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龍科多:專訪“夔龍系統(tǒng)”專家 今后玩游戲也得用上它
關(guān)鍵字: 導(dǎo)航系統(tǒng)珠海航展夔龍系統(tǒng)GPS北斗定位系統(tǒng)中國(guó)航天【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 龍科多】
上周的珠海航展現(xiàn)場(chǎng),除了殲-20驚艷亮相,中國(guó)航天科技集團(tuán)的新聞發(fā)布會(huì)上,另一個(gè)好消息也吸引了大家的注意:我國(guó)首個(gè)北斗全球“厘米級(jí)”定位系統(tǒng)建設(shè)工作全面啟動(dòng),該系統(tǒng)命名為“夔龍系統(tǒng)”。
這一系統(tǒng)是我國(guó)首個(gè)全球差分參考增強(qiáng)服務(wù)網(wǎng),也是世界上首個(gè)支持北斗系統(tǒng)的全球差分參考增強(qiáng)服務(wù)網(wǎng)。建成后,“夔龍系統(tǒng)”將通過(guò)全球300個(gè)參考站所收集的數(shù)據(jù),精確計(jì)算各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在電離層延遲、軌道及時(shí)鐘上的誤差,并將這些誤差改正信息通過(guò)多種播發(fā)方式發(fā)送到終端,可以顯著提升系統(tǒng)的定位精度和可用性。
如果你以為“夔龍”離你很遠(yuǎn),那就誤會(huì)了。單單是“夔”字背后,就有著研發(fā)團(tuán)隊(duì)的情懷和匠心。系統(tǒng)建成運(yùn)行后,普通人玩電子游戲都離不開(kāi)它。為了深入了解它,我們采訪到了中國(guó)航天科技集團(tuán)“夔龍”團(tuán)隊(duì)的專家。下面你看到的,可能是目前最權(quán)威的解讀。
我國(guó)首個(gè)北斗全球“厘米級(jí)”定位系統(tǒng)建設(shè)工作全面啟動(dòng),該系統(tǒng)命名為“夔龍系統(tǒng)”。
觀察者網(wǎng):此次將系統(tǒng)命名為“夔龍”,有怎樣的寓意?
答: “夔龍”[kuí lóng]系統(tǒng)從功能屬性上,應(yīng)該被稱為“全球差分參考增強(qiáng)服務(wù)網(wǎng)”,即“Differential Reference Augmentation Global Overlay Network”,其首字母合在一起的縮寫(xiě)為“DRAGON”,同時(shí)DRAGON也是該系統(tǒng)的正式英文名稱。DRAGON我們都知道是“龍”的英文翻譯,因此在該系統(tǒng)的中文命名上,主要取材于我國(guó)古代的“龍文化”。
在我國(guó)傳統(tǒng)文化中,“夔龍、應(yīng)龍、燭龍、相柳”代表四時(shí)(四季)之龍,其中“夔龍”代表春天。同時(shí)在古代神話中,“夔龍”即伏羲,也就是雷神。我們知道,八卦可以代表萬(wàn)物類象。在八卦中,“震”卦即為雷,也同時(shí)可以表示天地之間的電信號(hào)。衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)從距離地球22000公里以外的太空向地面進(jìn)行播發(fā),可以合理想象,這個(gè)信號(hào)正是雷神管理的范圍,也正是夔龍系統(tǒng)發(fā)揮作用的場(chǎng)景。
不僅如此,相傳舜的二臣名,一為夔,一為龍,夔為樂(lè)官,龍為諫官。后用“夔龍”喻指輔弼良臣。如唐杜甫《奉贈(zèng)蕭十二使君》詩(shī):“巢許山林志,夔龍廊廟珍”,耶律楚材 《和人韻》之二:“安得夔龍立廊廟,扶持堯舜濟(jì)斯民。”“夔龍”系統(tǒng)作為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強(qiáng)系統(tǒng),起到的是對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的增強(qiáng),因此,也非常貼合輔弼良臣的定位。
我們綜合汲取了傳統(tǒng)文化中對(duì)于“夔龍”的釋義,最終決定將該系統(tǒng)命名為“夔龍系統(tǒng)”,寄希望該系統(tǒng)可以給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用帶來(lái)革命性的提升。
青銅器上的夔龍紋
觀察者網(wǎng):“夔龍系統(tǒng)”與全球四大系統(tǒng)是怎樣的關(guān)系?可以同場(chǎng)競(jìng)技嗎?
答:全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),分別為美國(guó)的GPS,我國(guó)的北斗,俄羅斯的GLONASS和歐盟的Galileo。“夔龍系統(tǒng)”并不是一個(gè)獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),因此并不能與四大系統(tǒng)并列做比較?!百琮埾到y(tǒng)”支持對(duì)于全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)的增強(qiáng)。
觀察者網(wǎng):媒體報(bào)道中,強(qiáng)調(diào)了“夔龍系統(tǒng)”精度達(dá)到“厘米級(jí)”,這之中的技術(shù)難點(diǎn)在哪里?
