网络通信 频道

伽利略与GNSS的发展现状和前景

  2006年8月24日至25日, “第五届中国全球定位系统应用与发展论坛暨位置服务产业研讨会”在北京梅地亚中心成功召开。

  主持人:

  谢谢唐总的精彩演讲,下面我们请中国电子科技集团22所研究员,全球定位系统评委会主任,中国全球定位系统技术应用协会信息咨询服务中心主任曹冲先生给我们做报告,他演讲的题目是伽利略与GNSS的发展现状和前景,大家欢迎!

  曹冲:

  各位领导、各位朋友下午好!

  我讲一下伽利略与GNSS的现状和发展前景,我讲的比较空,但是我想对于大家了解整个系统可能有一点帮助,GNSS是全球导航卫星系统的英文缩写,它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词。GNSS是一个拼凑起来的东西,GNSS作为一个系统应该有一个完整的概念。今天我在这里有必要从发展的过程,我们来认识。这张图上的卫星,从GPS的翻身仗说起,就是1991年海湾战争,使GPS产生了转机,在海陆空都发挥了作用,尤其是在沙漠中发挥了作用,海湾战争的胜利被誉为GPS的胜利。后来那个时候没有人反对GPS了,那时候一下子把GPS搞热闹起来了。

  GPS目前有29个卫星,一般在北京上空要搜的话至少有七八颗卫星,有时候十颗卫星都能够搜得到,天上的卫星也越来越多。GPS,因为欧洲搞了一个伽利略,GPS就提了,美国原来的GPS还是有缺陷,所以就搞了一个GPS现代化,GPS现代化就是要提高原来的信息,很多是为民用服务的,欧洲的伽利略起来以后,他又觉得光现代化不行,现在又提出了一个GPS3,现在GPS3要跟伽利略的水平,达到相当的水平,但是那个GPS3要到2020年才能够实现。现在GPS,现在也发了一些高科技的接收器,在房间里面也可以收。跟GPS一块做的,俄罗斯做了一个(英文),大概在1996年的时候天上有24颗星,它是三年,时间比较短,三年以后到目前为止已经发了100颗卫星了,天上留下来的大概只有十多个,所以GPS,(英文)现在也在搞现代化,而且到明年2007年底号称天上有18颗卫星,要是真有18颗卫星就可以工作起来了,而且到2010年说做到26颗,27颗卫星。

  这是它的日程,最低的时候它只有几颗卫星,现在在往上爬,就是又增加起来了。它也是跟美国一样的GPS现代化,它开始做到五年,做到七年,然后逐渐在延长,以前到三年的话它基本上就完了,所以现在延长。这是它最新的,相当于GPS3的星,GPS引用的比较好,欧洲人先搞自己的系统,伽利略,伽利略它是自己完成支撑系统,它30颗卫星,说2008年建成,现在看来根本不可能,天上只有一颗星,然后现在正在做测试。他们认为某一个国家都统一以后在做,所以欧洲他们就老扯皮,这个起码拖了十年,到2012年才真正的能够做成。现在美国人跟欧洲人前几年谈判下来,后来中国人跟欧洲人签协议,我们伽利略合作,跟他谈了,我们是2003年就跟他签协议,然后到2004年,2005年开始做项目,美国2004年基本上就跟它达成协议了,两个绑的很紧,而且他们有一个好处,就是说GPS跟伽利略的频率,就是R1是一个频率,都是R1,都是在平时一样的,这个就简单了,你做解调的时候不一样,这样它的成本就可以做得很低,这是欧洲人想的一个绝招,他说我反正要跟你GPS竞争没戏,我跟你死绑在一起,你生产的时候就生产出GPS跟伽利略,然后价钱也差不多,因为没有增加任何的成本,这是欧洲人一个很好的策略。我觉得他一开始就想到了该怎么赚钱,这是欧洲人聪明的地方。我问他们,我说你干嘛死死的跟GPS绑在一起,他说不绑在一起我怎么赚钱,他的商业头脑就比较好,我们不是为了做一个系统放到天上去,而是为了用,为了赚钱,为了发展这个概念实际上很好。

  伽利略觉得我要跟他合作,跟美国已经签协议了,跟中国签协议了,跟俄罗斯也开始签,跟以色列已经签了协议,还有七个国家排着队要跟他合作,而他这样一合作,大家都对伽利略来支持了,这样的话国际的市场他就可以开拓。实际上真正做卫星系统,我觉得还是在于用,就是你做了半天,不是发一颗卫星和发一个信号,实际上是用,从伽利略的设计很清楚,他有一个全球的卫星系统,有一个卫星增强的系统,它最重视的就是本地性,你真正应用服务的话,比如说一个车子要防盗报警,你不可能说我在哪个地方的中心指挥,而要当地的服务中心,所以它特别重视这个工作,我觉得这个思想也是比较先进的思想。

