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北斗为何要与其他卫星导航系统兼容互操作?

日期:2020-11-18 / 人气:

前段时间,中俄卫星导航重大战略合作项目委员会第七次会议在北京和莫斯科两地以视频形式成功召开,双方在会上审议通过了《中俄星基增强系统测试认证技术联合研究报告》等成果文件,协调了中俄联合建站、时间互操作协议签署等合作项目,探讨了将项委会调整为“中俄总理定期会晤委员会卫星导航合作分委会”等有关事宜,并同意启动《2021至2025年中俄卫星导航合作路线图》联合拟制工作,为未来五年中俄卫星导航合作提供规划指导。

 

 

 

也许有人会问,我们的北斗可以面向全球提供服务,为何还要与其他卫星导航系统兼容互操作呢?

 

 

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兼容共用是主流趋势

 

 

其实在北斗三号全球卫星导航系统建成开通之后,这样一句话我们常常能看到,“中国的北斗是一流的北斗,也是世界的北斗,中国愿同各国共享北斗系统建设发展成果,共促全球卫星导航事业蓬勃发展。

 

 

实际上,兼容与互操作已成为国际卫星导航系统发展的主流趋势。兼容共用的本质是实现兼容与互操作,随着北斗卫星导航系统与美国、俄罗斯、欧洲卫星导航系统的兼容与互操作持续深化,全球用户逐渐享受到多系统并用带来的好处。

 

 

 

根据联合国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)第三届大会成果文件,明确给出了兼容与互操作的定义和内涵。

  • 兼容,是指独立或联合使用多个全球和区域卫星导航/增强系统,不给单个系统/服务带来不可接受的干扰/损害。
  • 互操作,是指通过使用多个全球和区域卫星导航/增强系统及其开放服务,能在用户层面比单独依赖单个系统的开放信号获得更好的能力。

 

虽然有了基本共识,但北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS以及欧洲伽利略毕竟是不同的系统,基于各自不同的诉求,对于兼容与互操作的内含理解依旧有着差异。

  • 美国GPS:兼容应考虑授权信号与其他信号间频谱分离;互操作重点在民用L1和L5信号的互操作,包括相同的功率水平、中心频率、调制方式、时间等。
  • 欧洲伽利略:兼容应考虑公共特许信号与其他信号间频谱分离;互操作意味着在相同链路预算条件下,须具备共同的中心频率及共同的功率水平,并发布开放服务信号信息。
  • 俄罗斯GLONASS:兼容是GNSS共存的根本要求;互操作应包括星座、信号、时间、地理参考框架等内容。

 

 

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北斗与其他卫星导航系统的现状

北斗&俄罗斯GLONASS

开篇提到的中俄卫星导航重大战略合作项目,最早源于2014年中俄卫星导航合作圆桌会议签署的中俄卫星导航合作谅解备忘录,备忘录明确了双方开展合作的意愿。

 

 

图源丨央广网

 

随后在2015年5月,中俄双方签署《中国北斗和俄罗斯格洛纳斯系统兼容与互操作联合声明》,这是北斗系统与全球其他卫星导航系统签署的首个系统间兼容与互操作的兼容文件。同时也标志着中俄双方的合作进入了新的阶段。

 

2015年11月,中俄项委会第二次会议。

 

2015年12月,中俄总理第二十次定期会晤,签署了《和平利用北斗系统和格洛纳斯系统开展导航技术应用合作的联合声明》

 

2016年10月,中俄项委会第三次会议,通过7个项目可行性报告,同意星基增强、教育培训项目纳入合作清单。

 

2017年10月,中俄项委会第四次会议,中俄双方联合举行了卫星导航监测评估联合服务声明签署暨监测评估服务平台开通仪式。

 

2018年9月,中俄项委会第五次会议,审议通过北斗/格洛纳斯精准农业合作示范项目,将其作为第10个标志性合作项目纳入项委会合作项目清单。

 

2018年11月,中俄总理第23次定期会晤,签署《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的合作协定》。

 

2019年8月,中俄项委会第六次会议,审议通过了精准农业项目可行性研究报告,现场发布了中俄卫星导航系统全球信号多模多频射频芯片。

 

2019年9月,中俄总理第二十四次定期会晤,共同签署并发表《中俄总理第二十四次定期会晤联合公报》。

 

在最新的项委会第七次会议,同意启动《2021至2025年中俄卫星导航合作路线图》联合拟制工作,为后续五年的中俄卫星导航合作提供规划指导。

 

北斗&欧洲伽利略

2008年以来,中欧成立兼容与互操作工作组,共进行7轮谈判和多次非正式交流,并在ITU框架下完成首轮频率兼容协调。

 

当前,双方将基于两系统新状态、新资料,开展第二轮兼容谈判。

 

 

 

北斗&美国GPS

中美在中美卫星导航合作对话框架下,成立兼容与互操作工作组,目前已举行4轮技术协调。

 

2017年11月,双方签署北斗与GPS民用信号兼容与互操作联合声明,表明北斗和GPS在ITU框架下实现射频兼容,北斗B1C和GPS L1C信号实现互操作,用户在联合使用北斗B1C和GPS L1C信号时,无需显著增加成本,就可以享受到更好的服务。

 

 

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兼容互操作的优势

 

通过多系统的兼容互操作,可以提升在世界范围内任意地区的定位精度,提升全球导航服务的服务能力以及实用性。

 

 

 

 

杨元喜院士在接受记者采访时曾表示,北斗系统对全世界导航的精度、稳定性、可靠性的贡献率可达到20%以上。根据以往测试的结果来看,加入北斗星座后的多系统兼容,比仅单一的GPS、GLONASS或者伽利略系统,服务性能的提升都非常显著,特别是在定位、导航、授时可用性来说,极大地改善了用户的使用体验和使用效果。

 

 

而从成本来看,硬件从单系统到支持多系统,最终的影响成本也不会太高。以芯片为例,支持多系统也就是比原来多了几个通道,而这个比较容易实现,成本也不会增加太多。

 

因此北斗与美国GPS、俄罗斯GLONASS以及欧洲伽利略实现兼容互操作,可以为更多的用户带来更加优质的服务,从而实现世界的北斗,一流的北斗的初心!

编辑:河南北斗


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