新京報快訊（記者 倪偉）北鬥最高精度可達釐米級，為什麼汽車導航卻還達不到這樣的精度？北鬥導航系統在室內、水下等環境應用效果有限，難關何在？在國務院新聞辦公室今天（8月3日）舉行的新聞發布會上，中國衛星導航系統主管機構和權威專家就北鬥三號的應用，解答了諸多關鍵問題。
7月31日，北鬥三號全球導航系統正式開通，此前兩日，北鬥三號最後一顆組網衛星正式投入使用。兩年半時間，高密度發射18箭30星，建成40餘個地面站，快速形成星地一體化運行能力。中國衛星導航系統管理辦公室主任、北鬥衛星導航系統新聞發言人冉承其稱之為「建成即開通、開通即服務」。
冉承其說，北鬥已經應用在經濟社會和日常生活方方面面，在中歐班列運輸、京張高鐵建設運營、民用航空等領域，以及抗擊新冠疫情和南方水災中，北鬥都發揮了重要作用。大部分智慧型手機均支持北鬥功能，支持北鬥高精度應用的手機已經上市。目前，北鬥正在加速進入新基建，與新一代通信、區塊鏈、物聯網、人工智慧等新技術深度融合，催生新模式、新業態、新經濟。
精度可達釐米級，「計程車閉著眼睛開到腳底下」
北鬥三號系統全球範圍內承諾的定位精度優於10米，不過，實測的導航定位精度均為2-3米，比官方公布的指標精度更好。
這樣的定位精度一般在車輛、船舶交通等領域已經夠用，但在一些精度要求更高的行業仍有欠缺。不過北鬥三號的高精度服務，已經可以將精度提升至實時釐米級，後處理可以達到毫米級，這需要增強系統的輔助。
增強系統分為地基和星基兩種，分別以地面站和衛星為載體。我國在境內建設了近3000個地面站，構成一張增強網。北鬥增強站網收到北鬥衛星信號以後，先進行數據處理，修正影響衛星信號的因素，再將修正後的信號播發出去，完成對北鬥衛星原始數據的「增強」。
「高精度進入手機裡未來可期，如果用了高精度應用的手機，開車可以實現車道級導航。如果叫一個計程車，可以讓計程車閉著眼睛開到你的腳底下。」冉承其說。北鬥實現車道級導航後，還可以利用衛星監視連續併線違章等行為。
在山東榮成、寧夏鹽池、河北唐山等地進行的地震監測測試表明，北鬥增強站的測量精度達到毫米級，已具備高精度觀測地殼運動的能力。農業方面，使用釐米級精準定位服務後，植保無人機能夠實現自動化精準導航及飛行控制，可晝夜完成農藥噴灑，提高工作效率，大幅降低成本。
北鬥星基增強系統也是北鬥系統的重要組成部分，通過地球靜止軌道衛星搭載衛星導航增強信號轉發器，向用戶播發星曆誤差、衛星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實現對於原有衛星導航系統定位精度的改進。北鬥星基增強將廣泛用於民航飛機的導航。
冉承其說，為了將北鬥高精度服務向全世界推廣，「要把高精度這張網搬到天上去。」我國將建設天基低軌星座系統，有望2025年前建成高精度的這張網，全世界都會享受到北鬥釐米級定位服務。
北鬥技術3小時評估大圩決堤，預測淹沒區域
今年中國洪澇災害較為嚴重，並引發了一些地質災害，北鬥導航也應用在了災害預警與救援中。
據媒體報導，6月下旬以來，湖南省石門縣遭遇多輪強降雨襲擊，7月6日，南北鎮潘坪村雷家山發生山體滑坡，規模約300萬立方米山體，5棟民房、1座小型電站、一段省道瞬間消失。
去年12月，雷家山地質災害隱患點安裝了北鬥衛星高精度地質災害監測預警系統，11個點位監測地表位移、深部位移、水位變化、降雨量等情況。6月24日，預警系統發出橙色預警。當地接到預警後，迅速將隱患點周邊6戶20名村民轉移到安全位置，並組織人員對山體巡查。
