問:為什么說PNT體系是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)?它對整體社會的支撐體現(xiàn)在哪些方面?
01北斗本身就是一個(gè)巨大的黑科技
問:最近有一個(gè)狂人馬斯克,他提出來要把上萬顆衛(wèi)星送入地球軌道,對于他這個(gè)“星鏈”計(jì)劃,您是怎么看的?
徐穎:“星鏈”計(jì)劃就是馬斯克的重型(火箭)太空旅行計(jì)劃當(dāng)中大家非常感興趣的新topic,是由上萬個(gè)低軌衛(wèi)星構(gòu)成的低軌通信技術(shù)的計(jì)劃。低軌衛(wèi)星一定是未來航天領(lǐng)域的兵家必爭之地,因?yàn)樗嚯x地球更近,到達(dá)地面的功率更高,裝攝像機(jī)會看得更清楚,不管是對于太空安全還是未來太空資源利用來說,這都是一個(gè)非常關(guān)鍵的點(diǎn)。馬斯克做了“星鏈”計(jì)劃之后,國內(nèi)也有很多星座在規(guī)劃之中。低軌頻率和低軌軌道都是不可或缺的資源,怎么更好的利用低軌空間、怎樣從國家的角度出發(fā)更好的控制這些資源,是未來幾年航空航天發(fā)展的重要方向。
問:北斗有哪些黑科技?未來北斗有沒有可能成為世界的北斗?
徐穎:北斗現(xiàn)在已經(jīng)是世界的北斗了。北斗系統(tǒng)的建設(shè)分為三個(gè)階段,第二個(gè)階段在2012年左右,叫做北斗區(qū)域系統(tǒng),現(xiàn)在手機(jī)中使用的北斗基本上都是第二階段。今年是北斗的收官之年,北斗三號系統(tǒng)正式建成投入運(yùn)行,它能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,北斗三號系統(tǒng)的建成,意味著中國的北斗變成了世界的北斗。
02與北斗一代、二代相比,北斗三代最大的差別是精度明顯提高
問:北斗三代和北斗一代、二代有什么技術(shù)上的差別,北斗三代會在之前的基礎(chǔ)上催生哪些新的應(yīng)用?
徐穎:北斗三代與之前最大的差別就是精度明顯提高。有了北斗三號之后,可以把導(dǎo)航的精度提供到1米的量級。比如說自動駕駛中,精度到了米級之后,理論上就可以分清車道,分清楚立交橋的上面和下面,分清楚主路和輔路,這對未來的城市大腦都能起到輔助性的作用。
問:北斗系統(tǒng)發(fā)展過程中有哪些印象深刻、比較驚心動魄的事情?未來如何突破技術(shù)封鎖掌握核心關(guān)鍵技術(shù)、掌控發(fā)展主動權(quán)?
問:怎么樣才可以加入這個(gè)團(tuán)隊(duì)?
徐穎:特別歡迎學(xué)生朋友從事科研工作。北斗涉及到非常多的專業(yè),比如結(jié)構(gòu)、衛(wèi)星、信號處理、計(jì)算機(jī)、通信、電磁波等,如果你對北斗感興趣的話,可以關(guān)注一下導(dǎo)師的研究方向和科研項(xiàng)目是不是跟我們相關(guān),如果來報(bào)考我們的研究生,我們也特別歡迎。
03當(dāng)我們用手機(jī)導(dǎo)航的時(shí)候要感謝愛因斯坦?
問:剛才聊到了應(yīng)用,之前了解到北斗系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于交通運(yùn)輸、公共安全、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測等領(lǐng)域,也已經(jīng)和互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)融合了。想問一下,在之后我們的商業(yè)化落地方面有哪些重要的應(yīng)用方向?
