解放军信息工程大学测绘学院教授许其凤解说“北斗“

解放军信息工程大学测绘学院教授许其凤解说“北斗"

在天津滨海国际会展中心举行的“战略性新兴产业（滨海）国际论坛”上，中国工程院院士、解放军信息工程大学测绘学院教授、博士生导师许其凤解读了我国自主开发的卫星导航系统“北斗”的功能定位及技术采用的指导策略：感谢大会给我这样一个机会，来宣传一下北斗。

为什么说这样话呢？这两年我接触一些业务圈以外的人士，包括用户。好像他们对整个北斗系统的了解不是特别多，或者说不是特别系统，存在了很多问题，所以我觉得宣传是一方面，建设也很重要，让客户以及更多的人了解北斗，这样才可以使用。

我主要向大家宣传卫星导航系统，也就是北斗系统。因为在座很多都是产业界的人士，我尽量联系一下产业方面的情况和思路。

我是学校工作的，通俗讲叫做“书呆子”这个跟产业不大沾边，有讲的不到位的希望大家理解，同时也请批评。

产业的发展是成败的标志，我指的是卫星导航系统。卫星导航系统成功在于广泛的应用，并且取得效益。这个效益不仅仅是芯片制造商的效益，也不仅仅是整机的提供商的效益，还有应用在铁路上，对铁路性能的提高产生什么样的效益，对大坝监测上以及水力发电有什么效益，我理解这个是有广义的。

另外就是相关产业的发展是广泛应用的标志，作为卫星导航系统，应用的方面很多。但是相关产业的发展，标志着广泛应用的程度如何。比如说卡片相机用的很多，这个说明数字摄影取得很大的应用。现在很多人提出这样的问题，当然可能不是会议的，会议的时候不提，现在GPS已经占领了市场，北斗产业究竟怎么发展？说的更直截了当一点，不说我的身价性命，就是这点家当投进去保险吗？这样的问题我不能回答。我提供北斗的情况，请大家自己做结论。

关于GPS占领市场，北斗到底有没有出路的问题，使我想到彩电的问题。80年代是日本的彩电占领我们国家的市场，那个时候只要看彩电不是东芝就是夏普的，到了90年代国产彩电占领了市场，短短的10年，我们靠什么夺回的市场？一个是相对优越的性能，我说的相对优越，不是整个系统的性能完全超过日本，

是说在我们中国显示的更优越。

日本彩电因为日本发射台离的都比较近，接受机灵敏度不需要很高，信号强度够了。但是在80、90年代的时候，我们国家还不是数字电视，信号并不是很强，距离也比较远，因此就出现一个信号。日本的彩电有雪花，我们国产的彩电没有。优越不优越？优越，老百姓就认这个，其实这个就是局部的优越，就是灵敏度提高了。

所以相对优越的性能是可以做到的，还有一个就是相对低廉的价格。彩电是做到了，我想我们的卫星导航产业应该也可以做到。另外是方便快捷的服务，因为我们的生产商、销售商就在本地，因此你只要出了问题，你打电话就会有人来维修。靠着这三条，十年的时间我们把日本的彩电市场赶走，我们把彩电市场夺回来了。

卫星导航系统的性能，是性能相对优越的基础，我们说性能要优越包括两个方面，一个是我的接收机、我的用户系统，我的整个系统性能好，还有一方面就是产业界有自主权的，就是心里有数的，但是没有数的就是整体的性能如何。

关于北斗卫星导航系统怎么样，有人说不错，又是我们国产的、自主知识产权、双赢等等一大堆，如果有人对我这么说我是不信的，你光给出这样的结论和标题我信不过，就是得拿出具体的东西，我自己会判断，就是究竟有没有优势，我试图在这方面做点尝试，因此我的报告没有结论，我只介绍情况。

在座的专业可能差距比较大，我简单把卫星导航系统说一遍，卫星导航系统是由一定数量分布的卫星，包括卫星的高度、卫星的倾角、卫星的轨道组成的空间部分，这个叫做卫星星座，比如GPS是由24颗组成的，叫做中轨卫星MEO。还有一部分是地面监测站不断观测所有的卫星，对所有卫星计算轨道，计算钟差。

通过注入站将轨道、钟差参数注入到卫星，用户接收机利用卫星发播的测距信号测距，依靠卫星的位置，用测量的距离解算自身的位置。如果简单点就是这三点。

避短扬长的北斗星座设计，一般都是扬长避短，为什么是避短扬长呢？这个是故意的，合适不合适大家来判断。首先说发展的瓶颈，我这里侧重讲不利条件，这个也是和大家习惯不是很一致，首先强调我们有多少有利条件，然后再想有什么不利条件。作为我的观点来讲，不利条件更重要。

因为你漏掉一个有利的条件，后果很可能是没能锦上添花的。如果你漏掉一一个不利的条件，后果可能是颠覆性的。作为发展卫星导航，因为我们是后发展的，在我们前面有GPS，我们完全可以发展GPS发展我们国家自己的系统，我们也学习，但是不能完全照搬。全面照搬是最简单的问题，也是最省事的问题。但是我们学习GPS还是遇到一些问题，这个是很难在全球布设监测站，我们说高精度定轨需要卫星全弧段的监测。比如我就测一小段，这个圆画不准的。

有一个实际的数据，卫星位置的误差，左边是有监测数据的，右边是没有监测数据，完全靠外推的，我观测一小段推一段，这个位置误差会很大，一旦没有监测数据，误差会急剧增加。

对于绕地球的GPS卫星是中轨道卫星，东西旋转。对于这样监测站要全球分布，这一点美国可以做，我们做起来有困难。我们很难做到全球分布。

第二个问题就是星载原子钟相对滞后，依靠卫星的位置，通过测距来解算定位，测距怎么测？就是依靠信号传播的距离，距离=传播时间×光速，如果数字错一点，那个误差就大多了。所以对于星上的钟，所有的信号都是根据钟来发播的，那就要求很稳定的度星载原子钟，那就是10的13次方，大约就是百万年差一秒。

我们国家星载原子钟发展相对滞后，我们也都从美国、欧洲进口很高精度的原子钟，他们知道我们要搞卫星导航系统，结果就禁运了，一台也不卖给我们。像这样的两个问题，我说可以算是两个瓶颈问题，这样的问题很难在短时间解决。全球布站，我们很难短时间内发展，这个确实有一定困难。

我们是想试图从星座设计来寻求绕过瓶颈的办法，当然试图的途径很多，都曾经进行过探视，但是这条路我们走通了。

提到星座设计我们首先有三种卫星轨道，这是全球的图。一种是中轨卫星轨道MEO，高度是两万千米，像GPS，计划中的伽利略都是这样的高度，绕着全球转。

还有一种轨道是同步卫星轨道，这个是3万6千千米，就是要在赤道面上，同时要维持这个高度。同步卫星就是跟着地球一起转的高度，只有在这个高度才能跟地球自转一致起来，从地球上来看就是不动的。

还有倾斜轨道的同步卫星IGSO，这个高度同GEO一样，只不过不在赤道上，