  这是卫星星座图,区域组成,本地组成,全球检测网络等等,他做了一个服务中心,美国人没有做服务中心,美国人老百姓是自己去做,我不做,因为我是兼容系统,我只要把卫星放上去就行了,所以伽利略是民用型的,他要考虑这些因素,德国人要把其他的东西结合起来,所以跟通信网络这么结合。GPS的应用只受到人们想象力的限制,我们看到这句话好像有点过分,但是这句话很有穿透力,就是大家来想,这个GPS要交给你你怎么用?这个用处就大得多,发展也越多,所以我觉得这个很好,而且至少有五百多种利用方式,所以现在有好多的例子。应用分类也是这样,2020年以后汽车把导入设置好了,驾驶员就不用管了,叫做车辆自动驾驶,哪个车道都给你弄。这是海滩救援的,这是空中交通管理,在空中做跑道,一个方向,交叉的也可以,这样的话对交通指挥就很灵,这是自动耕作与施肥,如果没有GPS的话这个拖拉机就开歪了,这是建筑物监测,这是凯旋门旁边的一些监测它的东西,这是山体滑坡也做了一些GPS这通过GNSS信号测量,理解并掌握大气的特征,用于改进气侯模型。它这个预报做的很准,比如说今天上午做下午的预报,他怎么也说不清楚,但是用GPS就好了,GPS是高尺度,他看哪个方向卫星的大气含量,增加到一定程度以后就保证下雨,他就可以做预报,这显然是一个很有用的。现在一般的精度都做10米,20米的精度,现在有做本地服务,我可以做到几个公分,属于高精度的应用,这实际上是很有用的,好多原来不能解决的问题都能解决,通过服务来解决。

  现在各种各样的应用都在开始,像露天开矿、儿童安全、自动扫雪机引导、飞行器控制、电网管理,有一个人给我打电话说我妈是老年痴呆,她老找不着家,希望能不能想想办法,我说有一个东西你就去找他们买,买了以后放在你妈的身上,找不到的时候可以用手机知道她在什么地方。ESA网站公布GNSS用户市场容量预测表明,2010年达到18亿户,2020年36亿户。欧洲也是实行这个,日本2007年开始也是这个发明,就是将来地震都要买带GPS的终端,增加三到五个美元的成本,增加的钱不是很多,方便很多。因为他发现报警,有一次报警,因为我们固定电话报警一下子就知道你在哪个楼里面,但是你用移动电话报警的话,你一报他不知道你在什么地方,公安局怎么来协助你,也没办法,所以他后来确定一个法律一定要用,这样变成一个强制性的一个措施。

  这是2000年到2006年全球的GNSS应用市场产值,实际上四百亿美元跟美国的(英文)比的话,根本不及,这个正在形成,但是没有真正的形成一个产业。因为它要几千亿美元,所以说它的发展一定还是很大的。这是他们汽车导航仪的预测,2005年达到740万,实际上比这个数字还要高,日本要达到500万台的导航仪,现在日本有一个(英文)的服务中心,就是车的导航仪的实时交通的服务中心,每年有三百万车加入这个网络,就是(英文)服务,至少每年有三百万台车子要加入这个东西,现在已经达到1300万台,所以还是很可观的。这是LBS的产值预测,2005年的,过去估高了,因为欧洲人从2000年就估计了LBS到2005年,就是GPS拥护量的百分之七十几,现在我看了一下到2010年还是这个数字,因为实际上真正要操作起来,其实这个过程还是比较长的,我们国家的LBS还有几年艰苦的工作需要做。

  这是卫星导航产业的整体价值链,这个是预测,这是我们自己做的预测,可能到2010年我们国家的产值可能会达到500亿人民币。2005年有几件大的事件,美国发布了《GPS的将来》,美国人也提出来要想GPS今后怎么办,这里面六条建议,第一条,他觉得现在的GPS精度不好,现在(英文)是三个轨道,美国人是六个轨道面,因为轨道面太多了以后,要回到原来的位置才行,包括卫星轨道一起来了,而且美国人觉得成本太高,就是一个火箭发一颗卫星,那我的成本多高,假如说一个火箭发两颗卫星,我的成本就会降下来,但是轨道面太多了以后,我真正发到一个轨道面上去行不行。所以他一定要把轨道变成六个节成三个轨道面,但实际上这个工程很麻烦的,因为它要符合现有的工作,又要把新的概括清楚,这个也添了不少的麻烦。第二,他对抗干扰采取了比较大的措施,卫星加强抗干扰的措施,就是里面的控制部分,然后接收机都要同步化的,还有一条建议,他说伽利略现在没法跟我们比,但是他说今后伽利略真的起来那是一个问题,就是说我们怎么来使它来加以竞争,因为美国人比较老道的思想,他不一定就接受伽利略的东西。但是他已经把这个问题理出来了。

  再一个他觉得他的观念有问题,民用这一块有很多,他始终调整不过来,现在也有跟它成立联合办公室等等,这也是他的一个问题。我觉得他的这些建议对我们做系统还是有帮助的。第二,就是欧洲的伽利略的第一个在轨道上验证卫星上天了,俄罗斯又发了一组三颗GLONASS卫星,国际上开了第一次IGC会议,GNSS国际合作正式提上议事日程。还有值得一提的事情,就是GPS应用产品的销售数量超过1亿,达到1.013亿个,年率为53%,预计2006年生产量达到1.432套,年增长率为47%,主要用于PDA和手机。它的用量很大,定位手机中还有数量超亿台的GPS1产品,该类产品从2003年到2005年的三年间,销量连跳三个数量级,从100万到1000万,2005年越过1亿套的台阶。日本VICS中心在线用户总量过1300万个。

  好,谢谢大家!

0
相关文章