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张仲麟:北斗标准被国际接纳,意味着什么?
当然可见星数只是一个侧面指标,最直观而且最重要的指标还是定位精度了,而在GNSS系统中所使用的指标就是位置几何精度因子(PDOP),在用户测距误差一定的情况下,PDOP越大定位精度越差,PDOP越小定位精度越高。
从数据中可以看到,北斗系统在全球大部分区域定位精度高于GLONASS,与GPS相当,但在印太区域是精度最高的。这也是得益于北斗系统中GEO及IGSO轨道卫星对印太地区的区域性加强。以PDOP这一关键指标而言,北斗系统具备了全球大部分区域与GPS相当,印太地区强于GPS的能力。至于欧洲的伽利略系统,从测试评估研究中心未收录其性能情况一事就可见一斑。
PDOP数值越低代表着定位精度越高,白色则是最高
北斗标准被国际接纳代表着什么
自2010年中国向国际民航组织提交北斗系统标准开始,时隔13年之后终于纳入国际民航组织的标准之中。此前国际民航所采纳的GNSS系统标准只有GPS与GLONASS,但由于GLONASS在世界大部分地区的定位性能不如GPS,加上GPS有着更好的商业化应用,使得实际使用中依然是以GPS为主。
图源:央视视频
过高依赖GPS这一单一系统,使得民航飞机的GNSS导航系统在面临一些特殊情况时就较为脆弱。例如在巴以冲突中,以色列对东地中海地区的GPS信号进行欺骗式干扰,导致该区域内民航飞机的GNSS定位产生了极大的偏差,明明飞行在海面上,定位却出现在以色列北部地区,对区域航空安全产生了不小的影响。
而随着北斗系统的加入,使得民航GNSS系统有了不亚于GPS的选择,纵使以色列可以在某些大国的暗中协助之下,对GPS进行大范围的欺骗式干扰,但对北斗系统进行大范围欺骗式干扰就没那么容易了。
随着北斗系统加入民航GNSS导航体系,使得全球航空导航体系不再局限于某一单一系统,极大的提升了整个系统的鲁棒性和稳定性。一旦由于各种原因GPS系统或其他GNSS遇到干扰或者不可用的情况,北斗系统就可以提供备用的导航服务,增强整个航空体系的安全性。而且在亚太地区,北斗系统优于其他GNSS的定位精度,无疑可以更好地为该区域内飞行的民用航空提供定位服务。
北斗系统特有的短报文上传系统,在航空领域也有着极大的应用空间。就以至今依然不知去向的MH370航班,如果在飞机的GNSS导航系统中配置北斗系统并定时上传位置信息报文(如每十分钟一次),那么对失联飞机的搜索工作来说,就可以极大地缩小搜索范围了,也就可以更快地开展搜索工作。更不用说在一些现有空地信息交换系统(如ACARS、VHF等)无法工作的偏远地区(如南印度洋、南大西洋等),北斗短报文可以充当一种紧急时刻的替代通讯手段。
而国际民航组织也意识到了单一依赖GPS系统所带来的隐患,因此现在开始在航空GNSS系统上努力推广DFMC GNSS系统(双频多模全球导航卫星系统)。DFMC GNSS允许终端同时接受四个GNSS星座(北斗、GPS、GLONASS、伽利略)的双频信号,以获得更高的定位精度与系统冗余性,而且可以在更高精度的支持之下进行更为复杂和精密的飞行。
在国际民航组织的DFMC GNSS框架下,北斗的加入不仅意味着更精确的全球覆盖,特别是在亚太地区,还意味着系统在抵御干扰和信号失真方面的能力得到了增强。这为航空器提供了更为稳定和可靠的导航支持,从而提高了整个航空系统的安全性。
北斗系统成功的融入国际民航标准,也是一种国际合作与技术交流的典范。它促进了全球航空导航技术领域的合作,为全球航空导航技术的标准化和统一铺平了道路。这种国际合作的深入,无疑将推动全球航空行业的健康和持续发展。可以说北斗系统的加入,不仅是对中国航天科技成就的肯定,更是全球航空导航系统向着更加全面、高效和协调发展的重要一步。
从远古时代北斗星的简单导航到现代北斗卫星系统的复杂技术,我们见证了人类导航历史的一次伟大跨越。而未来,随着技术的不断进步和国际合作的深入,北斗系统将在全球航空航天领域发挥更大的作用,为全人类的交流与发展贡献更多的力量。
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