[討論] 落後的如何力拼先進?--參考北斗定位系統

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底下這文章很長, 沒興趣就就跳過, 推文置底不適合, 有興趣請另外 post.

大陸是落後又窮(看人均收入言)的地區, 要做先進的研究, 先進的系統與產業
是絕對有困難的. 但這個窮地區跟台灣有不同的想法, 做法. 日本人大田研一
說日本人是精亦求精, 一寸一寸的追趕歐美. 大陸是看到一個機會一個門檻,
用跳的跳上去, 再把欠的底層補起來. 表面上日本是脫亞入歐, 大量引進學習,
但日本的某些文化習慣沒有大改, 天皇, 武士道都留著.
大陸在五四之後曾掀起全盤西化運動, 老蔣靠美, 老毛傾向馬克斯列寧. 但老
共在被老蔣圍勦而逃命長征時, 不再迷信洋顧問, 用自己的土辦法自力更生.
沒那個環境, 沒那個基礎, 全然照搬洋人那一套是不現實的.

世界上已有老美的 GPS 系統稱霸. 後來的能有甚麼希望與機會?
要講現實利益的 "產業界" 使用落後苦苦追趕的系統有可能嗎?

GPS 的時鐘是號稱 10**13/sec 精度的銫原子鐘振蕩頻率. 但要裝到衛星上就
不是那麼容易. 但大陸是大田研一說的沒條件湊條件也要上, 而且還要以局部
優勢辦到部份勝出.

這位大陸的工程老院士就用"工程"的角度敘述如何達到局部優勢, 如何讓產業
可以據此三拼系統達成有優勢成長.

大陸現下最大專長就是落後的弱方如何能拼過先進的強者.
對於一向考試優越的第一名勝利組是不必費心學習這種 以弱擊強又要局部勝出
的弱勢方的方法.

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發信人: saturnV (土星五號), 信區: Military
標  題: 許其鳳解說“北鬥Roadmap”﹕ 原子鐘還是被西方掐住了脖子
發信站: BBS 未名空間站 (Sun Aug 12 23:31:13 2012, 美東)

7月27日﹐在天津濱海國際會展中心舉行的“戰略性新興產業（濱海）國際論壇”上﹐
中國工程院院士、解放軍信息工程大學測繪學院教授、博士生導師許其鳳向於會者解讀
了我國自主開發的衛星導航系統“北鬥”的功能定位及技術采用的指導策略﹕

中國工程院院士、解放軍信息工程大學測繪學院教授、博士生導師許其鳳

　　感謝大會給我這樣一個機會﹐來宣傳一下北鬥。
　　為什麼說這樣話呢﹖這兩年我接觸一些業務圈以外的人士﹐包括用戶。好像他們對
整個北鬥系統的了解不是特別多﹐或者說不是特別系統﹐存在了很多問題﹐所以我覺得
宣傳是一方面﹐建設也很重要﹐讓客戶以及更多的人了解北鬥﹐這樣才可以使用。

    我主要向大家宣傳衛星導航系統﹐也就是北鬥系統。因為在座很多都是產業界的人
士﹐我盡量聯系一下產業方面的情況和思路。
    我是學校工作的﹐通俗講叫做“書呆子”這個跟產業不大沾邊﹐有講的不到位的希
望大家理解﹐同時也請批評。

    產業的發展是成敗的標志﹐我指的是衛星導航系統。衛星導航系統成功在於廣泛的
應用﹐並且取得效益。這個效益不僅僅是芯片制造商的效益﹐也不僅僅是整機的提供商
的效益﹐還有應用在鐵路上﹐對鐵路性能的提高產生什麼樣的效益﹐對大壩監測上以及
水力發電有什麼效益﹐我理解這個是有廣義的。

    另外就是相關產業的發展是廣泛應用的標志﹐作為衛星導航系統﹐應用的方面很多
。但是相關產業的發展﹐標志著廣泛應用的程度如何。比如說卡片相機用的很多﹐這個
說明數字攝影取得很大的應用。現在很多人提出這樣的問題﹐當然可能不是會議的﹐會
議的時候不提﹐現在GPS已經佔領了市場﹐北鬥產業究竟怎麼發展﹖說的更直接了當一
點﹐不說我的身價性命﹐就是這點家當投進去保險嗎﹖這樣的問題我不能回答。我提供
北鬥的情況﹐請大家自己做結論。

