眼看無人駕駛、移動物聯網技術大行其道,智能時代已經到來,人類對時間與空間位置需求不斷升級,衛星導航系統也面臨新一輪變革。隨著北斗三號衛星密集上天和全球組網,通過衛星實現定位增強、網絡通信的項目大受關注。在全球衛星市場上,中國衛星導航產業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’衛星導航系統建設方向。”
作為現有系統重要補充,建設具備導航+定位增強能力的低軌衛星系統,是衛星導航產業下一階段發展重點。如在該項目上提前布局,中國有望率先打造“高、中、低軌衛星與地基增強系統相結合”的“時域和空域連續無縫”的立體化時空基準服務系統,在改變衛星導航產業發展格局同時,也刺激各類物聯網產業爆發。
“星地結合”打造智能時代高精定位基礎設施
衛星產業在2018年備受追捧,星基增強技術更引起各行業廣泛關注。利用該技術可在廣闊的無移動通信地區,實現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,低軌衛星星座概念特別火熱。該類項目具有衛星數量大、信號強度高的優勢,一旦建設完成,就可進行衛星群協作,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展方向。
對此,劉經南表示,“高、中、低軌衛星與地基增強系統相結合”才能構建“實時無縫”的理想的衛星高精定位導航系統。面臨機遇,中國衛星導航產業應做好“打基礎”與“抓機遇”兩項工作。
“我國地基增強系統建設已有一定成果,可在我國大部分地區實現亞米級甚至厘米級精度實時定位。星基增強系統應在此基礎上建設。”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的差分數據和播發能力,才可實現更大范圍、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星系統建設成本低,啟動速度快的優勢,加快發展,補充當前僅靠中、高軌導航衛星系統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,更將刺激相關物聯網產業發展。“未來工業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”的衛星導航系統布局,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的智能時代。
中國衛星產業將與“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”也將是未來衛星導航產業發展的大趨勢,我國相關產業面臨著大機遇,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勢巨大的移動‘通信’功能,我認為,未來這數千顆衛星肯定有導航功能,具備高精度、高可用、高可靠優勢,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,充分發揮衛星能力,另一方面也可拓展更廣闊商業空間。”
劉經南認為,面對競爭,中國衛星導航產業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。
據他估計,3年后就能出現低軌衛星星座增強系統,而在北斗三號完成全球組網后,我國在該系統上的建設速度會大大加快。劉經南認為,這個產業誰做得早,誰就會有更大發展潛力和市場占有率。中國企業應提前做好準備,參與到全球通導一體化市場競爭中。
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