北斗专家杨元喜院士在ICG+2016大会上详解北斗卫星导航系统和（BDS+）的发展新方向

2021-12-29 15:56:18 1

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2016年7月27日至30日，由中国科学院上海天文台和上海交通大学联合主办的“IAG/CPGPS国际GNSS+大会 (ICG+2016) ”在上海召开。在此次会议上，中国科学院院士杨元喜做了主题报告，通过五个方面详细介绍了关于北斗卫星导航系统，它们分别为：北斗卫星导航系统的背景与发展历程、北斗卫星导航系统（BDS）的发展新趋势、BDS+的概念与设想、BDS+可能性模式和BDS+的关键技术。北斗时空团队有幸亲临现场近距离学习杨院士的报告，以下是对这五点的概述，内容由北斗时空根据杨元喜院士会议现场的英文演讲翻译编录。

1、北斗卫星导航系统的背景与发展历程

中国的北斗卫星导航系统实施了“三步走”的发展战略，从1994年，启动北斗一号系统工程建设以来，北斗卫星导航发展已从原来的北斗一号系统发展到北斗全球系统（也称为BDS-3）。北斗一号系统采用了有源定位体制，可以为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务。北斗二号系统工程建设，于2004年启动，这套系统在兼容北斗一号技术体制基础上，增加了无源定位体制，可以为亚太地区用户提供定位、测速、授时广域差分和短报文通信服务。“北斗全球系统”目前拥有5颗卫星在轨测试，这5颗卫星共同发展星间链路等试验验证工作，并适时入网提供服务。“北斗全球系统”计划将于2018年，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；2020年前后，完成35颗卫星发射组网，可以为全球用户提供服务。

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2、北斗卫星导航系统（BDS）的发展新趋势

着眼于未来，BDS面临着以下主要任务：建设完整的星座系统；升级地面运控中心，使之更加稳定；提高卫星原子钟的性能；提供全球的PNT服务；增加自主导航能力；增加新的信号频段；使之与其它GNSS的兼容与互操作；使BDS的星基增强系统也与其它GNSS广域增强系统兼容。

为了完成这些任务，BDS将进一步发展星间链路技术、新的定轨策略、与星基增强系统的整合，以及多频信号体制。

3、 BDS+的概念与设想

杨元喜院士对“北斗+”概念也做了详细的解读。“北斗+”有两种含义：一是指 “北斗+”应用，即北斗与其他电子产品的集成应用，或将北斗芯片嵌入到其他服务终端、服务产品中，形成在北斗位置服务基础上的其他更多功能服务与应用；二是指北斗与其他导航系统集成，如与*GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、欧洲Galileo系统、惯性导航、天文导航、物理导航等形成多系统集成定位导航授时(PNT)体系，从而形成全球无缝PNT服务体系，其连续性更强、可观测性、稳健性都将得到有效提高“。

总而言之，“北斗+”的核心要素便是：多信息源、稳健的运控系统、整合的传感器、自适应的数据融合和智能和统一数据的PNT服务。

北斗卫星导航系统（BDS+）的可能性模式基于以上论述，杨院士进一步介绍了“北斗+”的可能性模式。包括与多个GNSS系统的兼容与互操作、与地面无线电导航系统（Doppler/ROLAN/TACAN/Omega/甚高频VOR/Alpha/Wi-Fi等）的整合、与惯性导航系统的整合、与其它导航手段或者时空信息生成手段（微型原子钟、地磁、重力、成像、地理信息、声纳、天文信息等）的整合、以及与量子定位系统（Quantum Positioning System，QPS）的整合。

下图呈现了基于这些模式的“北斗+”架构。

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