北斗系统精准助力疫情防控 可实现全球双向通信--1
光明日报2020年10月5日讯 从打开地图导航，到外卖点餐，再到车库里停车，现在北斗卫星导航系统在老百姓的生活中已经无处不在。目前，全球应用北斗系统导航的手机已经超过3.72亿部。少有人知的是，助力疫情防控是今年北斗应用的新亮点。北斗系统在疫情防控的“武汉保卫战”中发挥了极其特殊的作用：从火神山、雷神山医院的建设应用到方舱医院的改造，从医疗物资的调配到生活用品的保障供给，从病毒的流行病学调查到武汉健康码的应用都有北斗的身影。国庆前夕，中国北斗应用大会在湖北武汉举行，李德仁、刘经南、谭述森三位院士分享了北斗的诸多创新应用。
中国科学院、中国工程院李德仁院士：北斗系统精准助力疫情防控
PTN的概念，包括定位、导航、授时服务。一般指基于统一时空基准网络和不同通信网络，能独立或与移动终端结合，为各类用户提供实时动态及空间位置和授时的综合信息服务，又称导航位置服务。北斗三代系统就是提供全球PTN应用服务，特点是信息已经从120个汉字扩展到1000个汉字，实现厘米级以上的高精度定位。
今年，北斗系统精准助力湖北的疫情防控，比如火神山、雷神山医院选址，医院的物资、生活物品的调配，包括无人机送东西，还有医院送药的机器人，都用到了北斗系统。老百姓停车也都用到北斗导航定位，通过设备的卫星定位、室内的传感器和信号的定位在手机上实现融合的综合定位。
疫情期间，武汉还应用北斗系统和交通大数据，建立了武汉的智慧城市交通系统，实现对350万到450万辆汽车，6万多条道路的有效管理。今年还利用北斗技术做了一个疫情跟踪软件，在手机上自动生成健康码。可以说，北斗支持湖北人民成功抗击了新冠病毒疫情。
PNT的服务现在还有不足，比如服务的内容是一个点定位，一条线是导航，授时也是一个时间点，没有覆盖地表的各种要素，没有办法提供图像视频代表的目标信息和面信息，未来要做实时的导航增强，做精密授时、快速遥感、天地一体移动宽带通信服务。未来我们要解决八个方面的核心技术问题，比如智能对地观测技术，对地导航定位新方法，地球时空基准建立与维持，空天环境，卫星资源组织与调度，网络通信与安全，智能卫星平台与载荷等。
现在正在研发一个北斗应用的软件，把12种定位的信息集合在一起，在手机App上提供服务。可以把这个系统应用到医院去，实现对病人的设备跟踪、处理、自动化，这样的系统应用在手机上，手机就成了智能助理，有老人在外面摔倒了，手机能告诉医生在什么时间什么地点摔倒，也可以应用到物联网上去定位充电桩位置，保证新能源汽车的充电安全。
还可以做高精度导航定位地图实现智能驾驶。北斗可以解决测路系统的智能化问题。汽车开在路上，路上的标牌是给人看的，所以利用北斗建立测路系统是实现智能驾驶的关键。
从当前需求来看，从PNT发展到PNTRC，建设我国自主的通导遥一体化天基信息实时智能服务系统，中国不能等，要抓紧时间搞好基础研究和应用。
未来，PNT的需求从事后走向实时和瞬间，从静态走向动态和高速，从粗略走向精准和完备，从室外走向室内，从陆地走向海洋和天空，从区域走向广域和全球。北斗应用还会把移动互联网、智能制造融合于一体，将深入到经济的各个领域，深入到老百姓的生活中。
中国工程院刘经南院士：北斗可实现全球双向通信
定位和授时分别是空间和时间与起始原点相关的绝对位置概念，导航是空间和时间两个位置上的相对时空度量概念。北斗系统是世界上唯一实现了通导遥一体化的卫星导航系统。
北斗系统的性能优势是功能多，全球短报文通信可以用于搜救。导航定位+全球双向通信可以向呼救者快速通告救援安排。还有遥感应用，有主动式遥感，配备星载太空环境遥感和电离层异常遥感载荷；被动式遥感，电磁波通过大气、海洋、陆地反射或漫反射遥感大气水汽、海洋河湖水位。
北斗是全球唯一宣布标准位置服务精度优于5米的卫星导航系统。北斗3三类异轨卫星之间都实现了星间自组织测距和数传，采用Ka频段链路，测距精度高，通信频带宽，远优于UHF链路，下一代将用激光链路，测距更准。
目前，北斗3星间链路已全面启动，效果显著，在GNSS中精度最高，确保了标准PNT服务精度高。北斗系统中轨卫星三个轨道面各有2颗确保全球域内能收到求救者上传UHF频段求救信号，然后下传给国际搜救中心，24颗中轨卫星都能接收国际搜救中心的搜救信号并通知求救者，同时可向求救者发送相关施救短报文。
在创新设计方面，因为北斗的频段是丰富的，现在北斗2和北斗3有五个频段。再就是设计了兼容互操作信号，创新调制技术，信号质量国际领先，它接收的时候能够和GPS的功能一样。总的来说，这些研发都有利于提高北斗3的PNT精度。
根据北斗的优势特点，怎么利用它开展应用呢？要通导遥一体化，充分利用北斗的多频段导航信号优势开展多用或专用高性能低成本PNT研发，提升PNT服务能力，充分利用星间链路测距，研究或分离不同轨道和不同型号的卫星系统，充分利用全球和中国周边短报文双向服务能力拓展服务内涵，研发传图像、传语音、传视频等方法形成专利，发挥双向通信与PNT集成服务功能，利用通导遥一体化，开发多任务多目标的协同智慧调度应急应用，充分利用北斗GNSS卫星的L波段和S波段载波作为遥感辐射源开发新型遥感，特别是目标遥感。
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