導航衛星系統與應用技術的進展
衛星導航系統從美國的子午儀、全球定位系統及其現代化,較后到第三代全球定位系統,不斷地在演變,還在探索新一代的系統。除了衛星及其載荷性能改進外,地面運控系統也在做現代化改造,以提高定位精度和實時監控能力。俄羅斯的格洛納斯系統在恢復之中,并在實施現代化計劃。伽利略系統雖然在建設中,但歐洲已經在策劃第二代伽利略系統。我國的北斗衛星導航系統,從有源雙星定位的北斗一號試驗系統,步入無源定位的北斗二號先區域、后全球的新的發展階段。由于用戶與市場的客觀需求和國際競爭的需要,衛星導航系統的功能和性能在不斷改進提高。以精度而言,全球定位系統從100余米提高到10米量級,導航衛星系統實現兼容與互用后可提高到1米左右。較值得指出的是,衛星導航系統的指標體系有了重大變化,以全球定位系統為例,原先指標參量主要為精度、可用性、連續性和完好性,第三代全球定位系統階段除了高精度要求外,還有可確保的可用性、可控的完好性、抗干擾功率增強、導航擔保、增強安全性、后向兼容、系統自生存性,以及民用信號從1個變成4個。伽利略系統的服務理念與全球定位系統相比有了進一步深化,其信號編碼體制有明顯創新,得到公認,并衍生多個應用品種。
衛星導航應用技術的進步是以接收機為核心的,20多年來,接收機技術、接收機芯片技術以摩爾定律在發展,在進步,性能成十上百倍地提高,重量成百上千倍地減輕,價格成千上萬倍地降低,民用接收機技術大大地帶動了軍用技術的快速進步。同時,車輛導航儀、個人導航儀、手持機、定位手機、導航手機、行駛記錄儀、監控終端等等應用終端以更加豐富多彩、功能強大而馳名,受到廣大用戶的青睞。此外,各種各樣的應用與服務系統,如移動位置服務系統、車輛信息系統、實時智能交通信息系統、不停車收費系統、車隊管理系統、物流運輸系統,以及多種多樣的專業應用系統,日新月異地進入市場和產業,形成明顯的生產力,對于提高生產效率,提升服務水平,改善生活質量,推動經濟發展,發揮著積極作用。技術發展的重大傾向是衛星導航系統應用業已拓展到PNT或PNOT(Position、Navigation、Orientation、Timing,定位、導航、定向、定時)全領域,并且以它為中心逐步實現與通信、互聯網、慣性導航傳感器、時鐘等等的融合與集成,將多種多樣的信息來源與信息通道實現一體化整合,真正達到全球任何時間、任何地方(海陸空天與地下和水下)的PNT應用與服務,已經成為人們未來十年追求的目標。
衛星導航系統及其技術發展的動力來源正在發生著微妙的變化。全球定位系統建設初期主要動力來自軍用需求,來自技術牽引,任務與目標相對集中,隨著系統變成軍民兩用進程的發展,市場與產業的廣泛需求越來越豐富,越來越多樣化,應用與服務需求逐步上升為主要矛盾,成為矛盾的重要方面。這使得發展驅動力從主要來自使命牽引轉變為主要來自需求推動,也就是更多地來自于產業、市場和用戶的需求。所以,無論第三代全球定位系統和伽利略系統的設計建設,多將需求調研作為一個重要方面加以研究,從而實現系統指標體系的重大調整,使之更加切合實際,更加有用。這種轉變是帶有根本性意義的,是科技發展的方向性問題,會對產業發展產生深遠影響。這種轉變給我們新興國家以機會,有更多的發展余地,有更多的市場開拓空間。這種轉變也給我們提出了更高的要求,要緊跟用戶需求,研發生產出更多更好切合實際應用的高效產品,實現雙贏和多贏,讓用戶得到看得見摸得著的實實在在的好處,實現增值服務。
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