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龍科多:專訪“夔龍系統”專家 今后玩游戲也得用上它
關鍵字: 導航系統珠海航展夔龍系統GPS北斗定位系統中國航天【文/觀察者網專欄作者 龍科多】
上周的珠海航展現場,除了殲-20驚艷亮相,中國航天科技集團的新聞發布會上,另一個好消息也吸引了大家的注意:我國首個北斗全球“厘米級”定位系統建設工作全面啟動,該系統命名為“夔龍系統”。
這一系統是我國首個全球差分參考增強服務網,也是世界上首個支持北斗系統的全球差分參考增強服務網。建成后,“夔龍系統”將通過全球300個參考站所收集的數據,精確計算各衛星導航系統在電離層延遲、軌道及時鐘上的誤差,并將這些誤差改正信息通過多種播發方式發送到終端,可以顯著提升系統的定位精度和可用性。
如果你以為“夔龍”離你很遠,那就誤會了。單單是“夔”字背后,就有著研發團隊的情懷和匠心。系統建成運行后,普通人玩電子游戲都離不開它。為了深入了解它,我們采訪到了中國航天科技集團“夔龍”團隊的專家。下面你看到的,可能是目前最權威的解讀。
我國首個北斗全球“厘米級”定位系統建設工作全面啟動,該系統命名為“夔龍系統”。
觀察者網:此次將系統命名為“夔龍”,有怎樣的寓意?
答: “夔龍”[kuí lóng]系統從功能屬性上,應該被稱為“全球差分參考增強服務網”,即“Differential Reference Augmentation Global Overlay Network”,其首字母合在一起的縮寫為“DRAGON”,同時DRAGON也是該系統的正式英文名稱。DRAGON我們都知道是“龍”的英文翻譯,因此在該系統的中文命名上,主要取材于我國古代的“龍文化”。
在我國傳統文化中,“夔龍、應龍、燭龍、相柳”代表四時(四季)之龍,其中“夔龍”代表春天。同時在古代神話中,“夔龍”即伏羲,也就是雷神。我們知道,八卦可以代表萬物類象。在八卦中,“震”卦即為雷,也同時可以表示天地之間的電信號。衛星導航信號從距離地球22000公里以外的太空向地面進行播發,可以合理想象,這個信號正是雷神管理的范圍,也正是夔龍系統發揮作用的場景。
不僅如此,相傳舜的二臣名,一為夔,一為龍,夔為樂官,龍為諫官。后用“夔龍”喻指輔弼良臣。如唐杜甫《奉贈蕭十二使君》詩:“巢許山林志,夔龍廊廟珍”,耶律楚材 《和人韻》之二:“安得夔龍立廊廟,扶持堯舜濟斯民。”“夔龍”系統作為全球衛星導航系統的增強系統,起到的是對于衛星導航信號的增強,因此,也非常貼合輔弼良臣的定位。
我們綜合汲取了傳統文化中對于“夔龍”的釋義,最終決定將該系統命名為“夔龍系統”,寄希望該系統可以給衛星導航系統應用帶來革命性的提升。
青銅器上的夔龍紋
觀察者網:“夔龍系統”與全球四大系統是怎樣的關系?可以同場競技嗎?
答:全球四大衛星導航系統,分別為美國的GPS,我國的北斗,俄羅斯的GLONASS和歐盟的Galileo。“夔龍系統”并不是一個獨立的衛星導航系統,因此并不能與四大系統并列做比較。“夔龍系統”支持對于全球四大衛星導航系統信號的增強。
觀察者網:媒體報道中,強調了“夔龍系統”精度達到“厘米級”,這之中的技術難點在哪里?
答:談到精度,不得不先說說誤差形成的原因。衛星導航定位的原理可以簡單描述為,通過已知位置的導航衛星來確定衛星導航接收裝置的位置。在這一定位的實現過程中,衛星位置的準確度、衛星時鐘的準確度都將對于定位產生較大影響。同時,由于地球表面60公里以上的電離層對信號傳播的影響,也對精確位置的定位產生了較大影響。
提高衛星導航定位精度的關鍵點,就在于對于電離層延遲(信號傳播)誤差、衛星軌道誤差以及衛星時鐘誤差的準確測量。機智的科學家發現,通過在地面建設參考站,由參考站已知精確位置這一特點,對于三種誤差進行反向計算,從而可以得到整個系統的誤差改正值,進而可以將衛星導航定位精度大幅提高。
以上原理是當前通用的衛星導航增強技術的基礎,隨著科技工作者的不懈努力,近年來,包括SBAS,GPPP,CORS等技術逐漸成熟,達到厘米級的定位精度已不是難點。“夔龍系統”將不僅止步于達到厘米級精度,將更多的投入研發力量,切實保證精度可用性的方面達到較高的標準,滿足工業界的要求。
觀察者網:亞米級、亞分米級、厘米級、航空安全服務具體應用在哪些地方?
答:目前亞米級應用主要可應用于大眾消費類以及對于精度要求不高的工業應用場景。大家所熟悉的基于位置的VR游戲-《Pokémon Go》未來將可以在“夔龍系統”可靠的亞米級精度支持下,開發出包括玩家與玩家在街頭直接對戰在內的更多應用形式。
亞分米級應用和厘米級應用主要應用在測繪領域、農業領域和工業生產領域。巨大的農業機械在“夔龍系統”厘米級定位精度的輔助下,將可以達到更高的生產效率。在“夔龍系統”的輔助下,礦山機械、車輛與人員完全實現了自動化控制與調度,保障生命安全,提高生產率。
近年來,導航衛星系統故障、惡劣電磁環境影響等事件頻發,對于衛星導航的區域可用性造成了很大的挑戰。“夔龍系統”通過對于各衛星導航系統的全球監測,準實時發布系統可用情況,切實保障衛星導航應用的安全可靠。這方面目前主要應用于航空安全,未來可逐步擴展,應用到高鐵、無人汽車等領域。
《Pokémon Go》這類的游戲,未來將可以在夔龍系統的支持下,開發出包括玩家街頭直接對戰在內的更多應用形式。
觀察者網:對于普通人而言,哪些方面的感受會得到提升?
答:“夔龍系統”的公開信號發布后,支持“夔龍系統”的手機,其定位精度可以達到2米以內,比目前約10米的定位精度有大幅提升。
觀察者網:“夔龍系統”與“北斗區域加密網基站網絡”是怎樣的關系?
答:“北斗區域加密網基站網絡”是我國正在建設的地面增強項目,“夔龍系統”與之是各自獨立運行的狀態。在未來的發展中,“夔龍系統”可以兼容該地面增強項目中的參考站數據,該地面增強項目也有可能采用“夔龍系統”的天基信號資源進行播發。一句話總結下,兩者相對獨立,未來合作可期。
觀察者網:能否透露一下,“夔龍系統”預計建成并投入運行的時間?
答:“夔龍系統”將通過“演示驗證、系統建設、商業運行”三個階段開展建設。目前該項目的演示驗證階段已經開始,該階段持續約為1年,在該階段將完成系統各項技術指標的驗證和商業模式的確定。待演示驗證階段工作完成后,將進入系統建設階段,該階段計劃為18個月。“夔龍系統”初步計劃在2018年覆蓋我國“一帶一路”區域,在2022年逐步發展到覆蓋全球。
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- 責任編輯:鐘曉雯
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