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魏永刚:北斗标准化工作综述
来源: 作者:魏永刚 编辑: 发布时间:2018-01-10

  (北斗网讯 特约撰稿魏永刚)北斗卫星导航系统是一项复杂而又庞大的系统工程,具有技术难度高、风险控制难、建设周期长、应用市场广等特点,其建设需要吸纳科研院所及高校等众多单位的广泛参与,其中很多的新系统、新技术、新应用都是我国航天工业的首次尝试。同时,系统建成后需要长期管理与维护,在为我国各领域应用提供服务的同时,还将走出国门,服务于全世界。历史经验表明,产业发展需要标准化的规范和带动,当今信息时代,标准化对产业,特别是高技术产业发展引领促进作用日显突出。北斗卫星导航标准化工作是工程建设、应用推广与产业化、国际合作的重要支撑,对整个北斗工程建设和产业健康发展具有特殊和不可替代的重要作用。 

    

国内外卫星导航标准化现状及发展趋势 

  国外卫星导航相关标准主要包括以美国和欧洲为主的卫星导航工程类标准,国际民航组织(ICAO)、国际海事组织(IMO)等国际组织以自身应用为主制定的卫星导航应用类标准。国外航天工程标准主要以美国航空航天局(NASA)和欧洲空间局(ESA)制定的工程技术与管理标准为主。美俄欧都大力推进自己的卫星导航系统在全球范围内的应用推广,标准化工作重点放在制定与GNSS全球应用推广紧密相关的数据格式标准、接收设备性能要求及测试方法标准、系统服务性能要求和参数标准,力求通过标准提高技术门槛,达到垄断国际市场的目的,尤其是美国通过标准持续强化GPS在国际市场上的垄断地位。目前,GPSGLONASS已完全进入ICAOIMO等国际组织标准框架,Galileo也基本进入这些国际组织标准框架。 

  我国现行的国家标准和行业标准多以GPS为主,随着北斗系统建设和应用推广,为满足需求,由中国卫星导航系统管理办公室先后发布了北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件、公开服务性能规范以及近30项北斗专项标准,为国内开展芯片、模块、高精度板卡、北斗终端与模拟器研发测试,星地对接与在轨测试等工作提供标准依据,有效促进了我国卫星导航系统建设、终端研发和实际应用的标准化。我国北斗系统已正式为亚太地区提供稳定的服务,目前正处于由区域向全球服务过渡阶段,卫星导航产业不断扩大,卫星导航技术已深入应用到国防建设和国民经济及社会各个领域。北斗标准化工作随着北斗系统建设的稳步推进而呈现出快速发展的态势,其战略性、基础性、全局性地位逐步提升。国家在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中提出制定卫星及应用国家标准、卫星数据共享、市场准入等政策标准;在《国家卫星导航产业中长期发展规划》中将“加强标准建设,提升发展水平”上升到我国卫星导航产业健康可持续发展的重要保障措施之一;在《国家标准化体系建设发展规划(20162020年)》中明确加强北斗导航设备、系统和服务标准建设引领产业发展,重点研制导航与位置服务标准,关键技术和共性基础标准。这些重要文件充分说明了国家对卫星导航标准化工作的重视,为北斗标准化工作指明了方向。 

    

北斗标准化工作取得的主要成绩

  2007年中国第二代卫星导航系统重大专项实施以来,北斗标准化工作伴随工程建设和应用推广同步启动,在中国卫星导航系统管理办公室的统一指导下,持续开展了标准化顶层设计、组织建设、急需标准制定和标准国际化推进等工作,取得了丰硕的成果,有力支撑和保障了工程建设的顺利开展、系统自主可控、应用推广与产业化的快速发展,促进了北斗卫星导航产业竞争力的跃升和北斗卫星导航系统的国际化拓展。 

    

