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从势如水火到如胶似漆 三大导航系统如何兼容?

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从势如水火到如胶似漆 三大导航系统如何兼容?

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资料图:中国第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。

  很多时候,用户在城区里的定位服务即使能收到信号,也依旧要面临着少则3-5米,多则数十米的误差,譬如定位到马路的另一边,或是从小区里定到了小区外之类的例子比比皆是,人工调整定位点更是家常便饭。

目前,卫星导航系统不仅用来为海陆空交通平台提供导航,也为大量军事设施提供制导服务,精度可以达到米级,且几乎不受天气影响。如果一个国家整个导航、定位及制导系统都依赖于目前居霸主地位的美国GPS系统将是非常危险的。

  复杂的地形因素和高使用率互相矛盾,这就出现了令导航服务提供商改善服务质量的压力,而导航系统信号兼容和互操作,便是短时间内解决民用设备在城区内“定位难”的良策:几股微弱信号并在一起,起码还能达到“又不是不能用”的地步。

专家认为,对于中俄而言,合作的第一步当属互建地面控制站,这些站点可以用来校准卫星信号——地面站的大地坐标会被精确测得,然后与接收到的卫星信号坐标对比,测出信号误差,进而反馈给卫星系统校正。俄罗斯《导报》称,俄罗斯除了争取在中国境内拥有3座“格洛纳斯”地面站洛纳斯”的定位精度将与美国GPS系统相当。

  图为UBER在美国小范围试点的自动驾驶车。(图源:Uber)

俄罗斯“格洛纳斯”国际项目副总裁别良科强调,“格洛纳斯”与“北斗”系统相互兼容,是基于互惠互利的考虑。例如,俄罗斯“格洛纳斯”的定位服务范围侧重于极地和高纬度地区,中国“北斗”的服务范围则覆盖稍稍偏南纬度的地区,如果实现联合导航,那将是世界范围内最理想的导航体系。

  跨过钢筋丛林的唯一办法:更多的卫星?

其次,中俄卫星定位导航系统通过相互兼容对方信号,将能提高可靠性。如果俄罗斯的“格洛纳斯”卫星信号被干扰,用户可以接收中国的“北斗”卫星信号,反之亦然,这意味着两国的定位导航安全得到“再保险”。

  根据公开资料显示,即便在东亚低纬度地区,北斗导航系统对动态目标的定位误差也依旧会达到数十米之多,这对于需要在城区范围内精准定位的人工智能设备而言是致命的。

伊朗可以这样做,GPS的“东家”美国自然也没问题。一旦美国在重要目标附近设置伪GPS信号发射机,别国对其攻击的GPS制导武器就不可能命中目标,甚至拐个弯打回去。从某种程度上讲,美国可以通过伪造GPS信号来控制别国武器,这意味着别国战机进行远程航行时,很可能因GPS信号被篡改或干扰而误入歧途。据报道,2008年俄格战争期间,投入战区的俄军部分车辆发生GPS信号丢失现象,就被怀疑与美国做手脚有关。

  出品:科普中国

至于“北斗”,它在中国大部分地区的定位精度已小于10米,未来若建成全球化卫星星座,那就必须在国外建地面站,而俄罗斯国土面积广大,非常适合建立校准站。

  但随着人工智能和嵌入式设备在民用领域的快速发展,新的定位导航需求也相应出现,并对现在既存的导航精度提出了极大的挑战。

“导航战”无处不在

  图为浦东同一地区不同时间的卫星影像图。可见在卫星角度不同的情况下,高楼对无线电波信号的遮挡效果之明显。(图源:GoogleEarth)

俄罗斯《观点报》指出,中俄花费巨资建立独立的卫星导航定位系统,很大程度上是出于国防安全的考虑,而如今两国探讨在卫星导航定位方面合作,除了民用价值的考虑外,也不能忽视国家安全的需求。

  事实上,若是只要应付民航、海运等现存领域的定位导航需求,三大导航系统实在没有必要寻求信号兼容和互操作,因为同时支持三种导航系统寻星信号的民用定位芯片已经逐渐占到了市场主流,离开卫星覆盖区域找不到信号了?切换系统就行。

自从美国军方于上世纪90年代建成覆盖全球的gps全球卫星定位系统,该系统被广泛用于军事和国民经济领域。为了避免受制于人,俄罗斯、欧盟和中国先后研制和建立自己的卫星定位系统。近期,从上合组织杜尚别峰会期间传出消息,中俄两国卫星导航系统合作已经启动。专家认为,中俄展开卫星定位系统方面的合作,必将使“北斗”、“格洛纳斯”两大系统的可靠性和导航精度再上新台阶,为两国战略安全合作树立新的里程碑。

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俄罗斯《消息报》报道,早在今年9月初,俄航天署长奥斯塔片科访问北京时,与中国同行就发展航天领域合作交换意见,“莫斯科拟在年内与北京签署相关协议,两国将在对方境内互设3个地面控制站”。

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