2020年11月27日 星期五
四星合作,“星星”相映
第24版:北斗让星辰覆盖大海 2020-06-29

四星合作,“星星”相映

姜浩峰

北斗基础产品已出口120 多个国家和地区,应用于土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等领域。

中国古代导航展在奥地利维也纳联合国联合国国际中心举办。

通过北斗系统的短报文与位置报告功能,可实现灾害预警速报、救灾指挥调度。

林业管理部门利用北斗应用进行林业资源清查、林地管理与巡查等。

中国将始终秉持和平合作、开放包容的精神,加强与各国的互学互鉴、互利共赢,为构建全球互联互通伙伴关系、实现共同发展繁荣,贡献更多中国智慧和中国方案。

主笔|姜浩峰

一驾指南车和一驾记里鼓车的模型,如今静静地安放在位于奥地利维也纳的联合国国际中心展览区。整整一年前,这两架车模,由中国卫星导航系统管理办公室副主任马加庆交给联合国外空司司长蒙丽塔·迪皮蓬女士。

当时,中国古代导航展在维也纳联合国国际中心举办。从磁石司南,到使用牵星板观察北辰星、织女星、布司星、水平星、北斗星等,来测算方位进行航海,中国古代导航技术呈现在观众面前。有力地证明了古代中国人为人类生活和探索未知世界做出了杰出贡献。

这一展览的第四第五部分分别为“交流——‘一带一路’、民心相通” 和“北斗——服务全球、造福人类”,主要讲述的是当下中国北斗系统建设发展成果和国际合作进展,宣示了我国积极倡导建立时空基准领域人类命运共同体的态度和决心,让“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗” 的发展理念更加深入人心。

中国北斗立项以来,一直秉承自主、开放、兼容、渐进的原则,走国际合作之路。中俄、中美、中欧合作,是一种与其他卫星导航系统的协调合作。而作为全球卫星导航系统核心供应商的北斗,也在广泛参与卫星导航国际事务,积极参加和支持联合国全球卫星导航系统国际委员会有关工作。2014年11月,北斗系统成为继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯系统之后第三个被国际海事组织认可的全球卫星导航系统,标志着北斗系统正式取得海事应用国际合法地位。此后,北斗踏上多边舞台,国际贡献越来越大。

如今,北斗的国际标准进展也已有所突破。可以说,北斗的未来会更美好,国际合作之路也必将继续走下去。

四大系统如何合作

毫无疑问,中国之所以要搞北斗卫星导航系统,有一大着眼点是为了国家安全。为此才想着自主建设、独立运行这套导航系统。

在北斗系统上马之前,美国的卫星导航系统早已上马。早在1958 年,美军就开始立项卫星导航系统。到1964 年,这套系统已经投入使用。而1958 年的中国,正在研发第一支探空火箭。也就是说,以当时新中国成立不久的综合国力来看,中国当时暂时还没有能力将火箭送入太空,更遑论发射卫星,甚至搞导航系统。当美军的这套导航系统投入使用达6 年以后,中国第一颗人造卫星“东方红一号” 才升入太空。这已经很不容易了——中国成为继美、苏、法、日四国之后,第五个将人造卫星送入太空的国度,比英国还快了一年。

时光进入20 世纪70 年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。直到1994 年,这一系统终于完成98%的全球覆盖。自那时起,中国开始使用美国的GPS 系统的民用版本。与此同时,中国也开始发展自己的导航卫星。

中科院院士、现为北斗卫星导航系统高级顾问的孙家栋,自20 世纪50 年代从苏联茹科夫斯基工程学院飞机发动机专业毕业后,就回国——先搞导弹,1967 年开始参与中国第一颗人造地球卫星工程,到90 年代开始担纲北斗导航工程、风云二号气象卫星工程,本世纪以来又曾担任探月工程总设计师。按照孙家栋的说法,之所以能在20 世纪90 年代开始搞北斗系统,是因为当时中国的卫星品种已经比较齐全了,而且通过一段时间的摸索,技术也跟上去了。这种情况下,国家才非常慎重地开始发展北斗导航卫星。然而,直到十多年以后的2014 年5 月,孙家栋在南京参加第五届中国卫星导航学术年会时,仍遇到貌似比较尴尬的提问——“我们开的是北斗导航卫星的大会,用的却是美国GPS全球定位系统。为什么?”孙家栋对此回答:“这并不丢人。就运用水平而言,我们相比GPS总体上还有一定距离。然而,要看到我们起步比他们晚了二三十年。我们目前北斗的精度,与当年的GPS 一期是可以媲美的。” 即便是北斗系统尚未成熟、国人还在应用GPS为主的2014年,孙家栋已经在提——如果用当时成功发射的16 颗北斗组网卫星,与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略系统合作,则可以发挥各自特点,为人类生活带来变化。譬如实现北斗与GPS、格洛纳斯等的兼容,这样能够使得民用用户在北斗和GPS、格洛纳斯之间自由切换。不再是单一的只能用某种导航系统。

