泰伯網(wǎng)訊 9月16日，第六屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)年會(huì)暨首屆衛(wèi)星應(yīng)用國(guó)際博覽會(huì)在深圳龍崗召開，本次會(huì)議以“超越衛(wèi)星導(dǎo)航 共享天地信息”為主題，由中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)、中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)、中國(guó)衛(wèi)星全球服務(wù)聯(lián)盟合作主辦。

　　在本屆大會(huì)的高端論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士楊元喜做了題為《北斗全球試驗(yàn)系統(tǒng)性能分析》的主題報(bào)告。

　　以下為中國(guó)科學(xué)院院士楊元喜的主題演講(內(nèi)容未經(jīng)本人核實(shí))：

　　各位同行，各位老師，下面由我來(lái)匯報(bào)一下北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最新進(jìn)展，尤其講一下北斗三代系統(tǒng)的分析。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也是我們國(guó)家定位導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)室核心基礎(chǔ)設(shè)施，北斗發(fā)展策略是合理的，是三步走，但是我認(rèn)為它不是最優(yōu)的，最優(yōu)的北斗設(shè)計(jì)應(yīng)該是頂層設(shè)計(jì)是最優(yōu)的，但是我們一直在改，這是我們一個(gè)先天不足。我們已經(jīng)完成了北斗1和北斗2，發(fā)揮了很好的作用，應(yīng)為現(xiàn)在的北斗3奠定了基礎(chǔ)，北斗3是北斗1和北斗2的繼續(xù)和新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略全球化，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該是全球化。同樣我們國(guó)家是海洋戰(zhàn)略，需要全球北斗不是區(qū)域北斗，所謂“一帶一路”戰(zhàn)略，“一帶一路”戰(zhàn)略不是靠區(qū)域北斗系統(tǒng)，而是全球的。經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)、國(guó)防強(qiáng)國(guó)、政治大國(guó)如果沒有強(qiáng)大的空間衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是不齊備的，所以習(xí)主席在去年的大會(huì)上強(qiáng)調(diào)我們國(guó)家應(yīng)該深空、深地、深海發(fā)展，需要全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2號(hào)運(yùn)行以來(lái)，我下面簡(jiǎn)單介紹一下北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2號(hào)的進(jìn)展，2012年12月運(yùn)行，當(dāng)時(shí)是14顆衛(wèi)星，由RDSS和RNSS體制，服務(wù)區(qū)域當(dāng)時(shí)限制55度到180度，南緯55，北緯55，精度10米，壽命比較弱，我們需要改進(jìn)它。

　　天基增強(qiáng)系統(tǒng)，已經(jīng)建成了天基增強(qiáng)和地基增強(qiáng)，去年我們又發(fā)射了兩顆衛(wèi)星，今年6月7號(hào)北斗增強(qiáng)地基系統(tǒng)通過(guò)驗(yàn)收，建設(shè)范圍之內(nèi)精度可以提供米級(jí)、分米。北斗3號(hào)試驗(yàn)系統(tǒng)是瞄準(zhǔn)全球目標(biāo)的，我們已發(fā)射了5顆試驗(yàn)衛(wèi)星，我們?cè)囼?yàn)了四個(gè)頻率，包括BD、B2、B3和Bs。

　　在試驗(yàn)系統(tǒng)當(dāng)中，主要試驗(yàn)內(nèi)容包括這些內(nèi)容，試驗(yàn)各種技術(shù)體制的狀態(tài)，試驗(yàn)衛(wèi)星和運(yùn)控的協(xié)同，開展星間鏈路的綜合驗(yàn)證，開展了上行注入與下行評(píng)估，系統(tǒng)時(shí)間驗(yàn)證，我們認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。在最右面的Sys3，大家比較一下會(huì)發(fā)現(xiàn)這次試驗(yàn)的S頻率、B1頻率、B2頻率，當(dāng)然B3和B2業(yè)務(wù)是重疊的。我們?cè)黾恿诵情g鏈路，采用檢驗(yàn)與故障診斷技術(shù)，提高運(yùn)控系統(tǒng)的精度，我們采用高精度的技術(shù)。

　　在系統(tǒng)性能改進(jìn)方面，我們這次采用新的原子，昨天的中國(guó)北斗3號(hào)提高了一個(gè)量級(jí)，這個(gè)話是有誤的，從來(lái)沒有做過(guò)這個(gè)發(fā)言，衛(wèi)星終差2小時(shí)預(yù)報(bào)精度約為0.4ns，優(yōu)于BD-2結(jié)果，監(jiān)測(cè)接收機(jī)測(cè)距誤差最低0.04ns。

