中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

田俊峰專家:盡快讓“北斗”服務海洋工程建設
環(huán)球網(wǎng)
2014/06/04 14:15
訪中國交建科技部副總經(jīng)理、國家發(fā)改委北斗交通運輸領域責任專家田俊峰
  經(jīng)分析研究,田俊峰帶領的團隊今年年初提出:“在我國尚無星基增強系統(tǒng)(SBAS)提供實時位置改正服務的情況下,對遠離大陸、沒有固定坐標基準的遠海海域,使用北斗導航定位系統(tǒng)是唯一正確的選擇。 ”這一論斷已被發(fā)改委北斗專家組接受,寫入了發(fā)改委北斗應用推廣會議紀要。可以預見,國家今后將加大力度,支持北斗技術在我國遠海綜合開發(fā)領域中的推廣應用。
  安裝了北斗系統(tǒng)的上航局新海豚輪正在作業(yè)
  本報記者 王士剛 張曦 通訊員 汪勝
  記者:近兩年來,我國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)加快了發(fā)射與組網(wǎng)的步伐,目前北斗應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展是怎樣的?
  田俊峰: 2013年9月26日,國務院批準《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》 (以下簡稱《規(guī)劃》 )并公開發(fā)布,標志著衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為國家重大戰(zhàn)略。 《規(guī)劃》圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體目標和主要任務,組織實施五個重大工程,以加快培育和發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè),帶動產(chǎn)業(yè)基礎能力提升、重點領域技術創(chuàng)新、規(guī)?;瘧猛茝V和國際化發(fā)展。
  《規(guī)劃》出臺了,企業(yè)需要在符合自身發(fā)展方向的領域把北斗系統(tǒng)的應用納入行動計劃。上航局對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用進行了非常有益的嘗試,從2008年就開始著手北斗系統(tǒng)的研究, 2010年完成《基于北斗衛(wèi)星的潮位站數(shù)據(jù)傳輸技術研究》 , 2013年完成《基于北斗系統(tǒng)的疏浚船舶綜合信息傳輸技術研究》 ,該成果通過開發(fā)形成了基于北斗兼容系統(tǒng)的智能疏浚綜合信息及工程船舶位置管理平臺。該平臺突破了北斗數(shù)據(jù)多卡并發(fā)傳輸及相關軟件等關鍵技術,經(jīng)實際應用測試效果良好,屬于國內(nèi)首創(chuàng),總體上在海洋工程疏浚領域達到了國際先進水平。
  中國交建對此項目的進展高度重視。如果我們充分發(fā)揮北斗系統(tǒng)短報文通信等特色優(yōu)勢,結合新一代信息技術發(fā)展,創(chuàng)新應用,通過若干應用示范工程建設,加大北斗系統(tǒng)在海洋土木工程的應用推廣力度;不僅可為公司的生產(chǎn)運行降本增效,還可以獲取新的經(jīng)濟增長方向,占領市場制高點,并帶動國家衛(wèi)星及應用產(chǎn)業(yè)市場化、規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化發(fā)展,這就是真正貫徹執(zhí)行《規(guī)劃》的真正意義。
  記者: GPS在國內(nèi)商用衛(wèi)星導航市場基本處于霸主的地位,北斗民用該如何發(fā)展?
