日本導航衛星系統增強GPS 定位精度可達6釐米

2020-12-01 閩南網

　　本報駐日本記者 陳超

­　　不久前，日本發射了可用於衛星導航定位的第四顆準天頂系統（QZSS）「引路者」4號衛星，其公布的釐米級定位精度引起了廣泛關注。就準天頂衛星最新進展情況，科技日報記者採訪了衛星定位專家、加拿大約克大學客座教授劉智星。

­　　準天頂系統三大特點

­　　劉智星首先介紹說，準天頂系統有3顆傾斜同步軌道的衛星在日本上空工作，8小時輪換交替，從而保證任何時刻都有一顆仰角較高的衛星在日本的「天頂」當班，這使得在大樓林立的城市中心以及山谷地帶，這顆不會被遮擋的衛星可以「補充」GPS在惡劣環境下的定位能力。而4號衛星成功發射，將與以前發射的3顆衛星一起，構成可覆蓋日本及周邊的區域衛星導航定位輔助增強系統。現在準天頂屬於試運行階段，2018年將正式為日本及周邊地區提供服務，2023年增加到7顆衛星，有可能擴展為不依賴GPS而獨立運行的區域導航系統。

­　　其次，定位精度增強。準天頂衛星提供兩種GPS增強信號：L1S、L1Sb（2020年開始提供SBAS星基增強服務）可提供亞米級別的定位精度增強服務，使得日本境內用戶定位精度從只依靠GPS時的10米提升到1米左右；另一種是釐米級增強信號L6，包括L6D和L6E，都可以進行精密單點定位。

­　　最後，準天頂系統還能提供警告服務，包括地震海嘯等災害預警；當GPS衛星出現異常時，也可及時通知用戶，避免錯誤定位。

­　　定位精度可達6釐米

­　　據日本媒體報導，在第一階段包括3顆傾斜同步軌道衛星和1顆地球同步軌道衛星部署完成後，準天頂系統的定位精度可達到6釐米。這種數量級的差異是通過什麼技術做到的？

­　　劉智星解釋說，準天頂衛星導航系統所能達到的釐米級別定位精度，是通過L6信號對GPS的增強來實現的。其所提供的精密單點定位是實現全球精密實時動態定位與導航的關鍵技術，也是全球導航衛星系統（GNSS）定位方面的前沿研究方向，但並非日本獨有。在應用上，L6信號不與GPS信號兼容，接收需要專門的接收機和天線，可用於高精度測量、建設機械高精度施工以及IT精準農業等領域。由於天線和接收機比較大，無法和手機等移動終端相比，現階段僅可用於測量儀器以及車載。

­　　準天頂技術優勢及爭議

­　　到2023年準天頂衛星數量達到7顆，就具備了脫離GPS系統獨立工作的能力，成為日本的區域衛星導航系統。這個過程提供了一個測試和論證的在軌平臺，將極大地推動日本在衛星導航領域的自主研發能力。但是在應用方面，有媒體指出，由於準天頂是區域系統，無法普及，可能會陷入獨自進化怪圈。

­　　劉智星說，準天頂系統並非面向全球，只有日本及周邊可以使用的接收機無法保證市場規模。雖然自動駕駛領域是高精度定位的應用熱點之一，但由於定位時間以及衛星信道傳送的延遲等原因，現階段還只能作為其他傳感器的輔助來使用，日本的企業界反應也並不太熱烈。不過，放眼將來，在實現自動駕駛的第四階段，即完全由人工智慧主導駕駛階段，釐米級精度的絕對位置非常必要。假設到時L6對應高精度晶片量產價格能夠達到1000日元以下，優於現在自動駕駛依賴的相對定位傳感器如攝像頭、LIDAR等價格，那麼準天頂系統可能具有一定競爭力。

­　　北鬥是完整的全球衛星導航系統

­　　劉智星最後說，中國的北鬥衛星導航系統正在開啟全球建設，同時也在進行增強系統的建設。在天基增強方面，日前，在國際民航組織導航系統專家組第四次會議上，北鬥星基增強系統（BDSBAS）被正式授予SBAS系統供應商ID和系統時間ID，BDSBAS成為世界上第六個星基增強衛星導航系統，為航空應用提供亞米級服務。另外，合眾思壯從2013年開始開發釐米級北鬥星基增強系統。我們可以共同期待「中國精度」。

­　　（科技日報東京11月9日電）

原標題：釐米級定位，準天頂系統能頂多大一片天？

責任編輯：曾少林

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