专访两院院士李德仁:没有想象边界的北斗

2020.12.24 , 浏览次数: 217

他是摄影测量与遥感学家;他是中国科学院院士、中国工程院资深院士;同时他还是武汉市科学技术协会主席、武汉·中国光谷首席科学家。他长期从事遥感、全球卫星定位和地理信息系统为代表的地球空间信息学的教学研究,提出了处理测量误差的可靠性和可区分理论和空间数据挖掘理论。

耄耋之年的他依然还在科研一线奋战着,他就是本期专访人物——李德仁院士。

创新冲破“卡脖子”之困

“当智能汽车安装了北斗卫星导航系统后,可以记录车辆位置信息,信息可以传输到交通管理局,城市交通就会得到有序的管理,大家方便又快捷。”近日,中国科学院院士、中国工程院资深院士李德仁接受了中国科技新闻网专访,谈到北斗全球系统的具体运用时,他举例称。

在12月13日的“大数据科技传播与应用高峰论坛”上,年过八旬的李德仁依旧精神矍铄,他以“产业数字化 数字产业化”为演讲主题,带大众走进数字的世界。演讲共分为四个板块,分别为新基建、5G/6G、北斗+/+北斗以及从数字化到智能化。

李德仁在当天的演讲中提到,当今PNT服务(北斗+与+北斗)是以提供时空基准的我国北斗等全球卫星定位系统(GNSS)及其增强系统为主体,协同其他辅助定位导航技术以提升其抗干扰能力和可用性,利用互联网和移动互联网等网络通信手段,向用户提供位置、方向、速度、时间信息和时间同步服务。

相较于大众熟知的全球卫星定位系统GPS,北斗有哪些优势?“北斗系统和GPS相比,有以下三点优势。首先,北斗独创三种轨道混合布局,比GPS多出了三个静止轨道,这是北斗系统独有的。其次,北斗使用的是三频信号,GPS使用的是双频信号。第三,北斗有短报文通信服务,这是GPS所没有的。”李德仁在接受中国科技新闻网专访时说道。

为了便于理解,李德仁举了一个生动的例子。他表示,如果渔民出海打渔时,配备了北斗系统,那么就可以随时了解渔民的详细位置。如果渔民需要急救,也可以通过短消息反馈到后方。北斗在渔政监管、渔船出入港管理、海洋灾害预警等方面可以发挥重要作用。

此外,李德仁还表示,GPS未来也会学习北斗,GPS下一代叫Block III,也要做到5个静止轨道,做到3个频率,也要加短报文通讯功能。

“科学技术是互相借鉴,互相创造的,我们学习了GPS的一些经验,但是我们也根据我们的需要做了创新,未来我们还要继续对北斗系统进行创新。”李德仁对中国科技新闻网说道。

今年2月,美国总统特朗普签署了第13905号行政命令《通过负责任地使用定位、导航与授时服务来增强国家弹性》。该命令基于美国国家基础设施对目前PNT服务严重依赖的担心,开展基础设施对PNT服务的依赖程度摸底,以及PNT服务(部分)丧失工作能力后的国家基础设施运行受阻风险规避能力建设。简而言之,就是要对北斗系统进行限制。

对此,李德仁对中国科技新闻网表示:“特朗普不让中国把北斗增强做到美国去,而我们中国却做了GPS的增强。我们为了解决这个卡脖子的问题,发明了用低轨运行来做增强。北斗下一步要解决的是用低轨运行增强北斗的高轨,让它的精度从现在的2~5米提高到0.2~0.25米,再提高到5个厘米。科学的进步,是靠创造和学习,光学习不行,我们还要创造。”

北斗+赋能产业数字化

谈及北斗系统的未来发展,李德仁对中国科技新闻网表示,根据今年在成都召开的“北斗+”产业发展大会上的讨论,北斗未来要做到无处不在,做“泛在的PNT”。他表示目前北斗和GPS定位还有一定局限性:“信号进不了房间,进不了地下,进不了海洋的水下。所以下一步,室内室外,海面,水下,甚至于高空,PNT想要做的是无处不在,这是我们未来的方向。”

除了上述举例的北斗+渔业,北斗未来将为多个产业实现数字化赋能。比如北斗+农业、北斗+交通等。

对于未来的智慧城市,李德仁进行了大胆的设想。首先在智慧出行方面,如果使用打车软件,汽车如果安装了北斗系统,那么就可以记录汽车的行动轨迹,如果出现了问题,可以第一时间调集数据。当智能汽车都安装了北斗系统,那么每一部汽车都将成为“数据采集员”,政府无需再费时费力地搜集数据,可以直接使用用户提供的数据。

如果将北斗视为一个基础服务设施,各个产业利用北斗进行实际应用,北斗将产生更大的价值,这就是“北斗+”。相关报道显示,卫星导航与位置服务2019年产值高达3450亿元,比2018年增长了14.4%,预计2020年将超过4000亿元。

谈及北斗+,李德仁表示,农场主如果把北斗的芯片安装在农业机器上,就可以实现数字化精准种田。任何环节出了问题都能够有迹可循。“哪个地方产量低,哪个地方有虫子,都可以进行精细化管理。”

在大健康领域,北斗也将发挥重要的作用,特别是精细化的管理与服务。李德仁举例表示:“未来北斗可以实现大健康管理。我们在研究室内导航定位,北斗系统可以记录人的行为学,生理学,心理学等方面的信息,比如你的睡眠质量差,或者老人独自在家摔倒了,北斗系统都可以做到记录并实时反馈。”而至于信息安全的问题,李德仁表示未来数据将全部储存在云上,保证人们的数据安全。

除了在出行、农业和大健康领域,北斗+还给我们描绘了一个充满想象的未来,将渗透至我们生活、生产的方方面面。“在未来,我们购买食品、生鲜时,通过应用北斗系统,只需要扫描一下二维码,就可以看到这个产品每一个生产环节的具体数据,做到全程可追溯。再比如你养的宠物,给它的链条上加上北斗系统,也可以防止宠物走失。”李德仁举例道。

“所以,北斗是一个数字化的技术,它的想象没有边界。”李德仁说。 

(来源:中国科技新闻网 赵芙瑶)