问:为什么说PNT体系是基础中的基础?它对整体社会的支撑体现在哪些方面?
01北斗本身就是一个巨大的黑科技
问:最近有一个狂人马斯克,他提出来要把上万颗卫星送入地球轨道,对于他这个“星链”计划,您是怎么看的?
徐颖:“星链”计划就是马斯克的重型(火箭)太空旅行计划当中大家非常感兴趣的新topic,是由上万个低轨卫星构成的低轨通信技术的计划。低轨卫星一定是未来航天领域的兵家必争之地,因为它距离地球更近,到达地面的功率更高,装摄像机会看得更清楚,不管是对于太空安全还是未来太空资源利用来说,这都是一个非常关键的点。马斯克做了“星链”计划之后,国内也有很多星座在规划之中。低轨频率和低轨轨道都是不可或缺的资源,怎么更好的利用低轨空间、怎样从国家的角度出发更好的控制这些资源,是未来几年航空航天发展的重要方向。
问:北斗有哪些黑科技?未来北斗有没有可能成为世界的北斗?
徐颖:北斗现在已经是世界的北斗了。北斗系统的建设分为三个阶段,第二个阶段在2012年左右,叫做北斗区域系统,现在手机中使用的北斗基本上都是第二阶段。今年是北斗的收官之年,北斗三号系统正式建成投入运行,它能实现全球覆盖,北斗三号系统的建成,意味着中国的北斗变成了世界的北斗。
02与北斗一代、二代相比,北斗三代最大的差别是精度明显提高
问:北斗三代和北斗一代、二代有什么技术上的差别,北斗三代会在之前的基础上催生哪些新的应用?
徐颖:北斗三代与之前最大的差别就是精度明显提高。有了北斗三号之后,可以把导航的精度提供到1米的量级。比如说自动驾驶中,精度到了米级之后,理论上就可以分清车道,分清楚立交桥的上面和下面,分清楚主路和辅路,这对未来的城市大脑都能起到辅助性的作用。
问:北斗系统发展过程中有哪些印象深刻、比较惊心动魄的事情?未来如何突破技术封锁掌握核心关键技术、掌控发展主动权?
问:怎么样才可以加入这个团队?
徐颖:特别欢迎学生朋友从事科研工作。北斗涉及到非常多的专业,比如结构、卫星、信号处理、计算机、通信、电磁波等,如果你对北斗感兴趣的话,可以关注一下导师的研究方向和科研项目是不是跟我们相关,如果来报考我们的研究生,我们也特别欢迎。
03当我们用手机导航的时候要感谢爱因斯坦?
问:刚才聊到了应用,之前了解到北斗系统已经应用于交通运输、公共安全、农林渔业、水文监测等领域,也已经和互联网、大数据、人工智能等新技术融合了。想问一下,在之后我们的商业化落地方面有哪些重要的应用方向?
问:据说北斗和GPS导航卫星上搭载了精密的原子钟,有人称“当我们用手机导航的时候要感谢爱因斯坦”,可不可以给我们做一下科普。
徐颖:相对论(相对论效应导致了)卫星导航中一种误差的产生。卫星导航核心的部件是星载原子钟。北斗上的高精度氢原子钟精度确实非常高,如果不考虑相对论效应的话,会发现天上的时间和地上的时间对不上。实际上考虑到相对论效应,我们对它进行了校正。其实物理学是一切学科的基础,在任何学科发展过程中我们都要感谢物理学家和数学家给我们带来的最基础的科学基石。
问:马斯克发射了上万颗卫星,会不会对宇宙产生什么影响?会不会造成对星际生态的破坏?
徐颖:大家关心的话题非常有远见。如果“星链”计划的几万颗卫星把所有资源都占掉了,对其他国家来说就是太空资源的掠夺。随着卫星发射越来越多,太空垃圾、太空碎片,怎么防止卫星之间的碰撞,确实是需要关注的问题,这个问题的解决一定需要各个国家、各个有太空计划的公司、第三方一起来形成规则和协议,约束在太空中盲目扩张的行为,才能真正保护星际生态。
问:这个协议或者说规则您觉得有可能会由什么样的方式制定呢?
徐颖:北斗在建设过程中就有这种协调的问题,因为导航的频段是有限的,但是GPS已经提前做了频段,北斗会跟GPS去协调它的频段和轨位等。未来一定会有一个协议存在的,可能是一种公约的形式,大家到底怎么才能够合理的按步骤的去开发太空。
问:我国的导航定位产业现在发展的整体情况怎么样?
问:我国北斗系统现在的技术水平在国际上是处于什么样的地位?
徐颖:这没什么可谦虚的,在国际上处于领先地位。
04北斗与GPS系统的精确度差距
问:北斗导航真的能达到毫米级的定位精度吗?
徐颖:这个是可以的,但要结合导航测量的条件来看。毫米级的精度一般是指北斗用于大地测量当中,在短机性的条件下对一个静止的物体做较长时间的观测。
问:北斗有55颗卫星,GPS是24颗卫星,数量为什么会不同?达到毫米级定位精度和卫星的数量是有关系的吗?
徐颖:北斗三号是30颗卫星覆盖全球,它和GPS系统24颗卫星不一样,主要是因为星座构形不太一样,GPS系统24颗卫星是中轨道的MEO卫星围绕全球。北斗系统之所以加了GEO和IGSO,一方面为了提高在中国区域和亚洲区域的定位精度和可见性的构形,另一方面,GEO承担了北斗非常重要的使命即通信功能。这是北斗系统比较特殊的设计,全世界只有北斗是这样的混合系统。一般我们认为卫星数目多相对来讲精度会变好,因为卫星更多可以有更好的一致性的检验、排除有故障的通道、选择构形更好的卫星。
来源:腾讯科技