本報(bào)駐日本記者 陳超
不久前,日本發(fā)射了可用于衛(wèi)星導(dǎo)航定位的第四顆準(zhǔn)天頂系統(tǒng)(QZSS)“引路者”4號(hào)衛(wèi)星,其公布的厘米級(jí)定位精度引起了廣泛關(guān)注。就準(zhǔn)天頂衛(wèi)星最新進(jìn)展情況,科技日?qǐng)?bào)記者采訪了衛(wèi)星定位專(zhuān)家、加拿大約克大學(xué)客座教授劉智星。
準(zhǔn)天頂系統(tǒng)三大特點(diǎn)
劉智星首先介紹說(shuō),準(zhǔn)天頂系統(tǒng)有3顆傾斜同步軌道的衛(wèi)星在日本上空工作,8小時(shí)輪換交替,從而保證任何時(shí)刻都有一顆仰角較高的衛(wèi)星在日本的“天頂”當(dāng)班,這使得在大樓林立的城市中心以及山谷地帶,這顆不會(huì)被遮擋的衛(wèi)星可以“補(bǔ)充”GPS在惡劣環(huán)境下的定位能力。而4號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射,將與以前發(fā)射的3顆衛(wèi)星一起,構(gòu)成可覆蓋日本及周邊的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航定位輔助增強(qiáng)系統(tǒng)?,F(xiàn)在準(zhǔn)天頂屬于試運(yùn)行階段,2018年將正式為日本及周邊地區(qū)提供服務(wù),2023年增加到7顆衛(wèi)星,有可能擴(kuò)展為不依賴GPS而獨(dú)立運(yùn)行的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。
其次,定位精度增強(qiáng)。準(zhǔn)天頂衛(wèi)星提供兩種GPS增強(qiáng)信號(hào):L1S、L1Sb(2020年開(kāi)始提供SBAS星基增強(qiáng)服務(wù))可提供亞米級(jí)別的定位精度增強(qiáng)服務(wù),使得日本境內(nèi)用戶定位精度從只依靠GPS時(shí)的10米提升到1米左右;另一種是厘米級(jí)增強(qiáng)信號(hào)L6,包括L6D和L6E,都可以進(jìn)行精密單點(diǎn)定位。
最后,準(zhǔn)天頂系統(tǒng)還能提供警告服務(wù),包括地震海嘯等災(zāi)害預(yù)警;當(dāng)GPS衛(wèi)星出現(xiàn)異常時(shí),也可及時(shí)通知用戶,避免錯(cuò)誤定位。
定位精度可達(dá)6厘米
據(jù)日本媒體報(bào)道,在第一階段包括3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星和1顆地球同步軌道衛(wèi)星部署完成后,準(zhǔn)天頂系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到6厘米。這種數(shù)量級(jí)的差異是通過(guò)什么技術(shù)做到的?
劉智星解釋說(shuō),準(zhǔn)天頂衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所能達(dá)到的厘米級(jí)別定位精度,是通過(guò)L6信號(hào)對(duì)GPS的增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其所提供的精密單點(diǎn)定位是實(shí)現(xiàn)全球精密實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位與導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù),也是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)定位方面的前沿研究方向,但并非日本獨(dú)有。在應(yīng)用上,L6信號(hào)不與GPS信號(hào)兼容,接收需要專(zhuān)門(mén)的接收機(jī)和天線,可用于高精度測(cè)量、建設(shè)機(jī)械高精度施工以及IT精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。由于天線和接收機(jī)比較大,無(wú)法和手機(jī)等移動(dòng)終端相比,現(xiàn)階段僅可用于測(cè)量?jī)x器以及車(chē)載。
準(zhǔn)天頂技術(shù)優(yōu)勢(shì)及爭(zhēng)議
到2023年準(zhǔn)天頂衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到7顆,就具備了脫離GPS系統(tǒng)獨(dú)立工作的能力,成為日本的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。這個(gè)過(guò)程提供了一個(gè)測(cè)試和論證的在軌平臺(tái),將極大地推動(dòng)日本在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的自主研發(fā)能力。但是在應(yīng)用方面,有媒體指出,由于準(zhǔn)天頂是區(qū)域系統(tǒng),無(wú)法普及,可能會(huì)陷入獨(dú)自進(jìn)化怪圈。
劉智星說(shuō),準(zhǔn)天頂系統(tǒng)并非面向全球,只有日本及周邊可以使用的接收機(jī)無(wú)法保證市場(chǎng)規(guī)模。雖然自動(dòng)駕駛領(lǐng)域是高精度定位的應(yīng)用熱點(diǎn)之一,但由于定位時(shí)間以及衛(wèi)星信道傳送的延遲等原因,現(xiàn)階段還只能作為其他傳感器的輔助來(lái)使用,日本的企業(yè)界反應(yīng)也并不太熱烈。不過(guò),放眼將來(lái),在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的第四階段,即完全由人工智能主導(dǎo)駕駛階段,厘米級(jí)精度的絕對(duì)位置非常必要。假設(shè)到時(shí)L6對(duì)應(yīng)高精度芯片量產(chǎn)價(jià)格能夠達(dá)到1000日元以下,優(yōu)于現(xiàn)在自動(dòng)駕駛依賴的相對(duì)定位傳感器如攝像頭、LIDAR等價(jià)格,那么準(zhǔn)天頂系統(tǒng)可能具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。
北斗是完整的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
劉智星最后說(shuō),中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正在開(kāi)啟全球建設(shè),同時(shí)也在進(jìn)行增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)。在天基增強(qiáng)方面,日前,在國(guó)際民航組織導(dǎo)航系統(tǒng)專(zhuān)家組第四次會(huì)議上,北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)(BDSBAS)被正式授予SBAS系統(tǒng)供應(yīng)商ID和系統(tǒng)時(shí)間ID,BDSBAS成為世界上第六個(gè)星基增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),為航空應(yīng)用提供亞米級(jí)服務(wù)。另外,合眾思?jí)褟?013年開(kāi)始開(kāi)發(fā)厘米級(jí)北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)。我們可以共同期待“中國(guó)精度”。
?。萍既?qǐng)?bào)東京11月9日電)