“數(shù)字城市是一個靜態(tài)的物理空間，如果將城市中流動的人、車、物和水、電、氣等要素裝進電腦，就可以達到數(shù)字孿生的水平。借助北斗系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)以及人工智能的加持，就可以到達智慧城市的階段?！苯眨袊茖W院院士、中國工程院資深院士李德仁在接受中國科技新聞網(wǎng)專訪時，談及北斗系統(tǒng)在智慧城市中的運用，他首先說明了智慧城市的演進過程。

李德仁是攝影測量與遙感學家，同時也是中國科學院院士、中國工程院院士、國際歐亞科學院院士。他長期從事以遙感(RS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng) (GIS)為代表的空間信息科學與技術的科研、教學與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展工作，提出了地球空間信息科學的概念和理論體系，致力于推進數(shù)字城市與數(shù)字中國、智慧城市與智慧中國的建設。

北斗與四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)在競爭中合作

2020年6月23日，北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空。據(jù)悉，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通以來，運行穩(wěn)定、持續(xù)為全球用戶提供優(yōu)質服務，系統(tǒng)服務能力步入世界一流行列。

作為應用北斗和遙感技術的科學家，已過朝枚之年的李德仁，提起我國對地觀測與衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展與應用時依舊神采奕奕、滔滔不絕。

4月27日，在2021百家號鯤鵬大會上，李德仁發(fā)表了名為《論遙感的社會化應用》的主題演講。演講中，他表示航天遙感已經(jīng)成為我國經(jīng)濟、軍事跨越式發(fā)展的重要基石，而星載光學、SAR則是全天候目標探測和遠程精確打擊保障的主要手段。北斗系統(tǒng)除滿足國防需要外，亦在抗疫救災、城市建設和交通管理等領域發(fā)揮著重要作用。

近年來，隨著北斗系統(tǒng)應用普及程度的逐漸提升，已經(jīng)應用于我們生產(chǎn)、生活的方方面面，由此也將北斗推向大眾的視野。不久前，一則“北斗掉線，貨車司機自殺”的新聞事件引起公眾的廣泛關注，那么北斗是否真的會“掉線”呢？

“北斗衛(wèi)星導航真正掉線的可能性幾乎為零。因為北斗導航的工作原理是利用四星定位原理，向用戶提供定位、授時和導航服務。用戶端始終能接收到大于四顆北斗衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，北斗導航系統(tǒng)的定位授時服務是連續(xù)且穩(wěn)定的?！崩畹氯收f道。

對于真正“掉線”的原因，李德仁解釋道：“北斗衛(wèi)星定位行車記錄儀和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是不同的概念，北斗衛(wèi)星定位行車記錄儀屬于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的終端產(chǎn)品。北斗衛(wèi)星導航本身不會掉線，因為我國對北斗衛(wèi)星進行實時監(jiān)測，會及時保障系統(tǒng)的可靠性。但是市面上的北斗衛(wèi)星定位行車記錄儀良莠不齊，各個價位都有，質量無法得到保證，所以可能會出現(xiàn)無信號區(qū)的掉線情況。如果終端做得好，可自動補償?！?/p>

畢竟與美國的GPS相比，北斗的發(fā)展的確晚了一步。談及北斗與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略的區(qū)別時，李德仁用一句話進行了概括：“相互借鑒，各有特色，合作而競爭。”

他表示這4個系統(tǒng)是互補的、有先后的，先推出的占領了市場，但是北斗目前也在奮起直追。并且北斗與其他導航系統(tǒng)相比，也有一些顯著的優(yōu)勢?！癎PS只有兩個頻率，我們有三個頻率，更有利于補償系統(tǒng)誤差。還有短報文通訊功能，直接為用戶服務。并且GPS是假定地球上人類活動處處相同，實際上，在南極北極等地人類不怎么活動，所以中國的衛(wèi)星在赤道上加了三個靜止軌道，還有三個大橢圓同步軌道，使中國北斗在低緯地區(qū)的精度比GPS更高，滿足了人類活動的需求?！崩畹氯氏蛑袊萍夹侣劸W(wǎng)表示。

但是，如何確保我們的優(yōu)勢得以延續(xù)？美國持續(xù)對華為的制裁，讓我們更加認識到芯片制造的重要性，那么目前我國的芯片制造能力如何？是否會因某些技術依賴國外而遇到“卡脖子”問題？

