無人駕駛、物聯(lián)網等新興技術趨勢讓衛(wèi)星導航和GNSS定位基礎設施炙手可熱。馬斯克旗下的火箭發(fā)射公司Space X曾推出Starlink（星鏈計劃），將發(fā)射4000多顆低軌道衛(wèi)星組成通信網絡，讓“WiFi信號”覆蓋全球每一個角落。
而日前，隨著北斗三號衛(wèi)星密集上天和全球組網，中國通過衛(wèi)星實現(xiàn)定位增強、網絡通信的項目也大受關注。
本文作者劉經南為中國工程院院士，原武漢大學校長，著名大地測量專家，在大地測量坐標系理論、衛(wèi)星定位應用、GNSS技術應用和工程領域成就顯著，其撰文指出，星基與地基增強技術的一體化、通信與導航功能的一體化將是“智能時代”衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設方向，在全球衛(wèi)星市場上，中國衛(wèi)星導航產業(yè)將與各路進軍太空的“馬斯克”們同場競技。
眼看無人駕駛、移動物聯(lián)網技術大行其道，智能時代已經到來，人類對時間與空間位置需求不斷升級，衛(wèi)星導航系統(tǒng)也面臨新一輪變革。
而隨著北斗三號衛(wèi)星密集上天和全球組網，通過衛(wèi)星實現(xiàn)定位增強、網絡通信的項目大受關注。在全球衛(wèi)星市場上，中國衛(wèi)星導航產業(yè)將與各路進軍太空的“馬斯克”們同場競技。
對此，中國工程院院士，武漢大學教授劉經南表示，星基與地基增強技術的一體化、通信與導航功能的一體化將是“智能時代”衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設方向。
作為現(xiàn)有系統(tǒng)重要補充，建設具備導航+定位增強能力的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)，是衛(wèi)星導航產業(yè)下一階段發(fā)展重點。如在該項目上提前布局，中國有望率先打造“高、中、低軌衛(wèi)星與地基增強系統(tǒng)相結合”的“時域和空域連續(xù)無縫”的立體化時空基準服務系統(tǒng)，在改變衛(wèi)星導航產業(yè)發(fā)展格局同時，也刺激各類物聯(lián)網產業(yè)爆發(fā)。
“星地結合”打造智能時代高精定位基礎設施
衛(wèi)星產業(yè)在2018年備受追捧，星基增強技術更引起各行業(yè)廣泛關注。利用該技術可在廣闊的無移動通信地區(qū)，實現(xiàn)亞米級甚至厘米級定位和相應精度時間同步，這對未來無人駕駛、智慧城市等項目建設至關重要。
其中，低軌衛(wèi)星星座概念特別火熱。該類項目具有衛(wèi)星數(shù)量大、信號強度高的優(yōu)勢，一旦建設完成，就可進行衛(wèi)星群協(xié)作，全面提升地面終端定位精度、可靠性和可用性，被認為是未來星基增強技術重要發(fā)展方向。
對此，劉經南表示，“高、中、低軌衛(wèi)星與地基增強系統(tǒng)相結合”才能構建“實時無縫”的理想的衛(wèi)星高精定位導航系統(tǒng)。面臨機遇，中國衛(wèi)星導航產業(yè)應做好“打基礎”與“抓機遇”兩項工作。
“我國地基增強系統(tǒng)建設已有一定成果，可在我國大部分地區(qū)實現(xiàn)亞米級甚至厘米級精度實時定位。星基增強系統(tǒng)應在此基礎上建設。”劉經南表示，一方面，星基增強技術大范圍使用需全球性地面基準站提供修正信號等支持；另一方面，目前厘米級定位精度星基增強技術還不成熟，結合使用地基增強系統(tǒng)的差分數(shù)據(jù)和播發(fā)能力，才可實現(xiàn)更大范圍、更低成本、更高精度的定位服務。
他認為，在做好基礎設施建設前提下，我國可充分利用低軌衛(wèi)星系統(tǒng)建設成本低，啟動速度快的優(yōu)勢，加快發(fā)展，補充當前僅靠中、高軌導航衛(wèi)星系統(tǒng)構成的全球性時空基準“基礎設施”在高精度、高可靠、實時無縫等性能上的不足。
我國如能提前完成布局，不僅可在該領域取得全球領先，更將刺激相關物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展。“未來工業(yè)智能運行和控制對時間精度要求是納秒級的，對定位要求可能達毫米級或更高。”他表示，一旦完成“星地結合”的衛(wèi)星導航系統(tǒng)布局，將催生很多新智能應用，如有一天解決了弱信號接收問題，更可助力人類進入萬物互聯(lián)的智能時代。
中國衛(wèi)星產業(yè)將與“馬斯克” 們競逐通導一體化市場
與此同時，“通信與導航功能一體化”也將是未來衛(wèi)星導航產業(yè)發(fā)展的大趨勢，我國相關產業(yè)面臨著大機遇，也將遭遇更多競爭。
劉經南認為，“通導一體化”是智能時代基礎設施升級必然要求。他和其他專家早幾年就提出“PNTRC”理念，認為未來應實現(xiàn)定位、導航、授時、遙感、通信五位一體組網，共同打造空間信息網絡。
“很多人光注意馬斯克星鏈計劃優(yōu)勢巨大的移動‘通信’功能，我認為，未來這數(shù)千顆衛(wèi)星肯定有導航功能，具備高精度、高可用、高可靠優(yōu)勢，既可進行通信，也能用作厘米級定位增強、導航服務。”劉經南表示，“這一方面可大大提升資源利用率，充分發(fā)揮衛(wèi)星能力，另一方面也可拓展更廣闊商業(yè)空間。”
劉經南認為，面對競爭，中國衛(wèi)星導航產業(yè)用不著跟著馬斯克方案跑，應去尋找更經濟、更高效的方案，做出中國特色的新性能的低軌星群和高、中、低軌結合的星座體系。
據(jù)他估計，3年后就能出現(xiàn)低軌衛(wèi)星星座增強系統(tǒng)，而在北斗三號完成全球組網后，我國在該系統(tǒng)上的建設速度會大大加快。劉經南認為，這個產業(yè)誰做得早，誰就會有更大發(fā)展?jié)摿褪袌稣加新?。中國企業(yè)應提前做好準備，參與到全球通導一體化市場競爭中。