    關於GPS佔領市場﹐北鬥到底有沒有出路的問題﹐使我想到彩電的問題。80年代是
日本的彩電佔領我們國家的市場﹐那個時候隻要看彩電不是東芝就是夏普的﹐到了90年
代國產彩電佔領了市場﹐短短的10年﹐我們靠什麼奪回的市場﹖一個是相對優越的性能
﹐我說的相對優越﹐不是整個系統的性能完全超過日本﹐是說在我們中國顯示的更優越。

    日本彩電因為日本發射台離的都比較近﹐接受機靈敏度不需要很高﹐信號強度夠了
。但是在80、90年代的時候﹐我們國家還不是數字電視﹐信號並不是很強﹐距離也比較
遠﹐因此就出現一個信號。日本的彩電有雪花﹐我們國產的彩電沒有。優越不優越﹖優
越﹐老百姓就認這個﹐其實這個就是局部的優越﹐就是靈敏度提高了。

    所以相對優越的性能是可以做到的﹐還有一個就是相對低廉的價格。彩電是做到了
﹐我想我們的衛星導航產業應該也可以做到。另外是方便快捷的服務﹐因為我們的生產
商、銷售商就在本地﹐因此你隻要出了問題﹐你打電話就會有人來維修。靠著這三條﹐
十年的時間我們把日本的彩電市場趕走﹐我們把彩電市場奪回來了。

    衛星導航系統的性能﹐是性能相對優越的基礎﹐我們說性能要優越包括兩個方面﹐
一個是我的接收機、我的用戶系統﹐我的整個系統性能好﹐還有一方面就是產業界有自
主權的﹐就是心裡有數的﹐但是沒有數的就是整體的性能如何。

    關於北鬥衛星導航系統怎麼樣﹐有人說不錯﹐又是我們國產的、自主知識產權、雙
贏等等一大堆﹐如果有人對我這麼說我是不信的﹐你光給出這樣的結論和標題我信不過
﹐就是得拿出具體的東西﹐我自己會判斷﹐就是究竟有沒有優勢﹐我試圖在這方面做點
嘗試﹐因此我的報告沒有結論﹐我隻介紹情況。

    在座的專業可能差距比較大﹐我簡單把衛星導航系統說一遍﹐衛星導航系統是由一
定數量分布的衛星﹐包括衛星的高度、衛星的傾角、衛星的軌道組成的空間部分﹐這個
叫做衛星星座﹐比如GPS是由24顆組成的﹐叫做中軌衛星MEO。還有一部分是地面監測站
不斷觀測所有的衛星﹐對所有衛星計算軌道﹐計算鐘差。

    通過注入站將軌道、鐘差參數注入到衛星﹐用戶接收機利用衛星發播的測距信號測
距﹐依靠衛星的位置﹐用測量的距離解算自身的位置。如果簡單點就是這三點。

    避短揚長的北鬥星座設計﹐一般都是揚長避短﹐為什麼是避短揚長呢﹖這個是故意
的﹐合適不合適大家來判斷。首先說發展的瓶頸﹐我這裡側重講不利條件﹐這個也是和
大家習慣不是很一致﹐首先強調我們有多少有利條件﹐然後再想有什麼不利條件。作為
我的觀點來講﹐不利條件更重要。

    因為你漏掉一個有利的條件﹐後果很可能是沒能錦上添花的。如果你漏掉一一個不
利的條件﹐後果可能是顛覆性的。作為發展衛星導航﹐因為我們是後發展的﹐在我們前
面有GPS﹐我們完全可以發展GPS發展我們國家自己的系統﹐我們也學習﹐但是不能完全
照搬。全面照搬是最簡單的問題﹐也是最省事的問題。但是我們學習GPS還是遇到一些
問題﹐這個是很難在全球布設監測站﹐我們說高精度定軌需要衛星全弧段的監測。比如
我就測一小段﹐這個圓畫不準的。