答:談到精度,不得不先說(shuō)說(shuō)誤差形成的原因。衛(wèi)星導(dǎo)航定位的原理可以簡(jiǎn)單描述為,通過(guò)已知位置的導(dǎo)航衛(wèi)星來(lái)確定衛(wèi)星導(dǎo)航接收裝置的位置。在這一定位的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,衛(wèi)星位置的準(zhǔn)確度、衛(wèi)星時(shí)鐘的準(zhǔn)確度都將對(duì)于定位產(chǎn)生較大影響。同時(shí),由于地球表面60公里以上的電離層對(duì)信號(hào)傳播的影響,也對(duì)精確位置的定位產(chǎn)生了較大影響。
提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度的關(guān)鍵點(diǎn),就在于對(duì)于電離層延遲(信號(hào)傳播)誤差、衛(wèi)星軌道誤差以及衛(wèi)星時(shí)鐘誤差的準(zhǔn)確測(cè)量。機(jī)智的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過(guò)在地面建設(shè)參考站,由參考站已知精確位置這一特點(diǎn),對(duì)于三種誤差進(jìn)行反向計(jì)算,從而可以得到整個(gè)系統(tǒng)的誤差改正值,進(jìn)而可以將衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度大幅提高。
以上原理是當(dāng)前通用的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)的基礎(chǔ),隨著科技工作者的不懈努力,近年來(lái),包括SBAS,GPPP,CORS等技術(shù)逐漸成熟,達(dá)到厘米級(jí)的定位精度已不是難點(diǎn)。“夔龍系統(tǒng)”將不僅止步于達(dá)到厘米級(jí)精度,將更多的投入研發(fā)力量,切實(shí)保證精度可用性的方面達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn),滿足工業(yè)界的要求。
觀察者網(wǎng):亞米級(jí)、亞分米級(jí)、厘米級(jí)、航空安全服務(wù)具體應(yīng)用在哪些地方?
答:目前亞米級(jí)應(yīng)用主要可應(yīng)用于大眾消費(fèi)類以及對(duì)于精度要求不高的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。大家所熟悉的基于位置的VR游戲-《Pokémon Go》未來(lái)將可以在“夔龍系統(tǒng)”可靠的亞米級(jí)精度支持下,開(kāi)發(fā)出包括玩家與玩家在街頭直接對(duì)戰(zhàn)在內(nèi)的更多應(yīng)用形式。
亞分米級(jí)應(yīng)用和厘米級(jí)應(yīng)用主要應(yīng)用在測(cè)繪領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。巨大的農(nóng)業(yè)機(jī)械在“夔龍系統(tǒng)”厘米級(jí)定位精度的輔助下,將可以達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。在“夔龍系統(tǒng)”的輔助下,礦山機(jī)械、車輛與人員完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制與調(diào)度,保障生命安全,提高生產(chǎn)率。
近年來(lái),導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)故障、惡劣電磁環(huán)境影響等事件頻發(fā),對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航的區(qū)域可用性造成了很大的挑戰(zhàn)?!百琮埾到y(tǒng)”通過(guò)對(duì)于各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全球監(jiān)測(cè),準(zhǔn)實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)可用情況,切實(shí)保障衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的安全可靠。這方面目前主要應(yīng)用于航空安全,未來(lái)可逐步擴(kuò)展,應(yīng)用到高鐵、無(wú)人汽車等領(lǐng)域。
《Pokémon Go》這類的游戲,未來(lái)將可以在夔龍系統(tǒng)的支持下,開(kāi)發(fā)出包括玩家街頭直接對(duì)戰(zhàn)在內(nèi)的更多應(yīng)用形式。
觀察者網(wǎng):對(duì)于普通人而言,哪些方面的感受會(huì)得到提升?
答:“夔龍系統(tǒng)”的公開(kāi)信號(hào)發(fā)布后,支持“夔龍系統(tǒng)”的手機(jī),其定位精度可以達(dá)到2米以內(nèi),比目前約10米的定位精度有大幅提升。
觀察者網(wǎng):“夔龍系統(tǒng)”與“北斗區(qū)域加密網(wǎng)基站網(wǎng)絡(luò)”是怎樣的關(guān)系?
答:“北斗區(qū)域加密網(wǎng)基站網(wǎng)絡(luò)”是我國(guó)正在建設(shè)的地面增強(qiáng)項(xiàng)目,“夔龍系統(tǒng)”與之是各自獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)。在未來(lái)的發(fā)展中,“夔龍系統(tǒng)”可以兼容該地面增強(qiáng)項(xiàng)目中的參考站數(shù)據(jù),該地面增強(qiáng)項(xiàng)目也有可能采用“夔龍系統(tǒng)”的天基信號(hào)資源進(jìn)行播發(fā)。一句話總結(jié)下,兩者相對(duì)獨(dú)立,未來(lái)合作可期。
觀察者網(wǎng):能否透露一下,“夔龍系統(tǒng)”預(yù)計(jì)建成并投入運(yùn)行的時(shí)間?
答:“夔龍系統(tǒng)”將通過(guò)“演示驗(yàn)證、系統(tǒng)建設(shè)、商業(yè)運(yùn)行”三個(gè)階段開(kāi)展建設(shè)。目前該項(xiàng)目的演示驗(yàn)證階段已經(jīng)開(kāi)始,該階段持續(xù)約為1年,在該階段將完成系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的驗(yàn)證和商業(yè)模式的確定。待演示驗(yàn)證階段工作完成后,將進(jìn)入系統(tǒng)建設(shè)階段,該階段計(jì)劃為18個(gè)月。“夔龍系統(tǒng)”初步計(jì)劃在2018年覆蓋我國(guó)“一帶一路”區(qū)域,在2022年逐步發(fā)展到覆蓋全球。
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