　　在新的觀測(cè)數(shù)據(jù)多性定軌三維位置精度優(yōu)于1.5m，預(yù)報(bào)2小時(shí)URE精度約為0.5m。星地星間聯(lián)合定軌精度1m，預(yù)報(bào)2小時(shí)空間信號(hào)硬度0.31m，優(yōu)于僅星地觀測(cè)定規(guī)精度，星地星間鏈路觀測(cè)數(shù)據(jù)組合定軌，軌道T方向精度大幅提升，定軌精度提升63.1%。

　　電離層精度，這次采用14參數(shù)Klobuchar而模型和BDSSH模型，具備BDS基本完好性。這是我們做的一個(gè)實(shí)實(shí)在在的計(jì)算，對(duì)這個(gè)紅的信號(hào)，s頻點(diǎn)的變化，信噪比除了s頻點(diǎn)稍微差一點(diǎn)，其他都還好。在相同高度角條件下，MEO衛(wèi)星信噪比要比IGSO衛(wèi)星高2-3dB。

　　偽距噪聲，我們把若干個(gè)數(shù)據(jù)的頻點(diǎn)，B1C等等做了一個(gè)計(jì)算，B1C這個(gè)頻點(diǎn)的噪聲明顯比其他信號(hào)要高，B2A偽距噪聲外部精度是最好的，好于其他的頻點(diǎn)。再把四顆衛(wèi)星、兩個(gè)云軌道做一個(gè)比較，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)信號(hào)偽距噪聲精度在同類衛(wèi)星間基本一致，在各類導(dǎo)航信號(hào)當(dāng)中，B1C仍然是最差的，在各個(gè)導(dǎo)航信號(hào)當(dāng)中，B2a+b信號(hào)是最好的，s頻點(diǎn)信號(hào)差，盡管差比B2C都要好，這是我們的結(jié)果。

　　我告訴大家一個(gè)很好的消息，這個(gè)顏色的是衛(wèi)星軌道，這是多路徑的情況，這次多路徑有顯著減弱。這是傾斜軌道和云軌道的運(yùn)行，s頻點(diǎn)多運(yùn)行，盡管它有一點(diǎn)偏差，但是也不是很明顯。大家會(huì)發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)頻點(diǎn)的偽距路徑，各個(gè)頻點(diǎn)都有不同的顏色，各導(dǎo)航信號(hào)當(dāng)中，B1C信號(hào)抗多路徑能力最差。

　　再跟北斗2比較，這兩個(gè)都是北斗2的，北斗2用C14，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)北斗3衛(wèi)星路徑已經(jīng)得到了顯著的改善。把北斗2和北斗3試驗(yàn)衛(wèi)星做一個(gè)比較，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)衛(wèi)星質(zhì)量都要比北斗2好很多。

　　空間信號(hào)的精度，我們把B2所有精點(diǎn)做了一個(gè)比較，傾斜軌道、云軌道，兩個(gè)傾斜軌道在兩邊，這就是我們實(shí)實(shí)在在的測(cè)量精度，這是我們用戶的，為了不做廣告，沒有廣告嫌疑，這個(gè)結(jié)果是非常理想的，B12和B32的結(jié)果。

　　多頻接收機(jī)和兼容接收機(jī)做了一個(gè)結(jié)果，我們把北斗2的結(jié)果，水平平度3.5到4.3，高程精度3.8到5.9米，如果都是北斗2這個(gè)精度會(huì)有明顯提升。

　　我們用監(jiān)測(cè)型接收機(jī)，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)大概精度都好于7米，都在6米多。我們把時(shí)間精度也做了一個(gè)比較，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)我們大多數(shù)信號(hào)的時(shí)間精度10個(gè)ns。

　　對(duì)試驗(yàn)衛(wèi)星的基本小結(jié)是這樣，兼容終端測(cè)距精度0.4m-1m，測(cè)速精度0.17m/s為，試驗(yàn)衛(wèi)星授時(shí)精度11ns-28ns，監(jiān)測(cè)接收機(jī)1.23ms。

　　發(fā)射了5顆試驗(yàn)衛(wèi)星，3顆MEO、2顆IGSO。建成1個(gè)試驗(yàn)主控站、1個(gè)試驗(yàn)注入站、7個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)站組成的地面運(yùn)控系統(tǒng)。

　　我們?cè)O(shè)計(jì)了適合星載一期和二期PRM編碼參數(shù)和時(shí)效參數(shù)，采用了18參數(shù)廣播星歷模型和9參數(shù)的BDSSH全球電離層延遲模型。