    有一個實際的數據﹐衛星位置的誤差﹐左邊是有監測數據的﹐右邊是沒有監測數據
﹐完全靠外推的﹐我觀測一小段推一段﹐這個位置誤差會很大﹐一旦沒有監測數據﹐誤
差會急劇增加。

    對於繞地球的GPS衛星是中軌道衛星﹐東西旋轉。對於這樣監測站要全球分布﹐這
一點美國可以做﹐我們做起來有困難。我們很難做到全球分布。
    第二個問題就是星載原子鐘相對滯後﹐依靠衛星的位置﹐通過測距來解算定位﹐測
距怎麼測﹖就是依靠信號傳播的距離﹐距離=傳播時間×光速﹐如果數字錯一點﹐那個
誤差就大多了。所以對於星上的鐘﹐所有的信號都是根據鐘來發播的﹐那就要求很穩定
的度星載原子鐘﹐那就是10的13次方﹐大約就是百萬年差一秒。

    我們國家星載原子鐘發展相對滯後﹐我們也都從美國、歐洲進口很高精度的原子鐘
﹐他們知道我們要搞衛星導航系統﹐結果就禁運了﹐一台也不賣給我們。像這樣的兩個
問題﹐我說可以算是兩個瓶頸問題﹐這樣的問題很難在短時間解決。全球布站﹐我們很
難短時間內發展﹐這個確實有一定困難。

    我們是想試圖從星座設計來尋求繞過瓶頸的辦法﹐當然試圖的途徑很多﹐都曾經進
行過探視﹐但是這條路我們走通了。

    提到星座設計我們首先有三種衛星軌道﹐這是全球的圖。一種是中軌衛星軌道MEO
﹐高度是兩萬千米﹐像GPS﹐計劃鐘伽利略都是這樣的高度﹐繞著全球轉。

    還有一種軌道是同步衛星軌道﹐這個是3萬6千千米﹐就是要在赤道面上﹐同時要維
持這個高度。同步衛星就是跟著地球一起轉的高度﹐隻有在這個高度才能跟地球自轉一
致起來﹐從地球上來看就是不動的。

    還有傾斜軌道的同步衛星IGSO﹐這個高度同GEO一樣﹐隻不過不在赤道上﹐GEO是在
赤道上﹐傾斜的角度我們采用是55度﹐在地面上觀察軌道是像“八字型的”的軌道﹐從
地面上觀察來講是有不同的特點。MEO是從東到西繞著全球轉﹐GEO衛星是始終不動的﹐
在我們國家上空發一個GEO﹐我們隨時隨地都可以看到的。IGSO衛星是南北轉﹐而且有
一定的弧度范圍.

    我們說如果選擇MEO或者IGSO軌道﹐如果可能繞過前面講的兩個瓶頸。因為這兩個
衛星不是東西跑﹐是南北跑﹐這個總跑不出我們國家﹐會離開我們國家的境內﹐但是不
遠﹐我們可以看得見﹐就是可以監測的到。這樣我們就增加了跟蹤弧段﹐IGSO和GEO我
可以跟蹤﹐如果和GPS一樣的MEO﹐我們觀測的弧段那隻佔全弧段的40%﹐那個精度就差
了。

    在國內設站的情況下﹐可以實現對GEO和IGSO的全弧度監測﹐這樣就解決了我們沒
有辦法在全球布站的問題﹐這樣降低了星載原子鐘的要求﹐要想取得準確的時間﹐我可
以表好﹐比如說是歐米茄﹐我也可以天天和中央人民廣播電視台對表﹐一個是表好﹐一
個是勤對﹐如果不能勤對﹐那就是表好。但是如果GEO和IGSO我隨時可以看得見﹐我隨
時都可以對表﹐因此在國內設站的條件下﹐可以實現勤對表。這樣降低了對星載原子鐘
的技術要求﹐給我們國家發展高精度原子鐘爭取了時間﹐不是不發展﹐我們還是要發展
。但是想立刻拿出來﹐這個拿不出來。這個不像包餃子﹐這個需要一個國家﹐有時候需
要十年﹐甚至更長。國外比我們時間還要長﹐我們必須要一個發展的時間。

