专家:尽快让“北斗”服务海洋工程建设

来源:环球网   发布时间:2015-05-20 16:08:47 
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访中国交建科技部副总经理、国家发改委北斗交通运输领域责任专家田俊峰

经分析研究,田俊峰带领的团队今年年初提出:“在我国尚无星基增强系统(SBAS)提供实时位置改正服务的情况下,对远离大陆、没有固定坐标基准的远海海域,使用北斗导航定位系统是唯一正确的选择。 ”这一论断已被发改委北斗专家组接受,写入了发改委北斗应用推广会议纪要。可以预见,国家今后将加大力度,支持北斗技术在我国远海综合开发领域中的推广应用。

安装了北斗系统的上航局新海豚轮正在作业

本报记者 王士刚 张曦 通讯员 汪胜

记者:近两年来,我国北斗卫星系统加快了发射与组网的步伐,目前北斗应用产业发展是怎样的?

田俊峰: 2013926日,国务院批准《国家卫星导航产业中长期发展规划》 (以下简称《规划》 )并公开发布,标志着卫星导航产业发展已经成为国家重大战略。 《规划》围绕产业发展的总体目标和主要任务,组织实施五个重大工程,以加快培育和发展卫星导航产业,带动产业基础能力提升、重点领域技术创新、规模化应用推广和国际化发展。

《规划》出台了,企业需要在符合自身发展方向的领域把北斗系统的应用纳入行动计划。上航局对北斗卫星导航系统的应用进行了非常有益的尝试,从2008年就开始着手北斗系统的研究, 2010年完成《基于北斗卫星的潮位站数据传输技术研究》 2013年完成《基于北斗系统的疏浚船舶综合信息传输技术研究》 ,该成果通过开发形成了基于北斗兼容系统的智能疏浚综合信息及工程船舶位置管理平台。该平台突破了北斗数据多卡并发传输及相关软件等关键技术,经实际应用测试效果良好,属于国内首创,总体上在海洋工程疏浚领域达到了国际先进水平。

中国交建对此项目的进展高度重视。如果我们充分发挥北斗系统短报文通信等特色优势,结合新一代信息技术发展,创新应用,通过若干应用示范工程建设,加大北斗系统在海洋土木工程的应用推广力度;不仅可为公司的生产运行降本增效,还可以获取新的经济增长方向,占领市场制高点,并带动国家卫星及应用产业市场化、规模化、产业化发展,这就是真正贯彻执行《规划》的真正意义。

记者: GPS在国内商用卫星导航市场基本处于霸主的地位,北斗民用该如何发展?

田俊峰:北斗是后起之秀,很多方面还比不上GPS,这是基本事实。不过,北斗也具有众多优势。北斗系统的定位精度与GPS相当,但比GPS多一种重要功能--短报文通信,所以它还适用于需要导航与移动数据通信相结合的用户。北斗系统与其他卫星导航系统之间具有兼容与互操作,目的是促进卫星定位、导航、授时服务在更广泛领域深度应用,推动卫星导航及相关产业全面发展。

目前我国北斗高精度卫星导航系统是国际上唯一具有同步轨道卫星并能支持三个频率工作的系统,它在高精度导航定位方面比GPS等其它卫星导航系统更有优势。武汉大学201311月在泰国的实验观测证实, GPS自主定位精度为13米,而北斗自主定位精度可以达到3 ~ 5米,说明北斗星座系统在赤道附近是最佳的导航系统。靠近赤道, GPS的覆盖较小,而北斗密集覆盖,北斗定位精度大大优于GPS。所以,在我国尚无星基增强系统(SBAS)提供实时位置改正服务的情况下,对远离大陆、没有固定坐标基准的远海海域,使用北斗系统导航定位是唯一正确的选择。

在实际使用中我们也发现,船舶在赤道区域, GPS定位有时候靠不住,位置偏差往往达到上百米,不得不用原始的人工目测来解决定位问题,严重影响了施工生产。后来建立基于北斗技术的项目指挥系统,能够在内外网上,实现普通手机与北斗手持终端间的双向短信互通,以及北斗手持终端的自动位置上报功能,还可监控到具体施工情况。

在通信方面, GPS信号接收端只能被动接收卫星信号,飞机、船舶一旦遭遇事故,只能等待GPS来搜寻自己,而北斗具有双向通信功能,信号接收端也可以主动向卫星系统发出消息,从而实现其搜救功能。

随着北斗系统的建设与完善,我国将拥有自主运行管理并足可媲美GPS系统的导航卫星资源。同时,在国家卫星导航科技专项和相关政策推动下,我国卫星导航产业面临宏大的市场前景。

记者:交通运输建设领域在应用北斗上作了哪些工作?

田俊峰: 20121227日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务。20121231日,交通运输部率先做出反应,加快推进"重点运输过程监控管理服务示范系统工程",推进河北等9省市加快全国道路货运车辆公共监管与服务平台的建设及"两客一危"车辆车载终端的安装,确保首个北斗工程行业示范项目按照进度完成。

当前,北斗在交通运输行业的应用推广主要围绕着落实交通运输安全监管来进行。据了解,北斗交通应用示范工程带动了100多家国内终端企业进入北斗领域,并促使北斗核心芯片价格下降,有力地推动了北斗应用推广与产业化进程。下一阶段还将在海上搜救、内河航运、货运物流和公众出行等领域开展北斗应用示范,进一步推动北斗在交通运输行业的全面应用。下一步,尚需要在沿海和内河运输船舶、工程船舶等方面加大推广应用力度,进一步推动北斗在交通运输行业的应用领域。

记者:中国交建在进行交通建设工程中是如何应用北斗系统的?

