系列报道篇一丨将“北斗”写入国际标准

2020-10-27 13:29:48 秘书处 4

北斗卫星导航系统是迄今为止我国航天史上规模最大、技术最复杂、服务性能要求最高、系统性最强、建设任务最繁重的系统工程。标准化工作相伴北斗系统,发挥着重要的基础保障作用。在国家有关部门的大力支持下,中国卫星导航系统管理办公室提前布局,组织有关单位,在开展一批重要国家标准和专项标准制定工作的同时,启动支撑北斗全球应用的国际标准化推进工作。北斗已加入民航、海事、移动通信、搜救卫星等国际性行业标准体系,多项支持北斗信号的国际标准相继发布。

  自10月26日起,本公众号将持续发布中国质量报系列文章,深入报道北斗国际标准化工作。

  接收机通用数据标准与全球卫星导航产业密切相关。由专业国际组织制定的接收机国际通用数据标准主要包括国际海事无线电技术委员会(RTCM)的标准,国际航海电子协会(IMEA/NMEA)的标准,国际全球卫星导航系统(GNSS)服务局(IGS)的标准及其与RTCM联合制修订的标准,这些标准涉及各类民用GNSS接收设备,可以说,几乎所有的通用GNSS终端设备都会支持上面的一种或几种标准。

澄清对“北斗”的误解

  全球卫星导航产业竞争激烈,标准是国际市场的通行证。如果北斗缺位国际标准,国产接收设备就无法进入国际市场。

  RTCM的第104专业委员会(RTCM SC-104)负责差分全球导航卫星系统协议(DGNSS)、接收机数据自主交换格式(RINEX)等标准的制修订,中国仅有少数机构(企业)加入该组织,武汉导航与位置服务工业技术研究院有限责任公司(以下简称“武汉导航院”)即为国内企业在该组织中的佼佼者。

  2013年9月,在RTCM SC-104年会上,北斗系统工作组(BDS WG)成立,武汉导航院韩绍伟博士担任该工作组主席,刘晖教授担任副主席。

  韩绍伟和刘晖深知,由于没有统一标准,厂商对北斗系统(BDS)信号中的NH码符号规则理解各不相同,不同厂商接收机之间、接收机和软件之间,以及参考站系统服务中都有可能造成精密数据处理失败问题,大部分用户将其归结为BDS信号质量差、卫星分布不好等系统原因,损害了北斗系统的声誉。

  BDS WG的成立,使我国专家有机会向国际社会澄清,北斗高精度应用中存在的服务失败、系统兼容性差等问题并非北斗系统本身造成。经过协调,国际主要接收机制造商均接受了BDS WG的建议。BDS WG随后围绕BDS星历参数期卷(IOD)问题展开攻关,最终提出用户修订接口文件(BDS ICD)的方案,彻底解决了因缺乏星历参数组的识别机制,导致BDS高精度应用可靠性受影响的另一难题。

  刘晖说,接收机通用数据格式标准是由各国政府和产业界共同发起,经过充分技术协商后形成的广泛遵守的规则,在卫星导航产业界则反映出该国企业整体技术水平和创新能力,中国企业积极投入到国际标准制修订的浪潮中,遵守国际规则,从技术出发去论证,用标准的语言去对话,是国际标准化推进过程中重要的行动原则。秉承这一原则,BDS WG工作组开展了一系列卓有成效的工作,极大增强了全球用户对北斗高精度应用的信心。

进入标准制修订核心

  国外企业或机构提出的北斗系统电文并不能支持网络实时载波相位差分(RTK)及状态空间参数(SSR)应用,对北斗全球推广应用十分不利。

  2018年5月,RTCM SC104会议任命刘晖为网络RTK工作组主席,这是我国继取得BDS工作组主席后的第二个工作组主席,标志着我国企业逐步进入RTCM标准制修订的核心,对北斗全球系统多模多频网络RTK等新技术体制下的高精度定位标准的制修订有着重大意义。

电文北斗进入两项国际标准

  接收机自主交换格式(RINEX)是GNSS领域内另一重要的国际通用数据标准格式,涉及高精度接收机、数据处理软件等产业关键环节。2016年,RINEX工作组正式公布了全面支持BDS的RINEX3.03版本标准,标志着北斗系统完整进入RINEX标准,北斗接收机国际通用数据标准格式工作取得阶段性重要成果。

  NMEA0183是GNSS定位数据输出的协议标准,涉及到智能手机、各类专业接收机、可穿戴定位设备和物联网等以亿计终端设备,是极为重要的国际标准之一,由IMEA/NMEA负责制修订。2013年前,该组织中无中国企业代表,标准中缺乏北斗相关内容。BDS WG成立后,在2016到2017年间,在RTCM中成立了NMEA/RTCM联合工作组,2018年,支持BDS的NMEA0183标准正式公布,为北斗接收机走向国际市场奠定了基础。

  刘晖表示,随着北斗三号系统的建成并投入运营,给中国企业带来了新的挑战和机遇。首先北斗高精度应用成为日益重要的任务之一,持续参与国际标准制修订过程、推动北斗国际标准的制修订,是中国企业走出去,向国际卫星导航产业发展贡献力量的重要举措。其次,应以实事求是、虚心学习和包容的心态去应对技术上争议,踏踏实实提高自身的技术水平,打铁还需自身硬,北斗卫星导航的国际化进程根本上是取决于我们产业的技术发展和储备。第三,卫星导航定位技术的快速发展,多模多频高精度定位、多源融合导航、高精度完好性应用等技术的出现,迫切需要国际标准更新换代,与系统和技术发展相匹配,中国企业一定要把握好这一难得的机遇。


来源:中国质量报

作者:徐风