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杨元喜:北斗导航系统与数字中国的建设

以“‘数字中国’协同创新与人才发展战略”为主题的第九届数字中国发展高层论坛暨信息主管峰会于2012年11月15日在成都举行。中国卫星导航定位应用管理中心研究员、中国科学院院士杨元喜在大会中作了《北斗导航系统与数字中国的建设》的报告。

 

  2012年11月15日,由北京大学、国际数字地球学会、四川省经济和信息化委员会、中共四川省委党校、四川行政学院联合主办的“第九届数字中国发展高层论坛暨信息主管峰会”(DCDF2012)在四川省成都市四川省委党校蜀光大厦开幕。本届论坛峰会以“‘数字中国’协同创新与人才发展战略”为主题。

  中国卫星导航定位应用管理中心研究员、中国科学院院士杨元喜在大会中作了《北斗导航系统与数字中国的建设》的报告。以下为文字实录:

泰伯网
中国科学院院士杨元喜

  我们知道无论是数字中国或者数字城市,首先要解决的是位置,我们卫星导航提供的就是数字定位,在座谈信息化建设,信息流量的80%一定是数字信息。

  中国从战略方面来考虑,数字中国,数字地球是我们国家重大战略基础设施,卫星导航也是我们数字中国的基础设施。卫星导航是政治经济大国的需求,同样是国防的重要支撑,也是经济安全公共安全的重要支撑。

  我们国家的边界已经不是国土边界,从国家经济利益考虑,经济利益已经远远跨越了国界、跨越了海洋空间。重大疫情、自然灾害、事故灾难、社会安全实践快速反映都需要数字中国或者数字城市的支撑,交通、气象、灾情、地理信息等跨行业服务需要信息服务,同时需要卫星导航。

  地震的监测,山体的滑坡,卫星导航可以作重要的支撑。科学研究方面,如果我们要想知道我们所在的这个地球有多扁多圆,它的模型是什么,它的形状是多大,它的直径是多少,我们的水平面有什么变化,海平面有什么变化,地壳有什么变化,卫星导航可以提供强有力的支撑。

  从政府决策方面来说,政府的宏观决策管理以及指挥控制方面,不管你是科学决策,或者决策的科学,都严重依赖我们的数字信息和数字中国和数字城市建设。信息化时代,跨部门的系统管理是必然趋势,跨部门信息错中复杂,而时空信息是核心共性要素。

  中国是一个大国,测量导航离不开数字信息,同样也离不开位置服务。

  我们的飞机、卫星、导弹、舰船,甚至潜艇的运行都需要位置的服务。说到位置服务,我想描述一下卫星导航和定位的关系。导航是确定当前位置和目标位置,并参照地理、环境信息修整航线、方向、速度,抵达目的地的手段。定位结合地理信息才是导航。成都在哪儿,你说在地球上当然是正确的,成都在地球上什么地方,在中国,可能也正确,在哪儿,在四川,更精确。如果我给你一个导航,成都就在这儿,大概纬度经度。我可以再告诉你,北边是德阳,南边是眉山,东面遂宁,这时候不是位置帮你的忙,而是地理信息帮了你的忙。所以导航需要位置,需要引导,需要参照,需要测量,需要地理信息,导航和地理信息是密不可分的。卫星导航也是地理信息的第一道供需,我们构建数字中国或者数字程序,第一道供需一定是定位。我们生活在不规则的地球上,这个地球上首先要布好控制网。

  全球卫星导航解决了我们在何处,目的地在什么地方,如何到达目的地,如何到达目的地的问题需要我们的地理信息,需要数字中国。

  卫星导航很简单,把若干个点测出来,把所有的定位点都定下,这就是卫星导航,卫星导航原理很简单,却是复杂的科学工程和大型的工程。

  在美国有人经常会问,中国的卫星导航为什么用北斗或者指南针?我说我们中国人崇拜北斗,同样我们也崇拜指南针,指南针是我们古代发明,北斗星是中国的神,都是定向的重要格局。古代我们中国人利用指南针,在秦汉时期,隋唐五代,宋代,以及郑和下西洋都使用了指南针,指南针为我们中国与世界的交流做出了巨大的贡献。北斗七星留给中国人许多美丽的传说,北斗星不仅指方向,而且示春秋,只要能看到北斗,你就可以知道是什么季节。