對此，李德仁表示：“我們最初在做北斗系統(tǒng)時就考慮過這個問題，基于自主創(chuàng)新來開發(fā)的，在這個過程中，我們的自主能力也在慢慢提高，已經(jīng)超過90%了。目前，我們已經(jīng)完全擺脫對國外的依賴，實現(xiàn)自主化，我對未來北斗芯片實現(xiàn)完全自主研發(fā)很有信心?！?/p>

2020年，馬斯克的SpaceX提出了宏大的星鏈計劃，準備發(fā)射12000顆低軌通信衛(wèi)星(目前已發(fā)射衛(wèi)星約1500顆)，占據(jù)了頻譜資源以及稀缺的低軌資源。對此李德仁表示，美國在速度和技術上的確已經(jīng)搶先一步，但是中國也在有計劃地追趕。實際上，在遙感衛(wèi)星和導航衛(wèi)星方面，通過中長期規(guī)劃，到2020年十三五計劃完成的時候，“我國基本已經(jīng)趕上了世界先進水平。在低軌的通信衛(wèi)星我們雖然落后了一步，但是未來必會奮起直追?！崩畹氯市判臐M滿的說道。

北斗引領智慧城市建設未來將走進室內(nèi)、水下等服務區(qū)域

近年來，北斗已經(jīng)強勢賦能智慧城市，助力智慧中國的建設。隨著北斗三號全球組網(wǎng)的開啟，“北斗+智慧城市”在國內(nèi)外都已經(jīng)開始大施拳腳。北斗導航技術使得新型智慧城市得以網(wǎng)格化，高精空間信息使得智慧城市像素化，高精時間信息使得智慧城市坐標軸化。

“智慧城市可以讓老百姓辦事更加便捷，無論是結婚生子的登記，還是房屋買賣，甚至日常買菜，未來，足不出戶就可以在手機上完成，并且更加智能化。北斗還可以加強城市的公共管理，比如下水道、路燈、井蓋都可以智能化，我們稱之為智慧城管?！碧岬奖倍放c智慧城市的結合，李德仁舉例道。

此外，李德仁還提到了基于高精度室內(nèi)外一體化位置服務的智慧交通與智慧養(yǎng)老?！袄么髷?shù)據(jù)把每個汽車、每個自行車、每個人的流動數(shù)據(jù)都裝進電腦，用云計算處理數(shù)據(jù)，這就叫做智慧交通。”據(jù)悉，武漢交通管理“智慧大腦”通過構建的系統(tǒng)化、精細化、智慧化的現(xiàn)代交通管理模式讓城市交通治理變得更聰明。智慧養(yǎng)老方面，李德仁指出，可以將65歲以上的老人與其保健醫(yī)生關聯(lián)起來，保健人員可以了解老人的具體情況，老人手上佩戴手環(huán)之后，血壓、血糖、心率等信息就會一目了然。

同時李德仁強調(diào)，若想實現(xiàn)智慧養(yǎng)老，那么北斗導航系統(tǒng)一定要可以在室內(nèi)運用。武漢大學發(fā)明了一個音頻發(fā)射器，在房間里放置四個音頻發(fā)射器，手機即可接收到相應的信號，實現(xiàn)亞米級室內(nèi)定位。而醫(yī)生即可通過老人每日的行動軌跡、睡眠時間等進行心理學和生理學的分析。同理，北斗導航系統(tǒng)還可以運用于大健康領域?！艾F(xiàn)在許多年輕人生活習慣不健康、作息不規(guī)律，如果手機對其進行實時監(jiān)測，并及時給予反饋，可以有效的實行健康管理?！崩畹氯氏蛑袊萍夹侣劸W(wǎng)說道。

李德仁還表示，北斗目前只解決了室外定位問題，在未來，地下、深海定位還有很多難題需要攻破，從而實現(xiàn)無所不在的定位、導航、授時服務。

談及北斗未來的發(fā)展趨勢與愿景，李德仁表示，首先北斗的十四五規(guī)劃已經(jīng)提出，在通訊鏈路、通信力度、通信和測量方面都將提升進度。其次北斗在星上做單點高精度實時定位技術，一直在提高精度，目前是2米到5米，很快就會提高到0.2米到0.5米，加上天上、地上的導航增強，在全球能夠讓其根據(jù)用戶需求進行服務，做到分米級、厘米級、甚至毫米級，之后再解決水下、地下的導航定位問題，完全能滿足各行各業(yè)的要求。