泰伯網(wǎng)訊 9月16日，第六屆中國衛(wèi)星導航與位置服務年會暨首屆衛(wèi)星應用國際博覽會在深圳龍崗召開，本次會議以“超越衛(wèi)星導航 共享天地信息”為主題，由中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會、中國遙感應用協(xié)會、中國衛(wèi)星全球服務聯(lián)盟合作主辦。

　　在本屆大會的高端論壇上，中國科學院院士楊元喜做了題為《北斗全球試驗系統(tǒng)性能分析》的主題報告。

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

　　各位同行，各位老師，下面由我來匯報一下北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的最新進展，尤其講一下北斗三代系統(tǒng)的分析。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)也是我們國家定位導航實驗室核心基礎設施，北斗發(fā)展策略是合理的，是三步走，但是我認為它不是最優(yōu)的，最優(yōu)的北斗設計應該是頂層設計是最優(yōu)的，但是我們一直在改，這是我們一個先天不足。我們已經(jīng)完成了北斗1和北斗2，發(fā)揮了很好的作用，應為現(xiàn)在的北斗3奠定了基礎，北斗3是北斗1和北斗2的繼續(xù)和新的增長點。

　　北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，國家經(jīng)濟戰(zhàn)略全球化，衛(wèi)星導航系統(tǒng)應該是全球化。同樣我們國家是海洋戰(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)濟強國、國防強國、政治大國如果沒有強大的空間衛(wèi)星導航系統(tǒng)是不齊備的，所以習主席在去年的大會上強調(diào)我們國家應該深空、深地、深海發(fā)展，需要全球的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

　　北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)2號運行以來，我下面簡單介紹一下北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)2號的進展，2012年12月運行，當時是14顆衛(wèi)星，由RDSS和RNSS體制，服務區(qū)域當時限制55度到180度，南緯55，北緯55，精度10米，壽命比較弱，我們需要改進它。

　　天基增強系統(tǒng)，已經(jīng)建成了天基增強和地基增強，去年我們又發(fā)射了兩顆衛(wèi)星，今年6月7號北斗增強地基系統(tǒng)通過驗收，建設范圍之內(nèi)精度可以提供米級、分米。北斗3號試驗系統(tǒng)是瞄準全球目標的，我們已發(fā)射了5顆試驗衛(wèi)星，我們試驗了四個頻率，包括BD、B2、B3和Bs。

　　在試驗系統(tǒng)當中，主要試驗內(nèi)容包括這些內(nèi)容，試驗各種技術體制的狀態(tài)，試驗衛(wèi)星和運控的協(xié)同，開展星間鏈路的綜合驗證，開展了上行注入與下行評估，系統(tǒng)時間驗證，我們認為已經(jīng)達到了預期目標。在最右面的Sys3，大家比較一下會發(fā)現(xiàn)這次試驗的S頻率、B1頻率、B2頻率，當然B3和B2業(yè)務是重疊的。我們增加了星間鏈路，采用檢驗與故障診斷技術，提高運控系統(tǒng)的精度，我們采用高精度的技術。

　　在系統(tǒng)性能改進方面，我們這次采用新的原子，昨天的中國北斗3號提高了一個量級，這個話是有誤的，從來沒有做過這個發(fā)言，衛(wèi)星終差2小時預報精度約為0.4ns，優(yōu)于BD-2結(jié)果，監(jiān)測接收機測距誤差最低0.04ns。

　　在新的觀測數(shù)據(jù)多性定軌三維位置精度優(yōu)于1.5m，預報2小時URE精度約為0.5m。星地星間聯(lián)合定軌精度1m，預報2小時空間信號硬度0.31m，優(yōu)于僅星地觀測定規(guī)精度，星地星間鏈路觀測數(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。這是我們做的一個實實在在的計算，對這個紅的信號，s頻點的變化，信噪比除了s頻點稍微差一點，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，我們把若干個數(shù)據(jù)的頻點，B1C等等做了一個計算，B1C這個頻點的噪聲明顯比其他信號要高，B2A偽距噪聲外部精度是最好的，好于其他的頻點。再把四顆衛(wèi)星、兩個云軌道做一個比較，大家會發(fā)現(xiàn)同一個信號偽距噪聲精度在同類衛(wèi)星間基本一致，在各類導航信號當中，B1C仍然是最差的，在各個導航信號當中，B2a+b信號是最好的，s頻點信號差，盡管差比B2C都要好，這是我們的結(jié)果。

