2020.06.23

从北斗一代到三代,两代武汉导航人接力追星

北斗凝结了近三十载中国人智慧,将真正保障中国的时空位置“安全”。

6月23日9时43分,中国工程院院士刘经南,收看了第55颗北斗导航卫星发射升空的网络直播。

刘经南表示,鉴于这次疫情,他们正在基于北斗车联网做一个应急防疫指挥系统,研究如何利用北斗通信系统和定位系统的组合,跟地面手机5G、4G通信网络结合,建立一个车辆、人员、物资统一管控的多层级、跨区域、跨部门的联合指挥调度系统。

刘经南接受采访 记者杨佳峰 摄


让北斗先飞

武大专家耗时25年从北斗一代干到三代

2000年10月31日凌晨,中国自行研制的第一颗导航定位卫星——“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射升空,顺利进入预定轨道。新华社记者查春明 摄


1973年美国就着手研发出24颗卫星的GPS导航系统,上世纪90年代对全球开放使用。而我国自主发展北斗导航系统的雏形,诞生于上世纪80年代初。

后来,我国科学家将我国自主的导航系统工程,代号取名为“北斗一号”,寓意天上的星星参北斗。刘经南参与了北斗一代研讨,他被称为“GPS应用在中国的开拓者”。1997年,香港回归,深港两地的划界,经中英双方划界专家多次争议后决定,采用刘经南负责实施的深圳城市GPS框架网坐标作为划界依据。

当要发展我们自己的定位系统时,他当仁不让地被邀加入了国家队,并提出建设北斗地基增强系统,使实时定位精度可达到厘米级。

刘经南透露,10多年前,在北斗二代采用何种方案提上议程时,专家组有一定争论。一种观点是“一步到位”,起步就建立全球卫星导航系统,一种观点是“分两步走”,先建立区域卫星导航系统,再逐步构建全球卫星导航系统。“一争论,时间就过去了,我主张先做起来,这更符合中国国情。”

最终,北斗卫星导航系统采取“三步走”战略:第一步,2000年建成“北斗一代”试验系统,解决有无问题;第二步,2012年形成覆盖亚太区域的服务能力;第三步,2020年形成全球服务能力。


让北斗“下地”用起来

位列第一梯队的武汉造北斗芯片用在无人机、车载、单车上

2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第54颗导航卫星。新华社发(郭文彬 摄)


来自武汉的梦芯科技,处于北斗芯片研制的国家第一梯队。

2014年,北斗芯片研发科学家韩绍伟在武汉创立梦芯科技,并担任武汉导航与位置服务工业技术研究院有限责任公司总经理,他带队在光谷研发出中国首颗40纳米高精度消费类北斗导航定位芯片,这颗完全自主研制的芯片,相当于在1/5一毛钱硬币大小的硅体上,实现近千万的运算和存储单元,并在该芯片的基础上继续形成模块、板卡、接收机产品,填补了国内空白。

6年间,梦芯的北斗芯片已升级为第二代,并正在规划第三、第四代产品。装上“中国芯”的无人机,飞在田间,能实现厘米级间距播种,不到5分钟就能完成1亩的播种工作量;装在电力设备上,能进行时间同步,可精确到纳秒级……

同时,武大刘经南团队正在研制下一代高精度北斗定位导航授时芯片。其团队承担的“地基增强系统”建设,不断让北斗提升“视力”,通过地基增强和天基增强,可以实现时间精度为1个纳秒或者优于1个纳秒,实时位置可以精准到1个厘米,特定领域精度可以做到1个毫米。

“我们要让北斗‘下来’,下到手机里、车载里、各种终端里,让中国人用上北斗。”武汉导航院副院长余峰介绍,随着5G商用时代的到来,“北斗”与新一代通信、区块链、人工智能等新技术加速融合,应用新模式、新业态、新经济将不断涌现。


让北斗“走”出去

北斗芯片、模块等已输出到上百个国家和地区

2019年11月23日,我国成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。新华社发(郭文彬 摄)


“搅局者”北斗出现后,目前,仅国内市场,GPS市场占有率已从95%以上缩至75%。

北斗全球组网后,意味着能服务全球。但此前,中国在标准上并没有话语权。世界上有多个全球卫星导航系统接收设备技术标准制定组织,参与其中的中国企业和机构却寥寥无几。

韩绍伟领头的北斗专家们,助推北斗正式成为全球第三个海事服务的国际标准系统,北斗拿到了“走”出去的通行证。

“今年上半年订单同比有不小增长。”梦芯科技总经理助理方婷介绍,近日,梦芯三款新品连发,全面支持北斗三号系统,具有国际竞争力。

截至 2019 年年底,国产北斗导航型芯片模块出货量已超 1 亿片,北斗导航型芯片、模块、高精度板卡和天线已输出到 100 余个国家和地区。

目前,武汉在导航产业技术上走在全国前列,已形成从设计、封装到检验的全产业链,仅东湖高新区拥有从事北斗导航技术研究开发、设计制造和应用服务的单位近30家。

除上游的梦芯和导航院外,中游的数据处理和运营支撑领域还有武大吉奥、中地数码等高技术企业;下游的应用服务中,从事智能车开发的武大卓越、提供汽车导航服务的光庭导航等,武汉北斗军团已向世界亮出了中国精度,产业规模还会进一步提高。


长江日报出品 记者:李佳 杨佳峰 通讯员:高柯夫 韩雨晴 尹楠 编辑:朱晨颖 校对:刘永杰


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