全球首顆低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星投入商業(yè)化運(yùn)行

        據(jù)“中國(guó)航天科技集團(tuán)”25日消息，同風(fēng)云三號(hào)D星一同被發(fā)射入軌的全球首顆低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星通過(guò)在軌測(cè)試，正式轉(zhuǎn)入商業(yè)化運(yùn)行階段。

        這顆致力于“高精度定位”的衛(wèi)星被寄予“驅(qū)動(dòng)導(dǎo)航增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈大變革”的厚望，在它的協(xié)助下，地面可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位，未來(lái)衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行后能夠?yàn)闊o(wú)人駕駛汽車等場(chǎng)合提供高精度導(dǎo)航保障。

        這顆試驗(yàn)星是全球首顆低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星，已從試驗(yàn)走向了試用。國(guó)內(nèi)外有許多人從事低軌導(dǎo)航增強(qiáng)的研究，但還沒(méi)有做工程驗(yàn)證的。

       動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位來(lái)了

        據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》消息，5月16日晚，“天音計(jì)劃”星地一體高精度時(shí)空服務(wù)在上海發(fā)布。誤差只有幾個(gè)厘米的動(dòng)態(tài)高精度定位服務(wù)，即將在全球推廣。

        “天音計(jì)劃”為用戶提供高精度、高可靠、實(shí)時(shí)無(wú)縫的高精度時(shí)空服務(wù)，是全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的中國(guó)方案。它包括國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國(guó)一張網(wǎng)”、星基增強(qiáng)系統(tǒng)、星地一體融合能力和千尋位置的全球站網(wǎng)系統(tǒng)。

        報(bào)道中提到了16日晚的發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)自動(dòng)割草機(jī)器人沿著兩米見(jiàn)方的框架行走，會(huì)場(chǎng)大屏幕上，其衛(wèi)星定位點(diǎn)組成了清晰的正方形軌跡。一段錄像顯示，汽車使用千尋定位，軌跡平滑、看不出誤差；相比之下，傳統(tǒng)導(dǎo)航定位軌跡擺動(dòng)幅度達(dá)十幾米。

        千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司表示，其基于星地一體技術(shù)的FindCM定位服務(wù)，精度是2-5厘米，而行業(yè)最重視的“首次定位時(shí)間”被縮短到了5秒。

        單一星基系統(tǒng)服務(wù)首次定位時(shí)間大于20分鐘，只用于個(gè)別“不著急等”的行業(yè)。

        千尋位置副總經(jīng)理李戈楊說(shuō)，之所以大大縮短首次定位時(shí)間，主要因?yàn)閲?guó)內(nèi)建設(shè)了2200個(gè)北斗地基增強(qiáng)站。這些站點(diǎn)配合衛(wèi)星，為用戶提供信號(hào)。除了無(wú)人區(qū)，這些站點(diǎn)遍布整個(gè)中國(guó)，使用戶在任一省區(qū)都能快速獲得精確的時(shí)空位置。

        “在這么大范圍建設(shè)地基增強(qiáng)站，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位，是前所未見(jiàn)的大手筆?！鼻の恢肅EO陳金培說(shuō)，“我們預(yù)期，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)將從GPS時(shí)代走進(jìn)北斗時(shí)代?！?/p>

        千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司于2015年8月由中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)和阿里巴巴集團(tuán)共同發(fā)起成立。千尋位置基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)（兼容GPS、GLONASS和Galileo）的基礎(chǔ)定位數(shù)據(jù)，為用戶提供精準(zhǔn)定位服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理曾毅等參加了天音計(jì)劃的發(fā)布儀式。

        千尋位置還在全球建設(shè)和接入了120個(gè)海外地基增強(qiáng)站點(diǎn)。天音計(jì)劃采用地球同步軌道衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)雙路播發(fā)，將為全球包括沙漠、海洋、高空等無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)覆蓋斷續(xù)的區(qū)域提供7×24小時(shí)高可用的動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位服務(wù)，預(yù)計(jì)服務(wù)將在2021年覆蓋全球。

        可以預(yù)見(jiàn)，新一代定位服務(wù)，將成為自動(dòng)駕駛和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域變革的基礎(chǔ)。

       高精度導(dǎo)航需求增強(qiáng)

        “中國(guó)航天科技集團(tuán)”微信公號(hào)報(bào)道稱，隨著無(wú)人駕駛、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，用戶對(duì)于高精度、全球覆蓋的定位需求越來(lái)越強(qiáng)。以無(wú)人駕駛為例，有專家分析認(rèn)為，未來(lái)想要實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛，汽車除了要安裝激光雷達(dá)等傳感器外，還必須要具備厘米級(jí)的絕對(duì)定位能力。

        目前國(guó)際常用的增加導(dǎo)航精度的辦法是地基增強(qiáng)體制或天基高軌衛(wèi)星增強(qiáng)體制。

        地基增強(qiáng)體制具有較高的定位精度，但缺點(diǎn)是：?jiǎn)蝹€(gè)基站服務(wù)范圍小，大面積覆蓋投入成本巨大，更難以實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)、沙漠及海洋區(qū)域的覆蓋。