  田俊峰:北斗是后起之秀,很多方面還比不上GPS,這是基本事實。不過,北斗也具有眾多優(yōu)勢。北斗系統(tǒng)的定位精度與GPS相當,但比GPS多一種重要功能--短報文通信,所以它還適用于需要導航與移動數(shù)據(jù)通信相結合的用戶。北斗系統(tǒng)與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)之間具有兼容與互操作,目的是促進衛(wèi)星定位、導航、授時服務在更廣泛領域深度應用,推動衛(wèi)星導航及相關產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
  目前我國北斗高精度衛(wèi)星導航系統(tǒng)是國際上唯一具有同步軌道衛(wèi)星并能支持三個頻率工作的系統(tǒng),它在高精度導航定位方面比GPS等其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)更有優(yōu)勢。武漢大學2013年11月在泰國的實驗觀測證實, GPS自主定位精度為13米,而北斗自主定位精度可以達到3 ~ 5米,說明北斗星座系統(tǒng)在赤道附近是最佳的導航系統(tǒng)??拷嗟?, GPS的覆蓋較小,而北斗密集覆蓋,北斗定位精度大大優(yōu)于GPS。所以,在我國尚無星基增強系統(tǒng)(SBAS)提供實時位置改正服務的情況下,對遠離大陸、沒有固定坐標基準的遠海海域,使用北斗系統(tǒng)導航定位是唯一正確的選擇。
  在實際使用中我們也發(fā)現(xiàn),船舶在赤道區(qū)域, GPS定位有時候靠不住,位置偏差往往達到上百米,不得不用原始的人工目測來解決定位問題,嚴重影響了施工生產(chǎn)。后來建立基于北斗技術的項目指揮系統(tǒng),能夠在內(nèi)外網(wǎng)上,實現(xiàn)普通手機與北斗手持終端間的雙向短信互通,以及北斗手持終端的自動位置上報功能,還可監(jiān)控到具體施工情況。
  在通信方面, GPS信號接收端只能被動接收衛(wèi)星信號,飛機、船舶一旦遭遇事故,只能等待GPS來搜尋自己,而北斗具有雙向通信功能,信號接收端也可以主動向衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)出消息,從而實現(xiàn)其搜救功能。
  隨著北斗系統(tǒng)的建設與完善,我國將擁有自主運行管理并足可媲美GPS系統(tǒng)的導航衛(wèi)星資源。同時,在國家衛(wèi)星導航科技專項和相關政策推動下,我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)面臨宏大的市場前景。
  記者:交通運輸建設領域在應用北斗上作了哪些工作?
  田俊峰: 2012年12月27日,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務。2012年12月31日,交通運輸部率先做出反應,加快推進"重點運輸過程監(jiān)控管理服務示范系統(tǒng)工程",推進河北等9省市加快全國道路貨運車輛公共監(jiān)管與服務平臺的建設及"兩客一危"車輛車載終端的安裝,確保首個北斗工程行業(yè)示范項目按照進度完成。
  當前,北斗在交通運輸行業(yè)的應用推廣主要圍繞著落實交通運輸安全監(jiān)管來進行。據(jù)了解,北斗交通應用示范工程帶動了100多家國內(nèi)終端企業(yè)進入北斗領域,并促使北斗核心芯片價格下降,有力地推動了北斗應用推廣與產(chǎn)業(yè)化進程。下一階段還將在海上搜救、內(nèi)河航運、貨運物流和公眾出行等領域開展北斗應用示范,進一步推動北斗在交通運輸行業(yè)的全面應用。下一步,尚需要在沿海和內(nèi)河運輸船舶、工程船舶等方面加大推廣應用力度,進一步推動北斗在交通運輸行業(yè)的應用領域。
  記者:中國交建在進行交通建設工程中是如何應用北斗系統(tǒng)的?
  田俊峰:中國交建業(yè)務足跡遍及世界100多個國家和地區(qū),建設了建國以來絕大多數(shù)沿海大中型港口碼頭、航道和海上人工島建設,不僅代表了中國最高水平,也反映了世界最高水平。我們也在面臨新的問題:遠離大陸的人工島礁建設需要的高精度定位問題和建設監(jiān)控信息,如何能夠高效、費用低廉?茫茫大海中的跨海大橋,如何高精度定位?如何實時監(jiān)控?離岸航道疏浚,如何保證潮位控制、測量數(shù)據(jù)及時更新?如何保證施工精度?在政治敏感區(qū)域,如何保障我們的信息安全?
