2020年具有全球服務能力，其在開發與應用中將發揮更大的效益?！氨倍肥侵袊谋倍罚鞘澜绲谋倍贰！痹谀撤N程度上，可以說北斗系統是中國在世界科技競爭中最具競爭力的代表。它同時也是“中國造”的品牌代言人。

文 廣州日報記者肖歡歡

2020年服務全球

記者：北斗導航的原理是什么？

謝軍：熟悉GPS的人都知道，衛星導航實際上是通過測量衛星和地面站之間的距離以及確定它們之間的時鐘關系，來明確衛星的位置信息。在已知衛星的位置和時間信息之后，地面用戶同時接收到四顆衛星的導航信號之后就可以解算出自己的位置，這就是衛星導航定位的原理。

記者：之前第八顆衛星發射成功后就可以導航定位，后來為何還要發射那么多衛星?

謝軍：從導航衛星星座設計來講，主要考慮四個因素：覆蓋范圍、可用性、完好性、連續性。第八顆北斗導航衛星入軌后，從原理上來講，可實現全天24小時對區域范圍提供連續、穩定的服務能力。但為了提高整個星座的穩定性，需要增加一些衛星，這樣可使用戶在同一時間內接收到更多的衛星信號，能夠更方便地計算出來自己的位置。另外，增加衛星數量還能提高終端用戶導航定位的精度。

記者：導航系統的定位精度取決于哪些因素?

謝軍：定位精度是導航系統里最重要的一項指標。定位精度與導航衛星、地面運控、用戶終端都有密切關系。從技術上來講，這幾部分都存在著測量誤差和時鐘誤差，而且還有星歷誤差，大氣層、電離層影響，這些都是影響定位精度的重要因素。如果這些誤差修正得好，用戶機的定位精度就高。當然，用戶機的工作環境可能存在干擾，這也會影響定位精度。還有就是衛星星座的幾何構型，構型好對提高定位精度也是很重要的。

記者：我們的北斗導航系統“三步走”戰略如今進展如何？

謝軍：北斗導航系統設計的整體思路是先區域、后全球。采取“三步走”的發展戰略。第一步，建立北斗衛星雙星定位試驗系統，形成區域有源定位與導航服務能力；第二步，完成三種軌道十余顆衛星的發射，建成區域導航系統，形成區域無源服務能力，向亞太地區提供定位、導航、授時以及短報文通信服務；第三步，建成由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的覆蓋全球的北斗全球衛星導航系統，形成全球無源定位服務能力。

2012年，北斗衛星區域導航系統迎來從第十一顆到第十五顆5星密集發射期，其中，第十二、第十三顆衛星以及第十四、第十五顆衛星均為一箭雙星發射。2012年10月25日，第十六顆北斗導航衛星成功發射，北斗衛星區域導航系統完成了所有衛星發射任務。至此，北斗衛星區域導航系統空間段由分布在不同軌道的14顆衛星組成星座，即5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中軌道衛星。中國全面完成區域導航系統建設，形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力。

目前，前兩步已實現，中國成為世界上第四個擁有自主衛星導航定位系統的國家。中國最新發射的兩顆北斗導航衛星與此前的北斗衛星相比有了重大突破，部件國產化率提高到98%，其“心臟”“慧腦”“鐵骨”等關鍵器部件全部為國產。到2020年，將完成35顆衛星發射組網，為全球用戶提供服務。　　北斗導航精度與GPS相當　　記者：你之前也談到，我們的北斗導航系統提供的既有有源定位，也有無源定位，這是我們的一個特色？

謝軍：GPS現在所提供的服務叫無源定位。意思是，用戶可以不用發射任何信號，就可以免費接收衛星的信號，實現對自己位置的定位。北斗系統提供的是兩種服務，一種就是跟GPS相同的，在區域范圍內可以讓用戶免費的直接接收衛星信號，實現定位。另一種是有源定位，用戶可以把自己的位置報告給其他的網絡或指揮控制中心，最終實現定位。有源定位在調度系統以及指揮系統上應用是非常廣泛的，它能實現地面快速定位，相關應用產業的指揮調度將變得更加容易，打個比方，就跟公共汽車的調度室一樣，你的位置我們能馬上知道，過去你那里多長時間也算得到。這種有源定位是北斗的特色，從衛星導航發展的趨勢上來講，也是我們應該堅持的。北斗導航系統的目標之一就是在2020年建成有源導航定位、短報文功能。這是目前GPS等沒有的功能。短報文功能，是衛星定位終端和北斗衛星或北斗地面服務站之間能夠直接通過衛星信號進行雙向的信息傳遞，GPS只能單向傳遞。與第一代雙星系統相比，北斗衛星導航系統開始呈現出更多特點和優勢。

記者：我們的北斗導航系統衛星為何比GPS還多？

謝軍：相比美國GPS系統擁有的24顆衛星，北斗衛星導航系統要多出11顆衛星。因為它由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛星和 30顆非靜止軌道衛星。地面段包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛星導航系統兼容的終端。我們的衛星比GPS多，是因為兩個系統的星座設計不同。