　　我們把北斗末端參考信號(hào)一致性由一期的0.5n而s提升到了0.3ns，頻率準(zhǔn)確度是5×10的十三次方每天提高到6×10的十四次方，設(shè)計(jì)了基于多種約束條件的多性定軌和衛(wèi)星終差。

　　北斗3開始建設(shè)，2016年9月正式開始北斗3的建設(shè)，北斗3按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提供星基增強(qiáng)服務(wù)，北斗3將增設(shè)星間鏈路。

　　它的運(yùn)控系統(tǒng)產(chǎn)生很大變化，將增加星間鏈路測(cè)控，采用數(shù)據(jù)光纖傳輸，我們通過(guò)數(shù)據(jù)處理增加了自主導(dǎo)航處理系統(tǒng)和仿真測(cè)試評(píng)估系統(tǒng)，軌道與終差計(jì)算增加星間觀測(cè)數(shù)據(jù)，增加我國(guó)學(xué)者自研的電離層改正模型和軟件，增加了并行運(yùn)控模式，提高運(yùn)控系統(tǒng)穩(wěn)健型，Robustness算法，增加備份運(yùn)控和機(jī)動(dòng)運(yùn)控，增加了自主運(yùn)控能力。

　　因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是脆弱的，一旦信號(hào)被遮擋，一旦到了水下、室內(nèi)、井下它就沒信號(hào)，未來(lái)在國(guó)防、電力、金融等核心基礎(chǔ)設(shè)施信號(hào)是不能中斷的，怎么辦?我覺得我們一定要構(gòu)建一個(gè)堅(jiān)韌可靠的全空間PNT服務(wù)體系，這是我們下面的目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)的大概構(gòu)思是這樣，從深空到水下立體PNT信號(hào)源，我們可以布設(shè)一些衛(wèi)星，再和高空的GNSS衛(wèi)星做一個(gè)結(jié)合，地面、海面、海底這樣綜合進(jìn)行處理，我特別要聲明，在海底控制點(diǎn)方面我們是不足的，未來(lái)的海洋強(qiáng)國(guó)幾乎是一句空話。

　　綜合PNT我當(dāng)時(shí)給了一個(gè)定義，用不同原理、多種信息源形成的，讓PNT不可能被中斷，PNT的組成，這就是綜合的PNT，天文導(dǎo)航、天基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、?；鶎?dǎo)航信息、量子慣導(dǎo)等等。

　　綜合PNT我把它分為七層信息，第一層是脈沖星可能提供的一部分信息，這個(gè)我們特別希望把它做成，在拉格朗日點(diǎn)上構(gòu)成星座，高軌GNSS星座，這是第三層，低軌衛(wèi)星不一定是導(dǎo)航衛(wèi)星，作為第四層，星間鏈路自主定軌定時(shí)，量子干涉衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，量子導(dǎo)航可能成為可能，這是我的胡思亂想，不一定能成立，我把它作為信息四層+，地基第五層，海面第六層，海底第七層。

　　它的終端部分，由脈沖星X射線接收終端、抗感染GNSS終端、增強(qiáng)信號(hào)接收終端、量子導(dǎo)航接收終端、微型原子終終端、微慣導(dǎo)終端、量子慣導(dǎo)終端、匹配導(dǎo)航終端、海底聲吶接收終端、各類終端。

　　北斗2號(hào)系統(tǒng)取得了豐富的應(yīng)用成果，為北斗全球系統(tǒng)建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)，北斗3號(hào)試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)內(nèi)容全面，成果豐富，北斗3號(hào)試驗(yàn)系統(tǒng)信號(hào)性能明顯優(yōu)于北斗2號(hào)系統(tǒng)，多徑效應(yīng)、偽距增噪聲都有較大幅度改善，衛(wèi)星終性能的提升，支撐了測(cè)距，星間鏈路體制有力支撐了高精度衛(wèi)星軌道和衛(wèi)生終差測(cè)定與預(yù)報(bào)，高起點(diǎn)的基礎(chǔ)上再來(lái)設(shè)計(jì)北斗3系統(tǒng)，我們堅(jiān)信北斗3一定在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，一定得到一次新的提升。

　　北斗3號(hào)系統(tǒng)之后，我們將著力構(gòu)建綜合PNT體系，我希望信息多元化、空間一體化，傳感器高度機(jī)車和和小型化，PNT時(shí)空基準(zhǔn)歸一化，運(yùn)控手段云平臺(tái)化，讓所有用戶都能為我們運(yùn)控，PNT信息融合自適應(yīng)化，PNT對(duì)重?cái)?shù)據(jù)處理穩(wěn)健化，PNT服務(wù)模式智能化。

　　這就是我要向大家匯報(bào)的，感謝各位。