2015 年5 月8 日,中俄双方在莫斯科签署了《中国北斗和俄罗斯格洛纳斯系统兼容与互操作联合声明》。该联合声明是北斗系统与全球其他卫星导航系统签署的首个系统间兼容与互操作政府文件,是北斗系统国际化发展的重要标志。

2017 年12 月,中美签署《北斗与GPS 信号兼容与互操作联合声明》,根据声明,两大卫星导航系统在国际电联框架下实现射频兼容,实现民用信号互操作,并将持续开展兼容与互操作合作。

中科院国家授时中心副主任卢晓春女士介绍称,根据卫星导航系统的工作原理,接收机需要同时“看到” 至少4 颗导航卫星,才能实现定位。如果使用单一导航系统,可能在某一区域上空卫星数量有限,冗余不足,一旦接收机与某颗卫星断开联系,会影响定位服务的持续性。而北斗与GPS实现互操作以后,用户用一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号,GPS 卫星数量不够时,还有北斗卫星,反之亦然。这样,定位的稳定性和精度会更高。

在孙家栋看来,如今比起6 年前来,天上的导航卫星又增添了不少,少算算也有120 颗以上。其中,中国发射的北斗卫星成为近几年的主要增长点。“比如在一个地区,天上有10 多颗各系统卫星,可以数据共享、相互融合的话,精确度会高到连报纸上的字都能看得非常清楚。”

在卢晓春看来,兼容还有一个现实考量——在卫星导航系统发展初期,GPS 一家独大,占据了大部分频段。格洛纳斯也占用了一部分。北斗起步较晚,所剩频率资源极为有限,需要按照国际电联的规则,跟先到者协商。2015 年年底,我国与美国达成一致,在GPS 发送信号的频段内,北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。

《新民周刊》记者了解到,早在2012 年,北斗国际合作研究中心就开始谋划,开展国际合作战略研究、政策研究和国际市场开拓研究等。如今,当北斗即将完成全球组网之际,国际合作之路走得还算顺利。可见,当年的悉心布局,是收到效果的。

多边合作提升北斗价值

卢晓春透露,随着北斗系统的建设与发展,近年来在多边舞台上的参与范围不断扩大,参与力度不断加大,越来越多的平台上出现了北斗身影。

北斗的具体应用方面——2018 年9 月,中俄在北京协商两国卫星导航合作政府间协议文本的时候,具体讨论了合作建站、监测评估服务平台、跨境运输应用等9 个标志性合作项目。值得注意的是,当时审议通过了北斗、格洛纳斯精准农业合作示范项目。这一中俄之间的合作,可以看作是北斗系统民用领域的一个标志性案例。

中国科学院院士、北斗卫星导航工程副总设计师杨元喜在2019 年5 月于北京举行的第十届中国卫星导航年会上发言指出:“智慧农业加导航、定位、授时体系,能提升农业的智慧化水平。” 他举例——在江苏兴化国家粮食生产功能示范区,多种无人农机借助北斗卫星导航系统实现了无人作业。在宁夏吴忠利通区塔湾村,普通农机装上北斗导航系统后,可用于植树、小麦套种、蔬菜移栽,有效地节省了人工、提高了生产效率。在浙江衢州,农户在驾驶室的触摸板上把作业宽度、行间距等设置好以后,拖拉机就会自动直线行进种植,千米行驶误差不超过3 厘米。

北京合众思壮科技股份有限公司副总经理吴林同时表示,伴随北斗三号的发射、使用,可以推动中国的农机智能装备走向世界。也就是说,在江苏兴化、宁夏吴忠、浙江衢州等地可以实现的智慧农业,不仅在国内各地可以实现,还可以跨出国门。譬如在中俄北斗、格洛纳斯精准农业合作示范项目中,合众思壮与俄罗斯合作伙伴就共同承担了具体项目。不仅如此,合众思壮的慧农解决方案,在2018 年7 月和2019 年3 月分别于日本、突尼斯等地成功安装演示。未来,还将与更多国家进行合作。

