楊元喜：中國(guó)科學(xué)院院士、大地測(cè)量學(xué)家、相關(guān)觀測(cè)抗差估計(jì)系列理論體系和自適應(yīng)抗差導(dǎo)航定位理論體系原創(chuàng)者、西安測(cè)繪研究所研究員

2014年11月23日，國(guó)際海事組織海上安全委員會(huì)審議通過了對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）認(rèn)可的航行安全通函，這標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式成為繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),正式成為全球無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分，并取得了面向海事應(yīng)用的國(guó)際合法地位，成為服務(wù)世界航海用戶的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

為了走向國(guó)際化，中國(guó)為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)制定了“三步走”的發(fā)展規(guī)劃，從1994年開始發(fā)展的試驗(yàn)系統(tǒng)（第一代系統(tǒng)）到2004年的正式系統(tǒng)（第二代系統(tǒng)），經(jīng)歷了“兩步走”的中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)計(jì)劃，將在2020年實(shí)現(xiàn)全球的衛(wèi)星導(dǎo)航功能。那么北斗走向國(guó)際化需要哪些要素呢？

中國(guó)科學(xué)院院士、大地測(cè)量學(xué)家、相關(guān)觀測(cè)抗差估計(jì)系列理論體系和自適應(yīng)抗差導(dǎo)航定位理論體系原創(chuàng)者楊元喜認(rèn)為，北斗走向全球這是個(gè)必然，北斗的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)的作用是有限的，要想讓北斗為全球提供服務(wù)就必須解決幾個(gè)重要的核心問題。

頻率設(shè)計(jì)

頻率資源是非常有限的，要讓北斗走向全球，必須在國(guó)際電聯(lián)的框架下實(shí)現(xiàn)全球的無線電之間兼容互操作，否則它就會(huì)受到干擾，就會(huì)與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間出現(xiàn)不兼容現(xiàn)象，影響導(dǎo)航定位的性能。楊院士強(qiáng)調(diào)，北斗走向全球要設(shè)計(jì)優(yōu)化合理的頻率，要盡量和現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)的頻率實(shí)現(xiàn)兼容與互操作。

全球跟蹤和定軌

楊院士表示北斗要走向全球，只靠我們中國(guó)境內(nèi)的跟蹤站是不足以跟蹤衛(wèi)星軌道和精確測(cè)定衛(wèi)星軌道的。衛(wèi)星導(dǎo)航定位首當(dāng)其沖的是要有高精度的軌道，沒有高精度的衛(wèi)星軌道，地面定位、高精度定位是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以解決全球?qū)Ш蕉ㄎ粏栴}必須解決北斗衛(wèi)星的全球跟蹤和定軌問題。

自主導(dǎo)航定位

在采訪中，楊院士強(qiáng)調(diào)北斗要走向全球還要解決未來在特定的情況下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要能夠基本維持正常運(yùn)作的問題，這就要求北斗要實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航定位功能。

中國(guó)的北斗是世界的北斗，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航不僅為中國(guó)人民做出貢獻(xiàn)，也為世界人民做出了貢獻(xiàn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的出現(xiàn)使衛(wèi)星導(dǎo)航的覆蓋廣度、密度、可視數(shù)量與安全保障都有了提升。北斗與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)配合使用還增加了容錯(cuò)能力、系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償能力、異常誤差的探測(cè)能力。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比有其顯著特色。它的特色之一來自于衛(wèi)星和地面中心運(yùn)控系統(tǒng)之間的通信鏈路,這個(gè)鏈路的設(shè)計(jì)是基于中國(guó)當(dāng)時(shí)用兩顆同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)在中國(guó)境內(nèi)以及周邊地區(qū)的導(dǎo)航定位。楊院士說，因?yàn)槔脙深w衛(wèi)星定位，用戶必須要申請(qǐng)定位,定位中心幫助用戶確定其位置,這就需要鏈路，所以用戶需要向衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，并通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到地面用戶中心,地面用戶中心幫助用戶算出位置來,就是這樣一個(gè)鏈路成全了我們北斗的特色系統(tǒng)。此外，它還可以實(shí)現(xiàn)位置報(bào)告功能,因?yàn)樗杏脩舻奈恢枚际侵行恼緶y(cè)出來的,所以中心站自然就獲得了用戶的位置 ,并向用戶報(bào)告位置，如此實(shí)現(xiàn)了位置跟蹤。北斗還具有短報(bào)文通訊功能，同樣是由于衛(wèi)星和地面用戶，衛(wèi)星和中心站的通信鏈路，使用戶和用戶、用戶和運(yùn)控中心之間進(jìn)行短報(bào)文的通信。它的另一個(gè)特色功能叫做雙向授時(shí)服務(wù)功能，該功能同樣也是靠鏈路實(shí)現(xiàn)的。一般的導(dǎo)航系統(tǒng)是單向授時(shí)，北斗可以實(shí)現(xiàn)雙向授時(shí)，這樣就可以減少很多系統(tǒng)誤差，所以說我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時(shí)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他系統(tǒng)。

中國(guó)的北斗是個(gè)復(fù)雜的科學(xué)工程，它將促進(jìn)多學(xué)科的融合與發(fā)展。同時(shí)，北斗工程也將會(huì)為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供重要的支撐，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為中國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持！