  海洋土木工程投資大、風險高、重型裝備使用量大、技術和管理難度大,工作環(huán)境遠離陸地、地質復雜、工況惡劣、腐蝕嚴重,甚至涉及敏感地區(qū)。擁有自主技術的高精度衛(wèi)星導航定位、圖文信息傳輸技術是實施海洋工程必備的技術保障手段。通過北斗系統(tǒng)的RDSS和RNSS雙重技術體系與兼容GPS等系統(tǒng)的多模集成應用,并與其他無線數(shù)傳技術互補,不僅可實現(xiàn)全海域的無線數(shù)傳服務,而且能夠實現(xiàn)海洋工程船舶厘米級的精準定位服務。基于北斗系統(tǒng)的海洋土木工程的信息化建設,是提升海洋土木工程項目整體水平的突破點。
  上航局在《基于北斗系統(tǒng)的疏浚船舶綜合信息傳輸技術研究》成果的基礎上, 2013年初開始了《基于北斗兼容系統(tǒng)的工程船舶智能位置服務平臺研制與應用》項目,對北斗系統(tǒng)進一步深入研究并開始應用示范,并通過了國家發(fā)改委專家審核組的評審,獲得國家專項研發(fā)補助資金。目前,該項目正在順利推進中。
  該項目目標是研制智能位置服務平臺及其終端設備,建立船岸數(shù)據(jù)通信協(xié)議,實現(xiàn)標準化接入、自動數(shù)據(jù)交換,與其他數(shù)傳方式互補,實現(xiàn)無縫連接,水平定位以北斗系統(tǒng)逐步兼容、替代GPS,開發(fā)可視化三維船舶監(jiān)控、施工效果優(yōu)化分析調(diào)度系統(tǒng),滿足用戶遠程監(jiān)控與報警和遠程故障診斷需求。通過在上航局90艘工程船舶上進行示范應用,開拓北斗系統(tǒng)在工程船舶海洋工程中應用新領域。
  該成果已獲得實用新型專利9項,已登記計算機軟件著作權12項,已申請發(fā)明專利3項;其中2013年新申請專利技術4項,北斗集群數(shù)據(jù)傳輸型設備和系統(tǒng)、北斗多卡終端設備和系統(tǒng)分別申請了發(fā)明專利和實用新型專利。至2013年年底,累計投入約3000萬元,今年還將加大投入完成整個項目。
  記者:中國交建在北斗系統(tǒng)應用上有怎樣的計劃?
  田俊峰:中國交建對該項目的推廣應用高度關注,也進行了專項資助,并著手在公司內(nèi)推廣應用的準備。雖然目前北斗系統(tǒng)的覆蓋范圍還有局限性,但隨著北斗系統(tǒng)的建設與完善,項目在公司的率先實施,可以使北斗衛(wèi)星在行業(yè)內(nèi)應用市場占有先機,獲得了充足的通信空間,為生產(chǎn)指揮調(diào)度及應急安全管理提供多重數(shù)據(jù)保障。
  在各類遠海開發(fā)工程中,推廣應用北斗技術是國家建設海洋強國戰(zhàn)略的需要,中國交建是國內(nèi)唯一具備遠海工程開發(fā)建設的企業(yè),向離岸遠海發(fā)展,我們需要北斗的支持。
  當前,中國交建研究提出了北斗技術應用的“三步走”戰(zhàn)略:2008 - 2014年,以北斗船舶安全應用為突破口,攻克關鍵技術;2013 - 2015年,建立船舶應急指揮系統(tǒng); 2014 - 2016年,研制“遠海開發(fā)北斗管理服務平臺” ,實現(xiàn)對公司項目部的人員、裝備、物資的安全管理與應用示范。
  十八大后,國家明顯加快了北斗應用推廣的步伐, 2013年國務院發(fā)布《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》 ,把北斗應用真正納入了國民經(jīng)濟發(fā)展中考慮。國家發(fā)改委、財政部決定,于2014 - 2016年組織開展北斗衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)重大應用示范發(fā)展專項。我們把握機遇,獲得國家發(fā)改委高新技術產(chǎn)業(yè)司、財政部經(jīng)建司的科技示范工程的經(jīng)費支持,進行遠海開發(fā)北斗管理服務平臺的建設及應用示范。通過科技示范工程,證明北斗定位技術的可行性、先進性。該科技示范工程將通過技術創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新,融合成熟的無線射頻識別技術(RFID)和中國自主衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),部署各類北斗終端設備5萬臺以上,完成遠海開發(fā)建設急需的高精度定位基站建設、人員安全管理、船機裝備安全監(jiān)管與遠程診斷、物資安全管理以及遠海工程管理服務平臺研制與應用示范。
  通信是北斗系統(tǒng)相對于GPS等衛(wèi)星導航系統(tǒng)具備的一個很大的優(yōu)勢,但與傳統(tǒng)的“通信”不同,北斗的通信功能只能是對現(xiàn)有的地面無線通信方式的一個補充,通信容量的限制制約了后續(xù)發(fā)展。中國交建及國內(nèi)工程船舶需求逾千艘,如以短報文通信最大需求為每分鐘2萬次計,約為北斗入站容量的20 %。必須制定通用規(guī)則,采用運營商模式監(jiān)控船舶信息,避免信息碰撞而導致信息丟包。目前的北斗系統(tǒng)還沒有完全滿足企業(yè)的需求,希望自主研發(fā)的覆蓋全球的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)和寬帶通信能夠早日實現(xiàn)。