编者按
1月12日7时18分，我国西昌卫星发射中心成功发射了第26、27颗北斗导航卫星。卫星入轨并经测试及入网验证后，可对外提供服务。按照计划，北斗卫星导航系统将于2018年年底服务“一带一路”沿线国家。这是北斗卫星导航系统2018年首次发射，正式拉开新年度北斗高密度发射序幕。
这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号工程第3、4颗组网卫星。
从去岁到年初，四颗北斗三号全球组网卫星相继发射升空，将大家的目光再次聚焦到北斗工程这一大国重器之上。虽然北斗卫星离我们很遥远，但北斗卫星导航系统早已渗入我们每个人的生活。那么，我国的北斗工程进展到了哪一步?北斗如何为国防效力、为大众生活服务?还有哪些局限将在未来获得突破?中国妇女报·中国女网记者从“北斗女神”徐颖这里得到如下解答。
记者：请介绍一下你在整个北斗系统工程中所负责的研究项目。
徐颖：卫星导航系统分为三部分，一是空间段，指天上的卫星。二是地面段，指地面的中心站等地面大型设施。三是用户段，指用户终端接收机。我们主要研发地面接收机等部分，也就是地面终端。
记者：最近，杭州下城区延安路正式启动的共享单车电子围栏试点，就是通过借助北斗导航的“天眼”卫星定位技术，虚拟出38个“电子框”，市民租车如果没有停放在正确区域，会第一时间收到短信提醒。可见，北斗已走进大众日常生活。那么大众如何知道自己的手机中有没有开始使用北斗呢?
徐颖：对于大众应用来说，只需下载一个软件，就能知道手机里有没有北斗了。现在很多国产手机如华为、小米、魅族的部分型号手机已经安装了北斗卫星导航系统，我的手机也有(拿出手机打开北斗伴APP)。你看，这个以中国国旗做头像的就是北斗。但是卫星导航系统信号很弱，室内收不到信号，在室外才会有显示。
记者：卫星导航系统信号弱、室内无法接收这一问题在未来是否能得到解决?
徐颖：针对室内信号弱这个问题，目前我们正在进行PNT体系(定位导航授时)的研究。之所以卫星导航系统会存在室内信号弱这个问题，是因为卫星导航系统具有天然脆弱性。我们都知道，卫星距离我们大约有2万～3万多公里，无法在天上发出强信号，信号到达地面也会很弱，弱到相当于在2万～3万公里远的地方放置一个微波炉。那么信号通过穿墙到达室内后就更弱了。
当然，也可以通过极微弱信号处理增强卫星信号，但是代价太高，不适合普及推广。所以室内、水下、地下都属于卫星导航系统的空白领域，目前没有特别好的解决方法。这也是我们目前和未来研究的重点。
记者：建成北斗对我国国防具有什么样的意义?
徐颖：军用上一定要有自己的导航技术。我最近听到这样一句话非常认同：卫星导航系统是一把守护国门的金钥匙，自己家的这把金钥匙一定要握在自己人手中。
对于全世界应用最广泛的美国GPS导航系统来说，曾有一段时间，美国在自己的导航系统上添加了干扰性误差，美国自己知道误差数据、可以直接修正，但其他国家就无法修改，那时候GPS系统的精度在百米左右。后来全世界抗议，美国才取消了人为误差，把精度恢复到十米左右。
记者：北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统相比有什么优势?您如何评价目前北斗的精度和发展速度?
徐颖：北斗导航用户终端具有双向报文通信功能，用户可以通过北斗导航发送信息，一次可发送120字的信息。目前，这一应用在很多领域都发挥着作用。比如现在大陆沿海的很多渔船上都装了北斗的应用终端，当渔船遇险时，渔民可以及时发出求救信息，相关部门能迅速定位并提供海上救援或外交指挥。通过北斗系统，渔船不仅可以像其他卫星导航系统一样知道自己在哪里，也能让救援人员知道他们的位置，还能知道救援人员的位置，大大提高了救援效率。
但卫星导航系统的精度跟环境、算法、接收终端等诸多因素相关联，如可以用差分等方式将精度做到亚米级，但必须要有通讯接口接收发出的修正误差;也可以不惜代价，用很大的天线等设备接收信号，但不方便携带。所以，很难直接对目前现有的几个导航系统做出评价，一定要在不同的应用条件下再来谈精度，不设定限制条件只谈精度没有意义。
GPS系统自20世纪70年代开始建，1994年才建成。伽利略系统开始建设比我们早一点，但去年年底他们的信号才能定位。这样来看，我们的北斗系统建设速度非常快。目前，在技术上，北斗与GPS已经不相上下，但北斗还没有实现全球覆盖，所以等到2020年再比较更客观一些。
记者：预计到2020年，我国将建成北斗全球系统，向全球提供服务。那么在推广中，北斗系统将面临哪些挑战?如何让全世界信任北斗、使用北斗?
徐颖：让全球接受北斗是一个极富挑战性的过程，所以在民用角度要做到GPS和北斗的兼容和互操作也是基于这一原因。GPS毕竟比北斗早建设了很多年，它在行业的推广、大众认可度上都有优势。我也经常回答一个问题：北斗什么时候能取代GPS?其实在民用领域，这两个导航系统并不应该“有你没我”，而应该共同为全球用户提供更好的定位服务。
要让世界相信北斗，就要靠实力说话。比如目前北斗系统已经在“一带一路”地区提供服务，通过实测，北斗系统的精度确实很好，这种结论性数据更有说服力。
记者：最近几年，你做了非常多的科普工作，让大众更了解北斗卫星导航系统，并对这一国之重器充满信心。除了我们看到的一些视频讲座，你还会通过哪些渠道向大众介绍、推荐北斗系统?
徐颖：除了参加一些科普活动，我有空会通过社交网络回答网友提出的问题。比如最近中国卫星导航系统管理办公室冉承其主任与美国国务院空间和先进技术办公室戴维·特纳副主任签署了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》，提出北斗和GPS两套系统在国际电联(ITU)框架下实现射频兼容，实现民用信号互操作，并将持续开展兼容与互操作合作。
那么会有人问：北斗为什么要跟GPS兼容，它自己不能独立定位吗?看到这样的问题，我会在网上解释一下：兼容是从系统建设层面来设计的，跟它是否能独立定位没有关系。北斗系统当然能够独立定位。对民用领域来说，导航系统做到兼容和互操作，好处是大家的手机既可以用北斗也可以用其他导航系统。这样，人们的手机上就有更多卫星可以用，就能拥有更好的定位精度和更好的定位可靠性。(根据卫星导航系统的工作原理，接收终端比如手机需同时连接至少4颗导航卫星才能实现定位。如仅使用单一导航系统，可能在某一区域上空卫星数量有限，一旦接收机与某颗卫星断开联系，就会影响定位服务的持续性。编者注)
记者：目前以及未来，请问你还将研究、解决哪些北斗难题?对北斗系统未来发展有哪些预期?
徐颖：目前要解决的难题，除了做好室内定位，还希望能利用低轨道卫星和浮空器平台如气球、飞艇、无人机，在空基和20公里高空这个“卫星下不来、飞机上不去”的空白区域进行一些研究，如搭载低轨卫星进行的导航增强实验，来解决卫星导航定位系统存在的天然脆弱性问题。
未来，北斗的发展将是稳步建设和应用推广的过程。我希望北斗能够在应用推广上能走得更好更远。希望有一天，所有人的手机打开，都能听到“北斗提醒您”这样的声音。
■ 中国妇女报·中国女网记者 周韵曦
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