中國自然災害頻發，在自然災害的減災防災方面，近年來基於北鬥系統的新手段不斷投入使用。例如，今年7月下旬安徽省合肥市廬江縣同大鎮石大圩發生決堤，技術人員利用北鬥高精度時空智能服務無人機拍攝了大量照片，高精度受災實況圖和受災前的衛星圖進行比對，快速評估受災區域範圍，並利用數據進行三維重建，僅3小時內就完成處理，預測了水位上升後的民宅淹沒區域，計算出填滿決堤口需要的土方數量。
冉承其說，衛星導航特別是北鬥系統對減災防災有特別重要的支撐作用。北鬥最高精度能夠實時處理到釐米級，事後處理可以到毫米級，形變監測、泥石流等變化，就是毫米級的運動。如果靠北鬥系統加上相應輔助設備，就可以實時進行形變監測，包括鐵路、泥石流的形變，可以提前預警、轉移人員，為搶救贏得時間。
北鬥還具有獨有的短報文服務，在沒有任何地面移動通信網支持下也可以發簡訊，目前提升到單次14000比特（1000個漢字），可以傳圖像、發語音。通過全球的星間鏈路還實現了全球短報文，到世界任何一個沒有移動通信的地方，都可以靠北鬥進行通信。
另外，國際搜救服務也是北鬥的特色服務，北鬥系統加入了國際搜救組織，船隻在海上遇險救災時，可以通過北鬥衛星發射求救信號。以前的國際搜救組織標準都是單向鏈路，只能發出去，並不知道對方有沒有收到。北鬥依靠強大的通信能力解決了這個問題，地面站收到信號以後，會反饋信息，告知求救信息已經收到了。北鬥的反向鏈路特色服務即將加入國際組織新標準。
北鬥衛星通過在軌升級，持續保持技術先進
北鬥三號全球範圍定位精度優於10米、測速精度優於0.2米/秒、授時精度優於20納秒、服務可用性優於99%，亞太地區性能更優。2018年剛建成北鬥三號基本系統時，全球服務可用性為95%，如今全球服務可用性99%以上，實測導航定位精度都達到2-3米。
不過，北鬥三號衛星壽命達10年以上，地面上技術不斷快速更新，在衛星壽命的後期，會不會落後於時代？
北鬥三號工程衛星系統總師林寶軍說，通常重大項目攻關需要花10年時間，北鬥三號衛星是10-12年壽命，壽命末期已經是20年前的技術了，到時候很難說是先進的。為了保持衛星在軌期間的先進性，研製人員通過系統的持續創新，持續改進硬體系統的先進性，通過在軌賦能解決衛星發射上天后產品性能的改善。
在工程設計之初，研製人員打破以往航天產品新技術不超過30%的慣例，儘量進行前瞻性規劃，新技術超過了70%。衛星發射上天以後硬體沒有辦法更改了，通過在軌賦能技術，就像手機可以通過軟體升級來更新系統，這種能力在衛星上叫做「軟體重構和在軌賦能」，北鬥衛星發射上天后仍然可以完成性能持續改進。
前瞻：將打造室內到室外、深海到深空的下一代北鬥導航系統
針對北鬥三號後續的發展，冉承其介紹，北鬥三號建成以後，中國已經著手下一代北鬥建設發展，將在2035年前建設一個更智能、更泛在、更融合的系統。簡單來講，就是從室內到室外、深海到深空的立體服務覆蓋的更強、更安全、更可靠系統。目前正在推動這個工程的論證和後續的起步建設，這一定是北鬥三號後續新的亮點工程。
衛星導航的信號弱、容易被幹擾，有天然的脆弱性，目前的應用中，室內導航會受影響，水下導航也遇到很多困難。冉承其說，包括水下導航、室內導航等，都是後續要解決的問題。此外，深空導航也是未來北鬥拓展應用的疆域，最近我國開展了火星探測，未來向更遠的深空拓展，北鬥導航也應該作出應有的貢獻。
冉承其解釋，所謂綜合定位導航授時體系（PNT體系）就是以衛星導航作為核心和基礎，把現在認知裡的各種各樣技術融合在一起，使之更安全、更高性能、更可靠，期待2035年這個系統的建成和到來。
他透露，接下來的任務是謀劃未來發展，比如後續要建設低軌衛星增強手段，把高精度這張網搬到天上去，建設一個天基低軌星座系統。這個系統有望2025年前建成，屆時全世界都會享受到北鬥的釐米級定位服務。
新京報記者 倪偉
編輯 陳思 校對 李立軍
來源：新京報