北斗专家杨元喜院士在ICG+2016会议上详细阐述了北斗卫星导航系统及(BDS+)的新发展方向。

2021-12-28 325

  

       2016年份7月亮27冬至30同一天,该天文台由中国科学院上海天文台和上海交通大学联合主办。IAG/CPGPS国际性GNSS+大会 (ICG+2016)在上海举行。在这次会议上,中国科学院院士杨元熙发表了主旨演讲。本文从五个方面详细介绍了北斗卫星导航系统,分别是:北斗卫星导航系统的背景和发展历程、北斗卫星导航系统(BDS)的新发展趋势、BDS+的概念和假设、BDS+的可能性模型以及BDS+的关键技术。北斗时空团队有幸亲临现场,近距离研究了杨院士的报告。以下是对报告中五点的概述: 本文内容由北斗时空根据杨元熙院士在会议上的英文演讲整理翻译而成。


1. 北斗卫星导航系统的背景和发展历程

       中国的北斗卫星导航系统实施了“三步走”发展战略。自1994年北斗一号系统建设工程启动以来,北斗卫星导航系统的发展经历了从最初的北斗一号系统到北斗全球系统(也称北斗三号)的演变。北斗一号系统采用主动定位系统,可为中国用户提供定位、授时、广域差分和短消息通信服务。北斗二号系统建设工程于2004年启动。该系统在北斗一号技术体系的基础上增加了被动定位系统,可为亚太地区用户提供定位、测速、授时、广域差分和短消息通信服务。“北斗全球系统”目前有5颗卫星在轨运行,用于测试。这5颗卫星共同开展星间链路等测试验证工作,并接入网络,及时提供服务。 “北斗全球系统”计划于2018年向“一带一路”沿线国家及周边国家提供基础服务;到2020年左右,将完成35颗卫星的发射和联网。可为全球用户提供服务 。


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2. 北斗卫星导航系统(BDS)的新发展趋势

       着眼未来,北斗面临以下主要任务:构建完整的星座系统;升级地面运行和控制中心,使其更加稳定;提高卫星原子钟的性能;提供全球定位、导航和授时服务;提高自主导航能力;增加新的信号频段;使其与其他全球导航卫星系统兼容互操作;使北斗的卫星增强系统与其他全球导航卫星系统广域增强系统兼容。

       为了完成这些任务,北斗将进一步发展星间链路技术、新的轨道确定策略、与卫星增强系统的集成以及多频信号系统。

3. BDS+ 的概念和理念

       杨元熙院士也对“北斗+”概念进行了详细解读。“北斗+”有两个含义:一是“北斗+”应用是指北斗与其他电子产品的集成应用,或者将北斗芯片嵌入其他服务终端和服务产品中,形成基于北斗定位服务的更多功能性服务和应用;二是北斗与其他导航系统(例如美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统、惯性导航、天文导航、物理导航等)的集成,形成多系统一体化定位、导航和授时(PNT)系统,从而形成全球无缝PNT服务系统,有效提高其连续性、可观测性和鲁棒性。

       总而言之,“北斗+”的核心要素包括:多信息源、强大的运行控制系统、集成传感器、自适应数据融合以及智能统一的数据PNT服务。

       北斗导航卫星系统(BDS+)的可能模型是基于以上讨论提出的。杨院士进一步介绍了“北斗+”的可能模式,包括与多个GNSS系统兼容互操作,与地面无线电导航系统(多普勒/ROLAN/TACAN/Omega/甚高频VOR/Alpha/Wi-Fi等)集成,与惯性导航系统集成,与其他导航手段或时空信息生成手段(微型原子钟、地磁、重力、成像、地理信息、声呐、天文信息等)集成,以及与量子定位系统(量子定位系统,QPS)集成。

       下图展示了基于这些内容的模型。“北方”斗+”卓越

 

4. 北斗导航卫星系统(BDS+)的关键技术

       杨院士分享了可应用于各种“北斗+”模式的关键技术,包括超稳定的芯片级原子钟、超稳定的IMU、芯片集成多传感器、QPS和组合PNT、自适应数据融合和多模式PNT信息数据融合中的并行计算等。

       报告结尾,杨院士再次强调了“北斗+”未来发展的优势,并表示“北斗+”时代的到来不仅将推动产业发展,它还将具有巨大的应用潜力。

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