  北斗卫星导航三步走的战略,第一步是验证系统。2000年完成,只服务中国,第二步是区域系统,服务亚太,第三步是服务全球。第一步时,我们成功的发射了三颗GEO卫星,建成了北斗卫星航试验系统。第二步时,我们现在14个卫星组成,服务区域是南北纬55度,东经55度至180度。

  我们的服务承诺是这样?有四种服务模式,公开服务,授权服务,广域差分服务,位置报告。服务性能,定位精度优于10米。

  这是我们做的结果,我给大家展示一下,让大家相信我们北斗能做什么,这是我们上海做的试验。我们测量间隔是1秒,用司南北斗GPS双系统双频接入做的。这是纯粹的计算,我们精度的情况,精度减弱因子比较。定位误差,大家看一下,这是垂直精度,这是和已知的比较的。这是GPS的情况,所以北斗GPS在目前中国境内精度差不多。

  动态定位方面,这是我们北斗星通的定位效果,没有什么问题。应用方面,我们大气、海洋、空间天气监测都可以应用北斗,现在我们设计的利用北斗进行高空探测、水气探测,海洋风浪波动监测,气象灾害监测,北斗都可以发挥很好的作用。长江上游37万平方公里的支流水情报告利用了北斗,金沙江中游水电站水情报告利用的是被丢。

  抢险救生,神州卫星返回地面监测。汶川地震,北斗已经发挥了很好的作用。当时的灾情是很严重的,通讯不通,北斗告诉你位置,进行指挥。

  北斗服务海洋渔业,我国有1400万渔民,现已实现了约20000万艘渔船的海上实时监控,在黄岩岛、中越南海事件中发挥了作用。可完成危险预警、气象预警、监控命令,渔船位置跟踪,作业航迹记录,油料统计等功能。

  我们有几个想法,第一是加快位置服务基础设施建设,为位置服务相关产业发展打下基础。北斗卫星导航与数字城市、数字乡村、数字农业有效集成,提高建设规划水平和资源监测、环境监测水平。加强卫星导航、地理信息和智能交通的集成,提高交通的管理效率。加大导航,地理信息和其他电子信息系统的集成与融合,扩大位置服务的领域,带动其他电子技术的发展。提倡加大卫星导航和地理信息高端技术投入,不提倡全民研发卫星导航终端,全民研发地理信息产品。我不希望每个公司都搞导航,都搞电子信息产业,这是完全不科学的,这不是数字中国,也不是数字城市。

  导航与数字中国建设的建议。

  1、完善数字中国基础设施,实现产业持续发展。

  2、突破数字建设关键技术,提升主动发展能力。

  3、统筹导航地理装备应用,保障经济运行安全。

  4、深耕特色行业创新应用,促进行业深层发展。

  5、完善数字行业建设政策,拓展行业规模发展。

  6、完善各类导航地理标准,规范数字中国市场。

  7、提升数字服务保障能力,推进国际市场开拓。

  最后结束之前,我有几句话想描述一下。

  卫星导航、地理信息对国家安全和经济安全具有战略意义。发展以北斗为支撑的数字中国应作为国家战略。发展导航以及数字中国也是国家重大经济发展策略,是国家经济发展的重要支撑。北斗卫星导航系统是数字中国的重要依托。将北斗卫星导航与数字中国紧密结合是公共安全、事故灾难、反恐维稳、提高政府决策能力的重要手段。卫星导航及数字中国将为政府宏观管理和辅助决策提供支持。地面基础设施是导航与数字中国发展的重要支撑,数字中国行业标准是数字产品发展的重要依据。我们国家卫星导航和数字中国的发展前景是很广阔的。政府中世纪投入,明确的政策法规,特色的服务性能,完备的基础设施,巨大的市场需求,完备的标准体系,自主的核心技术,优良的服务体系,可以确保中国的卫星导航与数字中国建设在激烈的竞争中进步,在激烈竞争中辉煌。谢谢各位。

  (以上内容为现场速记整理,未经报告人审核)

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