    我們既然避開了兩個發展的瓶頸﹐我們還要充分發揮GEO和IGSO的利用率高的特點
﹐我們不是搞全球系統﹐而是一個區域系統﹐我們一會可以看到這個區域系統究竟有多
大。

    對於區域系統來講﹐我們說這兩種衛星的利用率是可以達到80%以上的﹐對於MEO我
們國家的區域系統來講40%﹐差了一倍。利用率高就意味著我們可以用比較少的衛星來
達到同樣的效能﹐這個是劃算的﹐投入性能比也比較好。

    在具體設計當中﹐經過了很多的探測﹐五個GEO和五個IGSO也就是十個衛星取得了
滿意的效果﹐對於覆蓋區域大體上也接近地球的三分之一。

    作為北鬥二號﹐第一期就是區域系統﹐第二期就是全球系統。第一期星座就是5GEO
+5IGSO。在赤道上分布了五個紅點﹐就是地球同步衛星﹐同時在藍色的地方是IGSO衛星
﹐紅色是不動﹐藍色是沿著軌道運動。

    如果說按照測距誤差是兩米的話﹐我們可以達到﹐甚至更高一點﹐我們估計一下這
個系統究竟怎麼樣﹖我們給了一個圖﹐這裡分成幾種顏色﹐綠色、藍色、紅色﹐綠色裡
面是由數字組成的。如果是6﹐這個就表示24小時之內最大的標準差是6米。藍色的6﹐
這個就不是6米了﹐是定位精度16米﹐紅色6是26米。我們最關心的是橙色的﹐為什麼最
關心這個呢﹖這裡有很多的藍色的符號﹐都是美軍在我們國家周邊的軍事基地﹐美軍軍
事基地放在這裡我們不關心行嗎﹖不關心我們很可能會得到和伊拉克、利比亞、科索沃
一樣的結局。所以把最關心的放在這裡﹐我們基本上6米到7米的樣子﹐我們精度GPS也
是一樣。

    剛才我們還講了﹐采用這種衛星是利用率非常高﹐充分利用了利用率高的特點﹐其
實這不是最早的方案﹐最早的方案是采用地球同步衛星和美國GPS一樣大MEO衛星﹐這個
方案已經上報給江澤民﹐而且得到了首肯。

    4GEO+12MEO效果是一樣﹐我們最關心就是北半球﹐也就是說用16顆衛星還趕不上10
顆衛星的性能好﹐就是我們重新發揮了IGSO和GEO利用率高的特點。總結起來就是前面
的避短揚長﹐避開我們的瓶頸﹐揚長高利用率。

    區域系統有區域系統的優勢﹐系統級的廣域差分﹐這個是美國人為了降低民用精度
搞的SA﹐這個就是人為加入軌道誤差和鐘差誤差﹐就是從30米降低到100米﹐美國民用
最開始測試是30米﹐結果達到的是20多米。但是美國軍方認為這個不行﹐因為民用美國
人可以用﹐那世界其他軍方也可以用﹐那就是降低到100米﹐當時為了解決這個問題﹐
其實也是美國先提出來的﹐就是差分。最後發現比較好就是廣域差分﹐廣域差分原理很
簡單﹐就是布測一些參考站﹐這些站我是精確知道的﹐我也是利用GPS定位﹐利用你不
對我來反求出來衛星軌道偏了多少。為了做到這一點﹐需要建立差分參考站﹐像我們國
家需要20來個。

    另外需要計算中心﹐還要通過注入站向地球同步衛星發射﹐把數據發射給衛星﹐地
球同步衛星再告訴用戶﹐這個同步衛星是GPS以外的。參考站觀測衛星﹐通過注入同步
衛星向用戶發播修正參數﹐精度從100m提高至5m左右。

