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系列報道篇一丨將“北斗”寫入國際標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)布時間:2020-10-27 10:43

          北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是迄今為止我國航天史上規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜、服務(wù)性能要求最高、系統(tǒng)性最強、建設(shè)任務(wù)最繁重的系統(tǒng)工程。標(biāo)準(zhǔn)化工作相伴北斗系統(tǒng),發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)保障作用。在國家有關(guān)部門的大力支持下,中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室提前布局,組織有關(guān)單位,在開展一批重要國家標(biāo)準(zhǔn)和專項標(biāo)準(zhǔn)制定工作的同時,啟動支撐北斗全球應(yīng)用的國際標(biāo)準(zhǔn)化推進工作。北斗已加入民航、海事、移動通信、搜救衛(wèi)星等國際性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,多項支持北斗信號的國際標(biāo)準(zhǔn)相繼發(fā)布。


      自10月26日起,本公眾號將持續(xù)發(fā)布中國質(zhì)量報系列文章,深入報道北斗國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。


         接收機通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。由專業(yè)國際組織制定的接收機國際通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括國際海事無線電技術(shù)委員會(RTCM)的標(biāo)準(zhǔn),國際航海電子協(xié)會(IMEA/NMEA)的標(biāo)準(zhǔn),國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)服務(wù)局(IGS)的標(biāo)準(zhǔn)及其與RTCM聯(lián)合制修訂的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)涉及各類民用GNSS接收設(shè)備,可以說,幾乎所有的通用GNSS終端設(shè)備都會支持上面的一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)。


          澄清對“北斗”的誤解


          全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)競爭激烈,標(biāo)準(zhǔn)是國際市場的通行證。如果北斗缺位國際標(biāo)準(zhǔn),國產(chǎn)接收設(shè)備就無法進入國際市場。


  RTCM的第104專業(yè)委員會(RTCM SC-104)負(fù)責(zé)差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)協(xié)議(DGNSS)、接收機數(shù)據(jù)自主交換格式(RINEX)等標(biāo)準(zhǔn)的制修訂,中國僅有少數(shù)機構(gòu)(企業(yè))加入該組織,武漢導(dǎo)航與位置服務(wù)工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司(以下簡稱“武漢導(dǎo)航院”)即為國內(nèi)企業(yè)在該組織中的佼佼者。


  2013年9月,在RTCM SC-104年會上,北斗系統(tǒng)工作組(BDS WG)成立,武漢導(dǎo)航院韓紹偉博士擔(dān)任該工作組主席,劉暉教授擔(dān)任副主席。


  韓紹偉和劉暉深知,由于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),廠商對北斗系統(tǒng)(BDS)信號中的NH碼符號規(guī)則理解各不相同,不同廠商接收機之間、接收機和軟件之間,以及參考站系統(tǒng)服務(wù)中都有可能造成精密數(shù)據(jù)處理失敗問題,大部分用戶將其歸結(jié)為BDS信號質(zhì)量差、衛(wèi)星分布不好等系統(tǒng)原因,損害了北斗系統(tǒng)的聲譽。


  BDS WG的成立,使我國專家有機會向國際社會澄清,北斗高精度應(yīng)用中存在的服務(wù)失敗、系統(tǒng)兼容性差等問題并非北斗系統(tǒng)本身造成。經(jīng)過協(xié)調(diào),國際主要接收機制造商均接受了BDS WG的建議。BDS WG隨后圍繞BDS星歷參數(shù)期卷(IOD)問題展開攻關(guān),最終提出用戶修訂接口文件(BDS ICD)的方案,徹底解決了因缺乏星歷參數(shù)組的識別機制,導(dǎo)致BDS高精度應(yīng)用可靠性受影響的另一難題。


  劉暉說,接收機通用數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)是由各國政府和產(chǎn)業(yè)界共同發(fā)起,經(jīng)過充分技術(shù)協(xié)商后形成的廣泛遵守的規(guī)則,在衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)界則反映出該國企業(yè)整體技術(shù)水平和創(chuàng)新能力,中國企業(yè)積極投入到國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂的浪潮中,遵守國際規(guī)則,從技術(shù)出發(fā)去論證,用標(biāo)準(zhǔn)的語言去對話,是國際標(biāo)準(zhǔn)化推進過程中重要的行動原則。秉承這一原則,BDS WG工作組開展了一系列卓有成效的工作,極大增強了全球用戶對北斗高精度應(yīng)用的信心。


進入標(biāo)準(zhǔn)制修訂核心

  國外企業(yè)或機構(gòu)提出的北斗系統(tǒng)電文并不能支持網(wǎng)絡(luò)實時載波相位差分(RTK)及狀態(tài)空間參數(shù)(SSR)應(yīng)用,對北斗全球推廣應(yīng)用十分不利。


  2018年5月,RTCM SC104會議任命劉暉為網(wǎng)絡(luò)RTK工作組主席,這是我國繼取得BDS工作組主席后的第二個工作組主席,標(biāo)志著我國企業(yè)逐步進入RTCM標(biāo)準(zhǔn)制修訂的核心,對北斗全球系統(tǒng)多模多頻網(wǎng)絡(luò)RTK等新技術(shù)體制下的高精度定位標(biāo)準(zhǔn)的制修訂有著重大意義。


電文北斗進入兩項國際標(biāo)準(zhǔn)

  接收機自主交換格式(RINEX)是GNSS領(lǐng)域內(nèi)另一重要的國際通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式,涉及高精度接收機、數(shù)據(jù)處理軟件等產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2016年,RINEX工作組正式公布了全面支持BDS的RINEX3.03版本標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著北斗系統(tǒng)完整進入RINEX標(biāo)準(zhǔn),北斗接收機國際通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式工作取得階段性重要成果。


  NMEA0183是GNSS定位數(shù)據(jù)輸出的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),涉及到智能手機、各類專業(yè)接收機、可穿戴定位設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等以億計終端設(shè)備,是極為重要的國際標(biāo)準(zhǔn)之一,由IMEA/NMEA負(fù)責(zé)制修訂。2013年前,該組織中無中國企業(yè)代表,標(biāo)準(zhǔn)中缺乏北斗相關(guān)內(nèi)容。BDS WG成立后,在2016到2017年間,在RTCM中成立了NMEA/RTCM聯(lián)合工作組,2018年,支持BDS的NMEA0183標(biāo)準(zhǔn)正式公布,為北斗接收機走向國際市場奠定了基礎(chǔ)。


  劉暉表示,隨著北斗三號系統(tǒng)的建成并投入運營,給中國企業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇。首先北斗高精度應(yīng)用成為日益重要的任務(wù)之一,持續(xù)參與國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程、推動北斗國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂,是中國企業(yè)走出去,向國際衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量的重要舉措。其次,應(yīng)以實事求是、虛心學(xué)習(xí)和包容的心態(tài)去應(yīng)對技術(shù)上爭議,踏踏實實提高自身的技術(shù)水平,打鐵還需自身硬,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的國際化進程根本上是取決于我們產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和儲備。第三,衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的快速發(fā)展,多模多頻高精度定位、多源融合導(dǎo)航、高精度完好性應(yīng)用等技術(shù)的出現(xiàn),迫切需要國際標(biāo)準(zhǔn)更新?lián)Q代,與系統(tǒng)和技術(shù)發(fā)展相匹配,中國企業(yè)一定要把握好這一難得的機遇。

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