問:據(jù)說北斗和GPS導(dǎo)航衛(wèi)星上搭載了精密的原子鐘,有人稱“當(dāng)我們用手機(jī)導(dǎo)航的時(shí)候要感謝愛因斯坦”,可不可以給我們做一下科普。
徐穎:相對論(相對論效應(yīng)導(dǎo)致了)衛(wèi)星導(dǎo)航中一種誤差的產(chǎn)生。衛(wèi)星導(dǎo)航核心的部件是星載原子鐘。北斗上的高精度氫原子鐘精度確實(shí)非常高,如果不考慮相對論效應(yīng)的話,會發(fā)現(xiàn)天上的時(shí)間和地上的時(shí)間對不上。實(shí)際上考慮到相對論效應(yīng),我們對它進(jìn)行了校正。其實(shí)物理學(xué)是一切學(xué)科的基礎(chǔ),在任何學(xué)科發(fā)展過程中我們都要感謝物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家給我們帶來的最基礎(chǔ)的科學(xué)基石。
問:馬斯克發(fā)射了上萬顆衛(wèi)星,會不會對宇宙產(chǎn)生什么影響?會不會造成對星際生態(tài)的破壞?
徐穎:大家關(guān)心的話題非常有遠(yuǎn)見。如果“星鏈”計(jì)劃的幾萬顆衛(wèi)星把所有資源都占掉了,對其他國家來說就是太空資源的掠奪。隨著衛(wèi)星發(fā)射越來越多,太空垃圾、太空碎片,怎么防止衛(wèi)星之間的碰撞,確實(shí)是需要關(guān)注的問題,這個(gè)問題的解決一定需要各個(gè)國家、各個(gè)有太空計(jì)劃的公司、第三方一起來形成規(guī)則和協(xié)議,約束在太空中盲目擴(kuò)張的行為,才能真正保護(hù)星際生態(tài)。
問:這個(gè)協(xié)議或者說規(guī)則您覺得有可能會由什么樣的方式制定呢?
徐穎:北斗在建設(shè)過程中就有這種協(xié)調(diào)的問題,因?yàn)閷?dǎo)航的頻段是有限的,但是GPS已經(jīng)提前做了頻段,北斗會跟GPS去協(xié)調(diào)它的頻段和軌位等。未來一定會有一個(gè)協(xié)議存在的,可能是一種公約的形式,大家到底怎么才能夠合理的按步驟的去開發(fā)太空。
問:我國的導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在發(fā)展的整體情況怎么樣?
問:我國北斗系統(tǒng)現(xiàn)在的技術(shù)水平在國際上是處于什么樣的地位?
徐穎:這沒什么可謙虛的,在國際上處于領(lǐng)先地位。
04北斗與GPS系統(tǒng)的精確度差距
問:北斗導(dǎo)航真的能達(dá)到毫米級的定位精度嗎?
徐穎:這個(gè)是可以的,但要結(jié)合導(dǎo)航測量的條件來看。毫米級的精度一般是指北斗用于大地測量當(dāng)中,在短機(jī)性的條件下對一個(gè)靜止的物體做較長時(shí)間的觀測。
問:北斗有55顆衛(wèi)星,GPS是24顆衛(wèi)星,數(shù)量為什么會不同?達(dá)到毫米級定位精度和衛(wèi)星的數(shù)量是有關(guān)系的嗎?
徐穎:北斗三號是30顆衛(wèi)星覆蓋全球,它和GPS系統(tǒng)24顆衛(wèi)星不一樣,主要是因?yàn)樾亲鶚?gòu)形不太一樣,GPS系統(tǒng)24顆衛(wèi)星是中軌道的MEO衛(wèi)星圍繞全球。北斗系統(tǒng)之所以加了GEO和IGSO,一方面為了提高在中國區(qū)域和亞洲區(qū)域的定位精度和可見性的構(gòu)形,另一方面,GEO承擔(dān)了北斗非常重要的使命即通信功能。這是北斗系統(tǒng)比較特殊的設(shè)計(jì),全世界只有北斗是這樣的混合系統(tǒng)。一般我們認(rèn)為衛(wèi)星數(shù)目多相對來講精度會變好,因?yàn)樾l(wèi)星更多可以有更好的一致性的檢驗(yàn)、排除有故障的通道、選擇構(gòu)形更好的衛(wèi)星。
來源:騰訊科技