    廣域差分有一個特點﹐就是區域的﹐不是全球的﹐我的用戶在監測站范圍之內用這
個東西﹐另外是用戶級的系統﹐GPS系統已經建成了﹐如果要增強﹐就是進差分站搞注
入中心﹐再發同步衛星﹐但是發播的信號是一樣的﹐所以不是原來的系統級﹐是一個用
戶級的系統。它的功能是可以提高軌道和鐘差的精度。它隻能提供參考站內的用戶﹐站
外就不靈。你是靠站來監測衛星﹐求出修正值﹐我們說MEO衛星是東西轉的﹐如果轉到
東邊﹐你東邊用戶可以看到這個衛星﹐但是你監測站測不到這顆衛星﹐因此就沒有修正
值﹐用起來就不太好用﹐用戶跑到美國在我們這豪無辦法。

    美國人像歐洲搞的系統都是這樣﹐要建立廣域差分系統﹐需要建立參考站、計算中
心、注入站、同步衛星﹐我們計算中心有了、導航系統本身有計算中心﹐導航系統本身
有注入站﹐導航系統本身就有五顆地球同步衛星﹐因此我們就建立一個系統級的廣域差
分的系統﹐就在建北鬥系統的時候﹐就把廣域差分系統融在裡面。一般叫做二級監測站
﹐指的就是這個。
    應該說這是我們建成的第一個系統級的廣域差分系統﹐顯然這個投資要少的多﹐性
能也會好的多。同時不僅僅是對一個系統﹐隻對北鬥進行廣域差分服務﹐因為同步衛星
多﹐因此在信號編排格式的時候﹐既可以為北鬥發播差分信息﹐也可以為GPS﹐同樣也
可以為伽利略發播差分信息﹐就是有可能能夠為三個系統服務的廣域差分系統。

    同時可以為北鬥全覆蓋區提供差分服務﹐就是我們覆蓋區是比我們國土要大的多的
區域﹐按照一般的廣域差分你必須在國土內。不管用戶在最東邊還是在西邊﹐你看到的
衛星就是十顆IGSO和GEO﹐這十顆在國內監測站隨時隨地都可以監測﹐我可以為廣大的
區域提供廣域差分服務﹐這個是以前的廣域差分系統所沒能做到的﹐當然隻限北鬥﹐對
GPS不靈﹐對伽利略也不靈﹐也就是監測站的范圍之內﹐對北鬥可以更廣泛一些。

    另外在建設階段可以規避一些風險﹐最主要的技術風險就是軌道開始的時候可能測
不準﹐我們的鐘差也可能測不準﹐廣域可以進行很好的修正﹐可以規避一時達不到設計
指標所帶來的影響﹐達到很好的結果。正像我們前面講的﹐在GPS做廣域差分的時候﹐
我們可以從100米提高到5米﹐我們開始做也不至於差到這個程度﹐從某種意義上講﹐這
個是很主要的規避風險的的措施。

    我們講到北鬥的情況﹐盡管是很簡略的﹐我們可以把北鬥的特點綜合的講的敘述一
下。實際上衛星導航系統是很復雜的系統﹐有很多方方面面的問題。
    第一個是繞過發展階段技術瓶頸﹐充分利用區域的有利條件。
    第二個是性能投入比比較高的系統。
    第三個是具有系統級廣域差分的系統﹐覆蓋最大的差分導航系統。

    另外能夠規避主要的技術風險﹐具有位置報告的功能。位置報告北鬥1號就具備﹐
北鬥2號繼續使用下來。位置報告就是搞GPS﹐如果一個車出去了﹐我可以知道我現在在
哪﹖但是我家裡不知道﹐要想讓我家裡知道﹐那就需要通訊設備。但是作為一個系統本
身﹐就具備這樣的功能﹐這個是很重要的。

    如果說我需要位置報告﹐需要把我的位置報告給指揮部﹐比如我漁船出海了﹐我需
要把位置隨時報告給指揮部﹐如果有台風指揮部會隨時告訴我﹐這個就很重要了。手機
系統到海上都不靈了﹐因為沒有基站﹐衛星系統可以﹐可以通過衛星系統。但是衛星設
備有多大呢﹖GPS用戶機手掌這麼大﹐GPS輔助設備大很多﹐我說的是衛星通訊設備﹐而
不是手機。如果沒有基站怎麼辦﹖還有就是很重要的備份手段。

