— 記榮獲特等獎(jiǎng)的上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公司《基于BDS/GPS的雙模四頻高精度GNSS接收機(jī)的研制及應(yīng)用》項(xiàng)目

在康定情歌的家鄉(xiāng)，四川省康定縣的大渡河上游，高聳著一座水電站大壩—長河壩。大壩兩側(cè)山峰陡峭，在幾近垂直的崖壁上密布著幾十個(gè)觀測站。這些觀測站組成的高精度衛(wèi)星定位網(wǎng)日夜監(jiān)測著山體滑坡區(qū)的變形過程，為大壩的安全運(yùn)行筑起安全屏障。別以為這是普通的GPS監(jiān)測系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星在這里幾乎無用武之地，抬頭一線天的自然環(huán)境把GPS高質(zhì)量的信號擋在了峽谷之外，唯有我們的北斗衛(wèi)星高掛在天頂。這個(gè)山體滑坡區(qū)自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的核心設(shè)備就是上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公司研制的北斗/GPS四頻高精度GNSS接收機(jī)。它融合北斗和GPS兩種高精度定位信號，解決了高山峽谷地帶接收不到GPS有效信號的問題，將山坡滑動的檢測精度提高到2.5毫米！這個(gè)定位精度與世界最先進(jìn)的GNSS接收機(jī)旗鼓相當(dāng)。
在河南鄭州市某駕校的場地上，正在緊張進(jìn)行著考試。一位學(xué)員緩緩倒車入庫，考場監(jiān)控室的大屏幕上，該輛考車的數(shù)字化圖形在電子地圖上同步移動著。突然屏幕亮起警示：車輪壓線！只見屏幕上考車的右后輪輪廓線剛剛碰到了地圖的車庫標(biāo)線。這個(gè)駕校的高精度定位定向考試系統(tǒng)采用的車載導(dǎo)航定位終端也是北斗/GPS四頻高精度GNSS接收機(jī)，其動態(tài)定位精度達(dá)到1厘米。
2012年之前，我國的高精度定位OEM板卡市場全部被國外企業(yè)壟斷。僅僅用了一年多的時(shí)間，以上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公司為代表的國內(nèi)企業(yè)相繼研發(fā)成功北斗高精度定位OEM板卡產(chǎn)品，快速生產(chǎn)出自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度北斗定位接收機(jī)，一舉打破國外壟斷，目前已占據(jù)1/4的市場份額。上海司南已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)2000余臺北斗/GPS四頻高精度GNSS接收機(jī)，1萬塊高精度定位OEM板卡投放市場。
現(xiàn)在，上海司南的高精度定位產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于RTK測量、駕考駕培、機(jī)載導(dǎo)航、海事、集裝吊裝、北斗定向、大壩監(jiān)測、高精度授時(shí)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、南極科考、礦山機(jī)械控制等行業(yè)。產(chǎn)品的靜態(tài)平面精度達(dá)到（2.5+D×10^-6）mm，實(shí)時(shí)動態(tài)平面精度達(dá)到（10+D×10^-6）mm精度（D為兩臺接收機(jī)之間的距離），在20km基線上平均動態(tài)初始化時(shí)間短于10秒，且可靠性高達(dá)99.9%。這些關(guān)鍵指標(biāo)均表示產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際最高水平。而成本僅是國外同類產(chǎn)品的40%。
自2009年開始立項(xiàng)，僅僅用了3年的時(shí)間，投入資金僅500萬元，上海司南就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)值2400萬元，利稅600萬元的業(yè)績，突破了我國在高端定位技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的零記錄。以王永泉博士為核心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)基本由80后年輕人組成，之所以取得如此驕人的成績，與他們選擇了一條獨(dú)具特色的技術(shù)路線分不開的。在大多數(shù)人眼里，如今的微電子技術(shù)應(yīng)用應(yīng)走超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)路線。而王永泉團(tuán)隊(duì)卻選擇了分立元件電路的設(shè)計(jì)思路。這貌似落伍的技術(shù)路線恰恰被證明是一條事半功倍的捷徑。集成電路的研發(fā)周期長，投入成本高。而分立元件電路技術(shù)相對成熟，可以用短周期方式完成多種技術(shù)方案的樣片設(shè)計(jì)和測試驗(yàn)證，以較短的時(shí)間和較少的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定型和投產(chǎn)。這種獨(dú)特的產(chǎn)品研發(fā)思路相對于產(chǎn)品本身的技術(shù)成果可能更具創(chuàng)新意義。
以自主研發(fā)的高精度定位OEM板卡為核心技術(shù)的雙模四頻高精度GNSS接收機(jī)具有三項(xiàng)突出的技術(shù)成果：一是獨(dú)創(chuàng)的“基于3比特量化和DSP的L2半無碼跟蹤方法”可實(shí)現(xiàn)對加密碼L2的跟蹤，使接收機(jī)的偽距精度達(dá)到10cm，載波相位精度達(dá)到了1mm，這些指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相同。二是巧妙地利用了FPGA內(nèi)置的DSP模塊的功能來實(shí)現(xiàn)基帶算法，有效降低了基帶電路的復(fù)雜度，提高了基帶電路的性能，彌補(bǔ)了常規(guī)采用FPGA方案成本過高、功耗過大、性能不能得到保證的缺陷。三是與眾不同的接收機(jī)頻率方案，該方案采用三本振的射頻電路和25 MHz參考頻率，以及近零中頻狀態(tài)下的系統(tǒng)環(huán)境。