        天基高軌衛(wèi)星增強(qiáng)體制利用部署在36000公里軌道上的衛(wèi)星，可以用相對(duì)較小的成本，實(shí)現(xiàn)廣域范圍的覆蓋。但缺點(diǎn)是：提升導(dǎo)航精度上困難很大，且存在收斂過(guò)程緩慢、鏈路損耗大、地面終端難以小型化等問(wèn)題，難以滿足當(dāng)前用戶對(duì)導(dǎo)航服務(wù)的要求。

        在業(yè)界，大多數(shù)專家達(dá)成共識(shí)：星基增強(qiáng)系統(tǒng)將會(huì)是無(wú)人駕駛的唯一選擇。因?yàn)橹挥行腔鰪?qiáng)系統(tǒng)才能快速實(shí)現(xiàn)極低成本的全球覆蓋，且能夠同時(shí)支持幾十億用戶。

        另辟蹊徑，打造“高效費(fèi)比”微納衛(wèi)星平臺(tái)        鑒于兩大體制各有缺陷，研究人員另辟蹊徑，尋找一種“兩全其美”的辦法。

        2016年，航天科技集團(tuán)八院509所利用其在衛(wèi)星領(lǐng)域長(zhǎng)期的技術(shù)創(chuàng)新積累，啟動(dòng)了精致試驗(yàn)試用衛(wèi)星的研制項(xiàng)目。按照規(guī)劃，通過(guò)打造一個(gè)具備“高效費(fèi)比”的精致微納衛(wèi)星平臺(tái)，并把具有自主完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的算法和軟硬件設(shè)計(jì)的載荷發(fā)射上天，將在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)基于低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)的導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)體制。

        2017年11月15日，這顆衛(wèi)星被發(fā)射入軌，在軌試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，5分鐘時(shí)間里可完成從開(kāi)機(jī)冷啟動(dòng)到30厘米級(jí)的高精度定位。分析計(jì)算與仿真表明，在算法優(yōu)化和星座部署后，可具備實(shí)時(shí)厘米級(jí)的高精度定位能力。

       目前該衛(wèi)星已轉(zhuǎn)入在軌業(yè)務(wù)運(yùn)行，這或許意味著，以相對(duì)較小的投資規(guī)模來(lái)實(shí)現(xiàn)與地基導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膶?dǎo)航性能，將在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。

        在此基礎(chǔ)上，衛(wèi)星研制單位決定借力國(guó)企體制改革和軍民融合等政策，系統(tǒng)性地開(kāi)展低軌導(dǎo)航增強(qiáng)星座系統(tǒng)的建設(shè)和商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

        據(jù)衛(wèi)星研制人員預(yù)測(cè)，低軌星基增強(qiáng)系統(tǒng)建成以后，可為地面用戶提供厘米級(jí)的導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)，將廣泛應(yīng)用于汽車無(wú)人駕駛、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)、壩體變形、山體滑坡檢測(cè)等領(lǐng)域，為國(guó)計(jì)民生作出新的更大的貢獻(xiàn)。

        通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)營(yíng)，衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域有望開(kāi)辟一個(gè)新的空間，形成良性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，有助于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)走進(jìn)尋常百姓家，在國(guó)外落地開(kāi)花。

        工程院院士：中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)不必跟著“馬斯克”星鏈計(jì)劃跑

        在目前國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星星座建設(shè)越來(lái)越熱的情況下，許多做通信互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的項(xiàng)目也提出做導(dǎo)航增強(qiáng)，進(jìn)行導(dǎo)航通信一體化。

        據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道消息，中國(guó)工程院院士、武漢大學(xué)教授劉經(jīng)南對(duì)此表示，通導(dǎo)一體化是整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，是智能時(shí)代基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)的必然要求。這樣可以讓低軌衛(wèi)星和其他通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星的信息相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)相互賦能，達(dá)到基礎(chǔ)設(shè)施能力的升級(jí)。

        他提到自己和其他專家早幾年就提出來(lái)了“PNTRC”概念，也就是定位、導(dǎo)航、授時(shí)、遙感、通信五位一體進(jìn)行組網(wǎng)，打造出一個(gè)空間信息網(wǎng)絡(luò)。

        劉經(jīng)南教授表示：

        很多人光注意馬斯克星鏈計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)巨大的移動(dòng)“通信”功能，我認(rèn)為未來(lái)這上千顆衛(wèi)星肯定有導(dǎo)航功能，具備高精度、高可用、高可靠的巨大優(yōu)勢(shì)，既可以進(jìn)行通信，也做用作厘米級(jí)定位增強(qiáng)、導(dǎo)航服務(wù)。這一方面可大大提升資源利用效率，充分發(fā)揮衛(wèi)星能力，另一方面也可拓展更廣闊的商業(yè)空間。

        當(dāng)然，我們也用不著跟著馬斯克方案跑，還有更經(jīng)濟(jì)更高效的方案，要做出中國(guó)特色的新性能的低軌星群和高、中、低軌結(jié)合的星座體系。

        總之，未來(lái)低軌衛(wèi)星大規(guī)模組網(wǎng)發(fā)展，必然將會(huì)把衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)推動(dòng)至新的階段。未來(lái)低軌衛(wèi)星大規(guī)模組網(wǎng)發(fā)展，必然將會(huì)把衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)推動(dòng)至新的階段。