  1、构建了北斗标准体系,提供指导依据 

  北斗标准化顶层设计和规划工作深入开展,针对北斗系统工程建设、运行维护、民用应用推广中各个环节共建、共享、共用的标准需求,以突出北斗系统特点为指导思想,按照“系统科学、结构合理,技术先进、划分明确,开放兼容、国际接轨,完整协调、层次得当,相对稳定、逐步完善,面向应用、精简易行”的原则构建体系,研究形成了首个建用结合、国内外衔接,覆盖国家标准、行业标准及专项标准等的国家卫星导航标准体系。先后向46家国家相关部委、国家大型军工企业及113家企事业单位征求意见,经认真研究,依据意见处理结果,对标准体系明细表进行了修改,完成并发布了《北斗卫星导航标准体系表》(1.0版)。标准体系表覆盖基础、工程、应用三个层面,涵盖北斗卫星导航系统的方案论证、工程建设、使用维护以及应用推广与产业化全寿命周期。同时也涵盖系统工程建设和应用产业化中的系统及分系统、单机和关键件等全部产品所需标准项目。标准的级别包括国家标准、行业标准以及北斗专项标准。体系表已成为我国卫星导航领域各层级标准制(修)定计划和规划编制的顶层指导依据,有力支撑了北斗卫星导航系统建设和应用产业化发展,显著提升了卫星导航在交通、航空、海事、通信、测绘、搜救等多个行业领域应用效能。 

    

  2、制定和发布了一批重要北斗标准,解决了应用急需 

  依据标准体系,按照需求为本、急用先行的立标制标原则,组织国内具有技术优势的科研院所、企业、高校和专业机构,由全国北斗卫星导航标准化技术委员会组织开展了北斗国家标准和专项标准的论证、立项和制定工作。在标准项目和内容确定上紧密结合北斗卫星导航系统建设和应用产业化发展实际,既充分体现国内外卫星导航技术及应用的先进水平,也适应实际,确保了内容相对完整、正确、协调、统一。中国卫星导航系统管理办公室先后发布了北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件、公开服务性能规范等标准文件,为全球范围北斗应用产品开发提供了依据,也是对国际社会的公开承诺。除此之外,在国家标准方面,《卫星导航增强信息互联网传输》系列标准、《卫星导航定位基准站基本产品规范》等6项国家标准发布;《北斗卫星导航术语》等23项正在制定中。北斗专项标准方面,中国卫星导航系统管理办公室先后批准发布了《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)导航单元性能要求及测试方法》等29项北斗专项标准,12项标准正在制定中。 

    

  3、国际标准化工作取得重大阶段性成果,打下了坚实基础 

  由中国卫星导航系统管理办公室组织,联合民航局、海事局、工信部等部门及相关单位,论证了北斗国际标准化推进工程总体实施方案,建立了国际标准化工作的组织体系,明确了总体目标、技术路线、组织形式及责任分工,推动北斗国际标准化工作,取得了可喜成果。目前,国际民航标准方面,国际民航组织(ICAO)以第192次理事会以决议形式同意北斗系统逐步进入ICAO标准框架,北斗已被国际民航组织认可为四大GNSS核心星座之一;国际海事标准方面,国际海事组织(IMO)认可北斗系统为第三个世界无线电导航系统,批准发布了《船载北斗接收机设备性能标准》;移动通信标准方面,支持北斗定位业务的二十余项标准获得通过;接收机通用数据格式标准方面,提交国际海事无线电技术委员会(RTCM)的北斗标准(草案)提案进入标准讨论阶段。北斗国际标准化工作取得的重大阶段性成果进一步提升了北斗卫星导航系统的国际地位和国际影响力,为北斗国际化发展和规模化应用打下坚实基础。 

    

  4、逐步建立北斗标准化技术组织,提供了组织保障 

  伴随北斗卫星导航系统工程建设,北斗标准化工作同步启动,至2011年,在前期工作基础上,成立了中国第二代卫星导航系统重大专项标准化专家组,组长单位由中国航天标准化研究所承担,成员来自卫星系统、航空、航海、交通、通信、电力、测绘等管理和应用单位。以专家组为核心,联合多领域专家开展北斗卫星导航标准化需求调研、标准体系研究、2030年战略规划以及国际标准化路径研究等大量具有开创性、基础性的标准化工作。2013年底,经过一年筹备,由国家标准化技术委员会和原总装备部联合批准成立了“全国北斗卫星导航标准化技术委员会”,主要负责与北斗卫星导航系统有关的基础、系统建设、运行维护、应用领域的国家标准制修订工作。秘书处由中国卫星导航工程中心和中国航天标准化研究所联合承担。 

  标准化对整个北斗卫星导航产业的健康发展具有特殊和不可替代的重要作用,标准化贯穿整个产业链,标准化引领和支撑产业发展,两者相互依存又相互制约。北斗卫星导航标准化工作任重而道远,需要北斗卫星导航全领域的广泛积极参与,需要站在国家战略层面加强合作,才能真正做好标准的统筹协调,促进我国卫星导航产业的健康发展。