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北斗+GPS,合作提升服务
来源:时代周报 作者:潘展虹、王心昊 编辑:陈飚 发布时间:2017-12-26

  2017年11月5日,北斗三号双星在西昌发射成功,迈出全球组网的第一步。按计划,到2018年底,北斗基本覆盖“一带一路”国家和地区,到2020年完成30多颗北斗卫星在轨运行,具备服务全球能力。 

  就在北斗三号双星发射后,11月29日中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》(下称《声明》),两大系统实现民用信号互操作。 

  “北斗的信号质量、定位精度得到国际认可。”业内专家告诉时代周报记者,从这次合作释放的信号可见,起步较晚的北斗作为后起之秀,实力可与“龙头大哥”GPS媲美。 

  施闯教授对时代周报记者称,当北斗完成全球组网,实现向外输出服务能力时,这张“中国名片”能有效提高全球卫星导航系统的稳定性、可用性。 

  本着服务全球必须融入全球的务实精神,北斗与GPS的这一次合作,也将致力共同推动民用卫星导航技术发展。 

  

从“各自为政”到“有你有我”

  根据《声明》,北斗与GPS在国际电联框架下实现射频兼容,两系统民用信号B1C和L1C实现互操作。用户可同时使用两个系统民用信号,无需显著增加成本可获得更精准的定位服务。 

  业内人士在给时代周报记者回复中表示,GPS和北斗兼容互操作,为提高卫星导航的完好性带来更多信息源,在民用领域效果尤为明显。 

  其中一个明显的效果是提高测量精确度。根据卫星导航系统的工作原理,接收终端需同时连接至少4颗导航卫星才能实现定位。如仅使用单一导航系统,可能在某一区域上空卫星数量有限,冗余不足,一旦接收机与某颗卫星断开联系,就会影响定位服务的持续性。上述业内人士表示,“北斗与GPS实现互操作,一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号,出现与卫星断开联系而导致导航异常的可能性将会降低。” 

  除了信号,卫星导航系统之间的兼容协调还包括频率资源等多个方面。 

  GPS在卫星导航系统发展初期已占据了大部分频段,使起步较晚的北斗能使用频率资源极为有限。在此情况之下,按照国际电联的规则,北斗只能和GPS这样的“先行者”协商,共同探讨频率资源的合作方案。 

  2015年底中美达成一致,在GPS发送信号的频段内,北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。而此次《声明》更是让两者之间的信号能够相互识别,进一步解决频率资源对北斗系统发展的瓶颈问题。 

 

“国产+全球”合作提升服务

  这不是北斗第一次“兼容”。中国北斗试图以“+全球”方式提升服务能力。2015年,中国和俄罗斯签署北斗和格洛纳斯之间的兼容互操作协议。 

  在11月5日以“一箭双星”方式发射第24颗、25颗北斗导航卫星后,官方再次强调“中国的北斗,世界的北斗”这一理念。早在北斗三号组网卫星设计建造之初,就考虑对其他系统的兼容性,借由兼容互操作技术,使用户可在终端上接收多个信号。随着兼容互操作,接收端可实现GPS和北斗共用信号,将降低应用终端设计成本,提升整个卫星导航行业的竞争力。 

  施闯同样认为,合作是全球卫星导航系统的发展趋势。他对时代周报记者说,世界各地有不同的卫星导航系统,但不能只依赖一个系统,理想的状态是有三个系统可用。 

  国际也在呼吁合作。2006年联合国成立全球卫星导航系统国际委员会,协调各卫星导航系统的兼容性和互通性,促进合作发展。通过信号兼容,把原本各自为政的导航系统整合为一个大系统。 

  美国、俄罗斯、欧洲和中国的四大卫星导航系统并存,这是客观存在的事实。四大系统并存时代,可在不增加用户导航成本,改变终端设备复杂性的情况下,为用户使用多个卫星导航服务提供极大的方便。在可靠性、定位精度方面也会加强,使全球卫星资源实现最大限度的发挥。 

 

以“北斗+”追赶

  北斗与GPS在民用信号实现兼容与互操作,或是北斗追赶的最佳时机。业内认为,物联网、5G时代大量场景都存在定位需求,是北斗赶超的绝佳机会。 

  兼容互操作是北斗国际化的举措,对北斗产业未来进行国际市场的开拓也提供了系统环境的基础。更多的兼容可用的卫星资源、更低的硬件成本、更高的服务性能,将全面提升卫星导航的竞争力,推进其在国计民生各领域的应用。 

  据资料显示,北斗三号卫星性能在二号的基础上,提升了1-2倍的定位精度,达到2.5-5米的水平,建成后的北斗全球组网将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务。 

  这样的精度,足以与GPS相媲美。目前,北斗导航型芯片模块销量已突破3000万片,高精度板卡和天线销量已占据国内市场30%和90%的市场份额,并输出到70余个国家和地区,应用于智能手机和其他消费类产品的国产芯片或IP核数量接近2200万。 

  随着“北斗+”的推广范例增多以及北斗自身的优势,北斗产业的发展空间将相当巨大。