    比如說汶川地震的時候﹐很多通訊手段不靈了﹐所以中央不知道汶川震到什麼程度
﹐災情怎麼樣﹐多大范圍都不知道。最早把消息傳出來的是我們搶險部隊帶的北鬥接收
機﹐相當於短信發播出來的﹐這個是最早得到的消息。當然也有遺憾﹐這種消息報了幾
天就沒有了﹐因為沒電了。當然北鬥1號耗電量比較大﹐這個也是不足的地方﹐這個也
是具有優勢的地方。

    北鬥是第一個實現三頻發播的衛星導航系統﹐美國人GPS現代化要增加一個頻率﹐
為什麼發播這個頻率﹐因為民用用處很大﹐隻有一個頻率﹐消除不了電頻層。當然第三
頻還有一個作用就是搜索。盡管美國人第一個提出來的﹐但是很可能我們是第一個實現
的。美國人這麼早提出來﹐為什麼實現不了呢﹖這裡我猜可有點原因﹐因為美國系統已
經發上去了﹐壞一個發一個三頻衛星上去﹐要全壞了﹐那得壞30個。那倉庫存了十幾、
二十個衛星﹐那些存的衛星不是第三代的﹐不是現代化的﹐因此從經濟上考慮﹐現在把
庫存放上去﹐開始達到壽命期的衛星補發還不是現代化的﹐這樣看來可能還需要一段時
間﹐但是我們現在就是三頻發射。

    剛才說了優勢的地方﹐也有不足的地方。一個是GEO衛星工作期間有斷點﹐按照規
定GEO需要軌道微調﹐因為天上隻有一個赤道﹐高度是三萬六千公尺﹐所有通訊衛星都
擠在圓弧上﹐所以國際電聯有規定﹐每個衛星有一個規定﹐你向左、右不能偏出一度﹐
衛星一偏0.1度﹐就馬上調整回來。這是按照規定要做的﹐這個不是我們的事﹐我們隻
是遵守。但是有一段時間會影響到定軌精度﹐我們能夠達到衛星導航的系統﹐需要兩天
到三天的觀測數據﹐但是隻要進行軌道微調﹐這個從現在開始就不是原來的軌道﹐而是
新的軌道。對於新的軌道必須觀測兩天到三天的數據﹐你才能訂出比較準確的有滿足條
件。那這三天你衛星怎麼辦﹖這衛星不能用了﹐這就是一個問題。

    對於這個問題﹐現在的辦法就是快速定軌﹐就是精度差這麼一點﹐但是我也能用﹐
而且這個工作還再繼續進行﹐我們爭取更短的時間﹐使得工作的斷點盡量縮短。我們通
過系統級廣域差分﹐新軌道廣域差分不需要很長的時間﹐很短時間就可以測出來﹐甚至
幾秒鐘就可以測出來﹐這時候一旦發生軌道微調﹐我就可以用這套系統及時發布修正值
﹐這個需要更高的數據更新率﹐原來就不太適用﹐這個是可以解決的技術。

    第二位置報告或者短信通信含有小功率的發射﹐這個比北鬥1號壓縮更短了﹐而且
資源有限。我們在北鬥1號宣傳的時候講﹐通訊可以進行短報文﹐用戶真的發展起來﹐
你會發現不夠用。那時候說是150萬/小時次服務﹐但是我們時間每小時的數還除3600秒
﹐就是每秒可以服務多少﹐這樣的容量大家都用﹐都用就塞滿了﹐就服務不了。北鬥2
號同步衛星5個﹐另外在報文上可以做點文章。

    還有一個問題﹐因為發射功率﹐就容易暴露。從軍事來講容易被對方偵查到﹐或者
有被偵查到的可能。再有就是功耗體積都不容易下來﹐解決辦法就是按需求分配。並不
是所有的用戶都需要報告﹐並不是所有的用戶都需要短信﹐你不必都拿這種接受器﹐也
不必都生產這種接受器﹐而且我也不是每秒都來發報﹐或者每分鐘都報告﹐你汽車跑出
去了﹐三五分鐘報告一次足夠了﹐有的甚至半小時都沒有動。比如我指揮全球的系統﹐
就沒有必要幾秒鐘報告一次﹐這個也是按需求分配。另外合理的控制和利用資源﹐這個
資源是有限的﹐就是怎麼樣合理的控制。

