2020.06.23

升空!武大导航人圆梦星辰大海

6月23日9时43分

在西昌卫星发射中心

第55颗北斗导航卫星

即北斗三号系统最后一颗组网卫星

发射升空

全球卫星导航服务

将迎来中国北斗时代


“26年来,我们走过一段不平凡的路。”在武汉的大地测量与卫星导航专家、今年77岁的中国工程院院士、武汉大学原校长刘经南说,他一直在看此次卫星发射直播,很激动也很自豪。在较短时间内,北斗从跟跑到并跑,再到实现超越部分领跑,体现了中国科技工作者克难攻坚、追求卓越的精神。

北斗卫星导航系统总设计师杨长风曾说,北斗卫星导航系统要自主可控,就必须实现百分之百国产化

北斗一号

1994年,北斗一号正式立项,中国踏上追“星”征途。从北斗一号的一块太阳帆板开始做起,在国外对关键技术封锁下,我国逐步自主解决了卫星的“眼睛”、“腿脚”和“肩关节”等问题。

北斗二号

从整个导航卫星的“心脏”——铷原子钟再出发,国产星载铷钟从无到有,在北斗二号期间,在包括中科院武汉物理与数学研究所等专家攻关下,导航卫星全部装上国产化铷钟,拥有了名副其实的“中国心”。

北斗三号

到北斗三号时,所有部件和核心器件,都已达到国产化。北斗卫星导航定位系统已经拿下了3个世界第一——卫星数量第一、专利申请第一、组网速度第一,进入国际卫星导航领域第一梯队


  让北斗先飞上天  

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”发射升空


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,刘经南当仁不让地被邀加入了国家队,并提出了分布式广域差分系统技术,建立了中国自主的广域高精度卫星导航技术,通过北斗地基增强系统,实现了厘米级的实时定位精度。

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  

2020年3月9日19时55分

我国成功发射北斗系统第54颗导航卫星


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。

在武汉战疫期间,北斗卫星导航定位系统曾被用于武汉火神山雷神山医院的建设。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


  让北斗“走”出去  

2019年11月23日

我国成功发射两颗北斗三号全球组网卫星


“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。

刘经南表示,现在很多国内外手机已能接收北斗导航信号,在一两年内,大家就可以在手机上使用高精度的北斗导航信号了,世界各地用户均可享受到中国北斗卫星导航系统提供的各种高精度时空位置服务

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。



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