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童铠院士:发展我国第二代导航卫星系统

中国空间技术研究院顾问、中国工程院院士童铠日前指出:为了迎接21世纪科学的挑战,中国需要进一步发展性能更高的卫星导航系统。卫星导航定位技术目前已基本取代了无线电导航、天文测量和传统的大地测量技术,并推动了全新的导航定位领域研究的发展。

  人物简介

  童铠,中国工程院院士。江苏省泰州市人。1952年9月参加工作。1959年毕业于苏联列宁格勒电信工程学院多路通信专业。获副博士学位。回国后分配在国防部五院工作。任无线电制导总体研究室副主任。1986年7月任北京卫星信息工程研究所所长。1989年4月任中国空间技术研究院科技委常委、副主任。地球同步气象卫星指令与气象图像数据获取站总设计师,北斗一号卫星应用系统总设计师。长期从事导弹无线电测控、雷达和卫星测控系统的研制,在地球同步通信卫星微波统一测控系统中,担任副总设计师、总设计师兼总指挥。从事卫星应用的研究,长期主持双星快速定位系统的预研。静止气象卫星同步数据缓冲器方案研究1991年获航空航天部科技进步一等奖,为第一完成人。气象卫星指令与数据获取站1999年获国家科技进步二等奖,为第一完成人。1991年被航空航天部批准为有突出贡献的老专家,同年起享受政府特殊津贴。

  据《科学时报》: 卫星导航定位技术目前已基本取代了无线电导航、天文测量和传统的大地测量技术,并推动了全新的导航定位领域研究的发展,成为当今人类活动中普遍采用的先进的导航定位技术,并在精度、实时性、全天候等方面产生了革命性的影响。

  中国空间技术研究院顾问、中国工程院院士童铠日前在中国工业高科技论坛——航天高科技论坛上指出,为了迎接21世纪科学的挑战,中国需要进一步发展性能更高的卫星导航系统。

  卫星导航的基本作用是向各类用户和运动平台实时提供准确、连续的位置、速度和时间信息,卫星导航在民用领域所产生的巨大经济效益正日渐显现。由于它被广泛应用于海洋、陆地和空中交通运输的导航领域,使世界交通运输业发生了革命性的变化。卫星导航在工业、林业、矿山、物理勘探、资源调查、陆地与海洋测绘等领域已得到了大量的应用,同时,卫星导航还用于飞船、空间站和低轨道卫星等空间飞行器的定位和导航,提高了飞行器定位精度,并简化了相应的测控设备,推动了航天技术的发展。在当今社会,卫星导航已成为经济发展的强大发动机,导航卫星系统已成为重要的基础设施。

  军事应用历来是卫星导航的重要领域。当前,世界正面临一场新军事革命,电子战、信息战及远程作战成为新军事理论的主要内容。导航卫星系统本身既是外层空间争夺战的产物,又作为一个功能强大的军事传感器,成为天战、远程作战、导弹战、电子战、信息战的重要武器。谁拥有先进的导航卫星系统,谁就在很大程度上掌握未来战场的主动权。

  童铠院士介绍说,2000年10月31日和12月21日我国相继成功发射了第一颗和第二颗导航定位试验卫星,标志着我国将自行建立第一代卫星导航定位系统——“北斗导航系统”。但由于它需要中心站提供数字高程图数据和用户机发上行信号,使系统用户容量、导航定位维数及隐蔽性等方面都受到限制,在体制上还不能与国际上的GPS等兼容,因此有必要在第一代导航卫星成就的基础上发展第二代导航卫星系统。

  童铠院士认为,第二代导航卫星系统将与第一代系统在体制上有质的差别,但技术上有继承性。主要差别表现为:二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而直接接收卫星单程测距信号自己定位,系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。但这会使系统投资将显著增加。建立高精度卫星轨道基准和卫星时间基准是新卫星导航系统技术的核心,需要开展深入的研究工作。同时为了获取对我国未来的导航频率的国际保护,需要加快向国际电联申请和协调。

  第二代导航卫星系统复杂,全系统的设计研制和运行管理尚缺少经验,但我国对卫星的测控技术已有一定基础,“北斗一号”和“广域差分系统”的研发直接为我国第二代导航系统的研制和运行锻炼了技术队伍和积累了经验。国内GPS的广泛应用为我国未来的导航卫星提供了应用基础和开阔的市场。发展新一代导航卫星系统不仅是必要的,技术、经济上也是可行的。

  童铠院士强调,建立我国第二代卫星导航系统是一项关系祖国繁荣与安全、投资巨大的系统工程,为了顺利完成此项宏伟目标,应注意军民兼顾、充分保证民用导航精度。提供双频信号以解电离层误差,不实施SA干扰降低导航精度。C/A码公众自由使用并与国际格式兼容,不收费用;对授权用户提供双频和广域差分信息,以进一步提高导航精度和提供准实时完好性信息。参考GPS广泛开发民间应用,形成重要产业的经验,我国在建立二代导航系统的同时,应发挥我国导航C/A码精度高,含有亚洲区域加强系统的优势,首先开发国内民用市场,开发出具有批量生产的廉价国产导航接收机,普及国内民间应用,逐步取代进口产品,形成产业。

  建立我国卫星导航系统应该是区域的,还是全球的?这是我国导航界专家广泛关注的一个重要问题。童铠院士认为,当前为了首先确保在国内及附近海域的需求,并力求减少初期一次性投资额度,在近期内仍以建成北半球约120度经度范围内的区域导航系统为宜。但从长远发展打算,我国经济和科学技术的发展离不开卫星导航,低轨飞行器的定轨也要求有全球导航系统支撑,要认真考虑我国区域系统今后能够顺利发展为全球系统的可能性。因此,从前瞻性考虑,建议以建立全球导航系统为长远目标,可以按技术经济条件分两步实施,采取先区域后全球的方针。

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