    比如普遍的短信不能發了﹐這個不是笑話﹐真有這種事。還有局部地區功率增強遜
於GPS﹐我在天津地區的信號可以增強﹐GPS可以增強30分貝﹐我們隻可以增強15分貝的
樣子﹐我們抗幹擾能力不如GPS﹐這個等待二期工程的改進。

    還有就是一些技術細節和銜接的問題﹐作為一個復雜系統﹐需要發現和改進的磨合
期﹐請大家耐心一點﹐不是系統發在天上就達到系統指標﹐對於復雜的系統不大容易做
到這一點。我們的技術指標是按照美國GPS差不多的指標來定的﹐但是美國人從發射衛
星開始﹐到達到所謂的技術指標﹐是發展二三十年﹐一開始就沒有這個精度﹐也沒有這
個性能﹐所以對於各級領導和級別用戶要有耐心。

    當然也有性急的同行﹐去年我就聽到這樣的報告﹐就是北鬥和GPS放在一起比﹐北
鬥不如GPS﹐這個話不是這麼說的。我說你做實驗的時候﹐北鬥做實驗的時候有幾顆﹐
他說有5顆﹐如果用GPS相比﹐你用GPS12顆衛星和北鬥5顆比﹐這個怎麼對比﹖這個就是
年輕同志太性急﹐如果對比我建議放在見面﹐這種實驗做的很有意義﹐但是不能用來對
比﹐而是証明北鬥系統可以工作的﹐至於精度以後再說。

    也就是說北鬥系統不會像GPS這麼成熟﹐也就需要一定的磨合期。我認為優勢的地
方和不足的地方都如實報告給大家。

    我們2020年要搞全球系統﹐北鬥2號的二期工程﹐我們區域增強的全球系統﹐全球
都可以導航﹐就是在我所關心的區域的精度最好、性能最好超出其他地區。因為軍用、
民用都是我國在內的較大的區域性﹐我們增強就是把類似於GPS的系統﹐比如27顆MEO全
球轉的衛星﹐又把IGSO和GEO加起來了﹐這樣就是兩個區域星座的疊加﹐這個性能要好
多了。
    比如說GPS衛星27顆我可以全都看到﹐再疊加這8顆衛星我就可以看到35顆衛星。
    星際鏈路示意﹐我們衛星對衛星進行測距﹐這樣就構成一個高精度的多面體﹐我監
測站觀測可以看的見的衛星﹐中心站對諸衛星進行定軌﹐這就是一種方式。

    還有就是對衛星地面的標靶﹐主衛星對諸衛星定軌﹐計算各個衛星的軌道再發給各
個衛星﹐這個解決了跟蹤比地面站跟蹤更高﹐因為天空衛星對衛星的觀測沒有大氣的影
響﹐而且頻率更高﹐也可以很穩定的工作﹐這個就意味著分辨率增高了。

    這兩種模式究竟采用哪種﹐現在都在討論當中。這個首先是美國人提出來的﹐到現
在恐怕提出來快30年了﹐他是叫做衛星自主定軌﹐就是衛星自己就把軌道定了。但是到
現在為止﹐從提出來看已經30年了﹐沒見它有像樣的成果公布。測距很容易實現﹐但是
跟地面建立不起聯系﹐從坐標系統的定義來講﹐你隻進行測距是相視性﹐就是可以轉和
跑﹐但是跟地面沒有聯系﹐從軌道來講﹐沒有定向。作為這麼遠衛星﹐兩萬多公裡﹐衛
星跟衛星之間的距離超過這個數﹐定向是非常困難的﹐精度是千分之幾秒﹐這樣理論上
可以做到﹐太空望遠鏡可以做到﹐但是如果每各衛星都裝太空望遠鏡﹐這個成本和工藝
都帶來相當大的問題。美國人說﹐我們理論上是可以做到自主定軌﹐但是代價比較大。

    我們不是為了自主定軌﹐我們要解決的是不能全球布站的問題﹐我們把問題簡化了
﹐指標落地了。為什麼不提自主定軌呢﹐現在很多人還在提我們是自主定軌﹐其實也不
完全是﹐還是靠地面站。