田俊峰:中国交建业务足迹遍及世界100多个国家和地区,建设了建国以来绝大多数沿海大中型港口码头、航道和海上人工岛建设,不仅代表了中国最高水平,也反映了世界最高水平。我们也在面临新的问题:远离大陆的人工岛礁建设需要的高精度定位问题和建设监控信息,如何能够高效、费用低廉?茫茫大海中的跨海大桥,如何高精度定位?如何实时监控?离岸航道疏浚,如何保证潮位控制、测量数据及时更新?如何保证施工精度?在政治敏感区域,如何保障我们的信息安全?

海洋土木工程投资大、风险高、重型装备使用量大、技术和管理难度大,工作环境远离陆地、地质复杂、工况恶劣、腐蚀严重,甚至涉及敏感地区。拥有自主技术的高精度卫星导航定位、图文信息传输技术是实施海洋工程必备的技术保障手段。通过北斗系统的RDSSRNSS双重技术体系与兼容GPS等系统的多模集成应用,并与其他无线数传技术互补,不仅可实现全海域的无线数传服务,而且能够实现海洋工程船舶厘米级的精准定位服务。基于北斗系统的海洋土木工程的信息化建设,是提升海洋土木工程项目整体水平的突破点。

上航局在《基于北斗系统的疏浚船舶综合信息传输技术研究》成果的基础上, 2013年初开始了《基于北斗兼容系统的工程船舶智能位置服务平台研制与应用》项目,对北斗系统进一步深入研究并开始应用示范,并通过了国家发改委专家审核组的评审,获得国家专项研发补助资金。目前,该项目正在顺利推进中。

该项目目标是研制智能位置服务平台及其终端设备,建立船岸数据通信协议,实现标准化接入、自动数据交换,与其他数传方式互补,实现无缝连接,水平定位以北斗系统逐步兼容、替代GPS,开发可视化三维船舶监控、施工效果优化分析调度系统,满足用户远程监控与报警和远程故障诊断需求。通过在上航局90艘工程船舶上进行示范应用,开拓北斗系统在工程船舶海洋工程中应用新领域。

该成果已获得实用新型专利9项,已登记计算机软件著作权12项,已申请发明专利3项;其中2013年新申请专利技术4项,北斗集群数据传输型设备和系统、北斗多卡终端设备和系统分别申请了发明专利和实用新型专利。至2013年年底,累计投入约3000万元,今年还将加大投入完成整个项目。

记者:中国交建在北斗系统应用上有怎样的计划?

田俊峰:中国交建对该项目的推广应用高度关注,也进行了专项资助,并着手在公司内推广应用的准备。虽然目前北斗系统的覆盖范围还有局限性,但随着北斗系统的建设与完善,项目在公司的率先实施,可以使北斗卫星在行业内应用市场占有先机,获得了充足的通信空间,为生产指挥调度及应急安全管理提供多重数据保障。

在各类远海开发工程中,推广应用北斗技术是国家建设海洋强国战略的需要,中国交建是国内唯一具备远海工程开发建设的企业,向离岸远海发展,我们需要北斗的支持。

当前,中国交建研究提出了北斗技术应用的“三步走”战略:2008 - 2014年,以北斗船舶安全应用为突破口,攻克关键技术;2013 - 2015年,建立船舶应急指挥系统; 2014 - 2016年,研制“远海开发北斗管理服务平台” ,实现对公司项目部的人员、装备、物资的安全管理与应用示范。

十八大后,国家明显加快了北斗应用推广的步伐, 2013年国务院发布《国家卫星导航产业中长期发展规划》 ,把北斗应用真正纳入了国民经济发展中考虑。国家发改委、财政部决定,于2014 - 2016年组织开展北斗卫星导航产业重大应用示范发展专项。我们把握机遇,获得国家发改委高新技术产业司、财政部经建司的科技示范工程的经费支持,进行远海开发北斗管理服务平台的建设及应用示范。通过科技示范工程,证明北斗定位技术的可行性、先进性。该科技示范工程将通过技术创新和商业模式创新,融合成熟的无线射频识别技术(RFID)和中国自主卫星移动通信系统,部署各类北斗终端设备5万台以上,完成远海开发建设急需的高精度定位基站建设、人员安全管理、船机装备安全监管与远程诊断、物资安全管理以及远海工程管理服务平台研制与应用示范。

通信是北斗系统相对于GPS等卫星导航系统具备的一个很大的优势,但与传统的“通信”不同,北斗的通信功能只能是对现有的地面无线通信方式的一个补充,通信容量的限制制约了后续发展。中国交建及国内工程船舶需求逾千艘,如以短报文通信最大需求为每分钟2万次计,约为北斗入站容量的20 %。必须制定通用规则,采用运营商模式监控船舶信息,避免信息碰撞而导致信息丢包。目前的北斗系统还没有完全满足企业的需求,希望自主研发的覆盖全球的卫星导航定位系统和宽带通信能够早日实现。

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