去年,中国和阿拉伯国家联盟共同测试的结果显示,目前,在阿拉伯国家上空平均可见北斗卫星数达到8 颗以上,定位精度优于10 米,可用性95% 以上,可为阿拉伯国家和地区提供优质的卫星导航服务。加之自2012 年起,中国卫星导航系统管理办公室国际交流培训中心已在国内外举办了18 期卫星导航技术与应用短期培训班,累计培训了来自全球40 余个国家的学员800 余人次;组织专家赴突尼斯、埃及、苏丹、摩洛哥、阿尔及利亚等阿拉伯国家开展了多轮次北斗卫星导航技术及应用培训。如此,为多边国际合作打下了良好的基础。

自2018 年12 月27 日北斗系统开始提供全球服务以来,已同包括“一带一路”国家和地区在内不少国家和地区展开合作。同东盟、阿盟共同推动建设增强系统和监测评估网络,大幅提升北斗系统在“一带一路” 国家和地区的服务性能。为中俄跨境运输、巴基斯坦国家位置网、机场授时,缅甸大湄公河监管、精准农业,老挝精准农业,印度尼西亚土地确权,马尔代夫海上打桩,柬埔寨无人机,泰国仓储物流,乌干达国土测绘等领域,提供成功的应用解决方案。

参与标准与政策制定

国际海事组织伦敦总部于2014 年5 月召开的海上安全委员会第93 次会议上,批准了中国制定提交的“船载北斗系统接收机设备性能标准”。这是国际组织批准通过的第一个北斗卫星导航系统在相关领域应用的国际标准。

卢晓春回忆,也正是2014 年,中国开始关注星基增强系统互操作工作组(SBAS IWG)会议的情况。该工作组是美国联邦航空局和欧空局于20 世纪末发起成立的,其目的在于确保全球参与者共同执行国际民航组织(ICAO)与星基增强系统(SBAS)有关标准,同时共同理解建议措施,这些标准和建议措施为全球星基增强系统的实施提供总体标准及指导。

2015 年4 月,中国北斗代表团首次以SBAS 服务供应商的身份,参加了在荷兰举办的第28 届SBAS IWG 会议,参与了有关协议标准草案讨论修订工作,成功将北斗作为四大核心系统写入标准草案。在2017 年10 月结束的国际民航组织导航系统专家组(NSP)第四次全会上,通过中方代表团的积极争取,协作配合,北斗星基增强系统(BDSBAS)的系统供应商标识号和系统标准时间标识号提案获得通过,正式将北斗纳入SBAS 网络时间标准体系。

在国际移动通信领域,第三代合作伙伴计划(3GPP)是最具影响力的国际标准化组织之一。目前,中国卫星导航系统管理办公室联合工信部,依托中国信通院等机构,已在3GPP上完成了北斗B1I 信号26 项国际标准的制定。2018 年9 月,3GPP 无线接入网络工作组全会通过了北斗三号系统提案,将北斗三号系统新信号列入了标准制定计划。

卢晓春说:“国际合作多边平台是开展国际协调,为系统争取国际资源,维护系统利益的核心平台,是系统发布信息、收集全球用户需求反馈和开展国际技术交流合作的重要平台,同时是拓展海外市场,参与制定国际标准,加强海外布局的重要平台。参与多边平台工作的逐步加深,使得北斗的国际地位和影响力逐步提高,北斗声音、北斗力量已成为多边平台上不可忽视的重要力量。”

要想让中国的北斗真正成为世界的北斗,参与标准制定是必由之路。唯如此,未来的世界才能更理解中国人“海内存知己,天涯若比邻” 的理念。 正如中国常驻维也纳联合国和其他国际组织代表、特命全权大使王群在中国古代导航展致辞时所说,中国古人发明的指南针帮助中国融入世界,使世界更好地互联互通。如今,中国的北斗卫星导航系统正在成为太空中的“指南针”,促进世界互联互通更加便捷紧密。无论过去、现在还是未来,无论卫星导航还是其他领域,中国将始终秉持和平合作、开放包容的精神,加强与各国的互学互鉴、互利共赢,为构建全球互联互通伙伴关系、实现共同发展繁荣,贡献更多中国智慧和中国方案。

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