    美國的出發點是什麼﹐我一旦地面站遭到對方攻擊﹐我可以自主定軌﹐不影響導航
。首先中國把衛星打掉了﹐美國俄羅斯都打﹐至少這三個國家都具備摧毀衛星的能力﹐
在這種情況下﹐如果把你衛星摧毀了﹐還搞什麼自主定軌﹐所以情況變了﹐觀點也要變
﹐當然這是我個人的看法。

    十年來我們原子鐘取得快速發展﹐屆時渴望取得突破﹐預計2020年實現。

    最後一個問題是北鬥與相關產業﹐標題列出來了﹐我發現我沒有能力把問題講下去
﹐因為需要又懂得北鬥系統﹐知道技術很清楚﹐又對產業很熟悉﹐又對用戶很熟悉﹐這
個是要掛兩頭的﹐上掛系統﹐下掛用戶。

    有些想法提供給客戶﹐與其他系統相比﹐北鬥的區域在於優勢﹐不是全局的優勢﹐
而是區域的優勢。就像解放戰爭的時候﹐國軍兵力200萬﹐共軍30萬﹐就全局來講國軍
是有優勢﹐但是在局部來講﹐共軍聚集大量人群﹐這樣可以取得局部優勢。我們說北鬥
的優勢﹐目前來看就是在這裡﹐我並不是全面比GPS怎麼樣﹐而是我在關鍵區域和GPS相
差不多﹐甚至還比他強。

    北鬥比較安全﹐舉一個例子﹐我們現在的通訊系統﹐不管GSM還是CDMA都需要時間
同步和頻率校準﹐都用的GPS﹐有一些在河南省某地區﹐兩三天手機全不靈了﹐就是因
為有一個研究所做了一個時間﹐把GPS幹擾了﹐所以時間同步都不行了﹐因此系統就不
幹活了﹐事後發現是時間同步問題。如果美國人搞一點小貓膩的話﹐那就不是兩三天問
題﹐也不是局部地區的問題。

    另外我們具備開發雙系統應用的有利條件﹐雙系統就是我的模片既可以做GPS又可
以做北鬥﹐並不是做雙系統。去年有一個學者說﹐做雙系統是北鬥“傍大款”這個問題
不能這麼說﹐雙系統應用最早是美國人先搞的﹐那個是GPS和另一個系統雙應用﹐雙系
統一方面是一個系統出問題﹐一個做補充﹐兩個系統同時用會有提高﹐性能會提高很多
。用戶不關心精度是7.8米還是8.7米﹐還是很關心在北京用很好﹐但是在天津為什麼不
行。這種問題就可以大大緩解﹐我們做過實驗﹐作為GPS高度角大於35度的衛星﹐需要
四顆衛星才能定位﹐所以在城市經常出現這個問題﹐對於打仗復雜地形也容易出現。這
個就不是三顆多﹐而是變成七顆﹐這個問題就可以大大緩解。

    主要看性能提高上﹐實際上GLONASS一開始是在1990年﹐20年前就已經有了雙系統
﹐所以說“傍大款”我是不同意的﹐不知道年輕同志對於Ashtech開發雙系統怎麼看﹐
我估計那個時候他還太小。

    應用雙系統比任何一個單系統更具有優勢﹐不單純的是補缺。國內有目前唯一的廣
域差分﹐當時國內廣域差分沒有健全﹐GLONASS根本沒有﹐我們可以對GPS和伽利略都可
以進行差分。對於產業來講﹐我希望要充分利用系統的優勢﹐來創造優勢的產業﹐謝謝
大家﹗

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◆ From: 140.115.4.93
→ puec2:又來了 為匪宣傳
→ ggg12345:哈!大陸外的巡航導彈裝上北斗定位豈不就因糧於敵?!
→ jessti:好笑 美國GPS開放民碼就沒擔心過被用來打自己嗎 內文都提到
→ jessti:民碼的限制 同樣用地面參考點一樣可以增強民碼的準確性
→ jessti:何況他開放你用也可以隨時停止服務 想的太簡單了吧
→ ggg12345:就用她的接收機.北斗也從同步星供民用GPS的廣域差分修正.