　　我告訴大家一個很好的消息，這個顏色的是衛(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行，s頻點多運行，盡管它有一點偏差，但是也不是很明顯。大家會發(fā)現(xiàn)這幾個頻點的偽距路徑，各個頻點都有不同的顏色，各導航信號當中，B1C信號抗多路徑能力最差。

　　再跟北斗2比較，這兩個都是北斗2的，北斗2用C14，大家會發(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試驗衛(wèi)星做一個比較，大家會發(fā)現(xiàn)試驗衛(wèi)星質(zhì)量都要比北斗2好很多。

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

　　多頻接收機和兼容接收機做了一個結(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這個精度會有明顯提升。

　　我們用監(jiān)測型接收機，大家會發(fā)現(xiàn)大概精度都好于7米，都在6米多。我們把時間精度也做了一個比較，大家會發(fā)現(xiàn)我們大多數(shù)信號的時間精度10個ns。

　　對試驗衛(wèi)星的基本小結(jié)是這樣，兼容終端測距精度0.4m-1m，測速精度0.17m/s為，試驗衛(wèi)星授時精度11ns-28ns，監(jiān)測接收機1.23ms。

　　發(fā)射了5顆試驗衛(wèi)星，3顆MEO、2顆IGSO。建成1個試驗主控站、1個試驗注入站、7個試驗監(jiān)測站組成的地面運控系統(tǒng)。

　　我們設計了適合星載一期和二期PRM編碼參數(shù)和時效參數(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一致性由一期的0.5n而s提升到了0.3ns，頻率準確度是5×10的十三次方每天提高到6×10的十四次方，設計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，2016年9月正式開始北斗3的建設，北斗3按照國際標準提供星基增強服務，北斗3將增設星間鏈路。

　　它的運控系統(tǒng)產(chǎn)生很大變化，將增加星間鏈路測控，采用數(shù)據(jù)光纖傳輸，我們通過數(shù)據(jù)處理增加了自主導航處理系統(tǒng)和仿真測試評估系統(tǒng)，軌道與終差計算增加星間觀測數(shù)據(jù)，增加我國學者自研的電離層改正模型和軟件，增加了并行運控模式，提高運控系統(tǒng)穩(wěn)健型，Robustness算法，增加備份運控和機動運控，增加了自主運控能力。

　　因為衛(wèi)星導航系統(tǒng)是脆弱的，一旦信號被遮擋，一旦到了水下、室內(nèi)、井下它就沒信號，未來在國防、電力、金融等核心基礎設施信號是不能中斷的，怎么辦?我覺得我們一定要構(gòu)建一個堅韌可靠的全空間PNT服務體系，這是我們下面的目標，這個目標的大概構(gòu)思是這樣，從深空到水下立體PNT信號源，我們可以布設一些衛(wèi)星，再和高空的GNSS衛(wèi)星做一個結(jié)合，地面、海面、海底這樣綜合進行處理，我特別要聲明，在海底控制點方面我們是不足的，未來的海洋強國幾乎是一句空話。

　　綜合PNT我當時給了一個定義，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，天文導航、天基增強、地基增強、?；鶎Ш叫畔ⅰ⒘孔討T導等等。

　　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，這個我們特別希望把它做成，在拉格朗日點上構(gòu)成星座，高軌GNSS星座，這是第三層，低軌衛(wèi)星不一定是導航衛(wèi)星，作為第四層，星間鏈路自主定軌定時，量子干涉衛(wèi)星網(wǎng)絡，量子導航可能成為可能，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、增強信號接收終端、量子導航接收終端、微型原子終終端、微慣導終端、量子慣導終端、匹配導航終端、海底聲吶接收終端、各類終端。

　　北斗2號系統(tǒng)取得了豐富的應用成果，為北斗全球系統(tǒng)建設積累了經(jīng)驗，北斗3號試驗系統(tǒng)試驗內(nèi)容全面，成果豐富，北斗3號試驗系統(tǒng)信號性能明顯優(yōu)于北斗2號系統(tǒng)，多徑效應、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)生終差測定與預報，高起點的基礎上再來設計北斗3系統(tǒng)，我們堅信北斗3一定在現(xiàn)有的基礎上，一定得到一次新的提升。

　　北斗3號系統(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，傳感器高度機車和和小型化，PNT時空基準歸一化，運控手段云平臺化，讓所有用戶都能為我們運控，PNT信息融合自適應化，PNT對重數(shù)據(jù)處理穩(wěn)健化，PNT服務模式智能化。

　　這就是我要向大家匯報的，感謝各位。