摘要:2020年中国北斗三号投入全球服务,国际上全球导航卫星系统(GNSS)格局基本形成,就是美、俄、中、欧的四大全球系统,和日本与印度的两个区域系统代表的六大卫星导航服务提供商,将卫星导航应用服务的大局基本上固化起来了。卫星导航系统的优势和劣势也已经暴露无遗了。
2020年中国北斗三号投入全球服务,国际上全球导航卫星系统(GNSS)格局基本形成,就是美、俄、中、欧的四大全球系统,和日本与印度的两个区域系统代表的六大卫星导航服务提供商,将卫星导航应用服务的大局基本上固化起来了。卫星导航系统的优势和劣势也已经暴露无遗了。
GNSS成为为全球60多亿用户服务的重大时空信息工具,成为不可或缺又须臾离不开的重大技术支撑系统,而且对其的依赖性越来越大。同时,人们也发现GNSS的脆弱性与干扰和欺骗的威胁日益严重,为此提出了弹性PNT、互补PNT和替代PNT等一系列概念,目的就是寻求可靠可信的PNT服务。
2024年发生的三件大事值得关注,这就是:
第一件事是,2024年4月欧洲导航创新和支持计划咨询委员会发布了《PNT愿景2035》白皮书;
第二件事,是经过多年的酝酿和策划准备,2024年4月中国时空信息集团公司终于宣告成立,这是我国导航界的一个重大发展里程碑;
第三件事,是2024年12月美国交通部推出其《定位导航和授时战略规划》,强调战略规划的目的、PNT的重要性,以及规划的五大战略目标。
在此,我们就GNSS跨入PNT发展新时代,探讨发展趋势和实践例证。
对于全球而言,今后相当长一个时期内,GNSS还是PNT服务的大头,是主赛道基础。从长远来讲,弹性PNT的实现还是要依托增强(或者说是保护、优化、增强和采用—PTAA)GNSS来推进,这是现实的需要,也是发展的需要。我国目前强调北斗规模应用,也是基于这样的考虑,推进市场化、产业化、国际化,推进从北斗导航向中国时空的跨越发展与伟大转变。这是世界潮流,从GNSS向CPNT的创建、测试和应用服务转变。CPNT归根结底是创建天上一张网,地面一张网,实现天罗地网式的全面化布局。
02多模化融合创新是在实现互补PNT(CPNT)全面解决方案套娃式多层次总体架构,只不过是形式,其真正的实质是多模化融合创新,这是信息社会的时代特征所决定的,层出不穷的创新相互之间有千丝万缕的联系,这是需求引来的结果,也是科技服务产业的必然。又何况是新时空这么大而无当的产业,许多技术是息息相关。融合系统、技术、数据、网络、产业,比比皆是。互补PNT既能够解决GNSS所受的脆弱性、干扰和欺骗、网络攻击,与过度依赖性的威胁难题,又能够开拓出一片崭新的天地,让PNT更好地服务产业、服务大众、服务社会,创造无穷的价值。
图片来源:NASA
03导航与通信的融合是融合创新的核心主线,是康庄大道当前,对于PNT,或者说是时空技术与产业来说,最为需要的融合创新是导航与通信的融合,PNT与5G/6G、超宽带(UWB)、WiFi、蓝牙技术、物联网……的融合,已经成为行业的热点,已经成为大趋势,对于空间而言,首当其冲的是室内外的无缝融合,在利用低轨卫星的同时,更加需要的是快速形成地面一张导航与通信的融合网络,这是市场需求,也是大众的需求,还是安全保障的需求。所有的技术基本上都已经成熟就绪,产业发展上是“万事俱备,只欠东风”,业已到了“一鸣惊人,一呼百应”的发展时机。
04室内外融合高精度定位、导航和授时是当务之急重中之重CPNT的重点,目前是在地面一张网,还有大众化产业发展,信息社会,是信息服务大众的社会,是信息服务百姓的时代,新时空(PNT)即服务,就是人人服务、服务人人的新纪元。实际上,所有的PNT服务,都是与人事物有关,绝大多数是本地化服务。现在的目标是从GNSS的室外,走向PNT的泛在,首先是室内,这就是产业发展方向和大趋势,也就是从开阔空间,跨入非暴露空间,而且其起点很高,一开始就是高精度导航,这是一种跨越发展,这是一场革命。所谓革命,至少要实现跨越升级,至少要攻坚克难,至少要拼搏奋进,至少要换换脑筋。
05CPNT的本质是时空智能和智能时空的集合,是时空之力时空之力,是一种神圣的力量,只有时空一体,只有在高精度条件下,才能显示出时空智能的伟大力量,不然就是一句空话。而只有在卫星导航出现后,才找到了高精度时空信息一体化提供的契机。此时,才能够保证实现时空一体与人事物结合的唯一性原理,才能够体现其时空智能的本质,才能够推进自动化自治化无人化。时空智能与智能时空则是两个概念,智能时空,只是人工智能用于时空信息处理,进行机器学习和深度学习,以及计算机视觉等应用。而时空智能本身,就是个巨大无比的智能体,代表的是宇宙法则,是原生智能,是其他智能无法比拟的,是无以伦比的巨大宝藏。
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来源:卫星与网络