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从许其凤院士导航卫星星座的设计思想说起

已有 6835 次阅读 2015-1-7 17:10 |个人分类:科苑记事|系统分类:人物纪事| 院士, 许其凤, 八旬

       2001年,我从北京图书馆(现在的国家图书馆)里,下载过许其凤院士发表在《测绘工程》年第1期上的论文《区域卫星导航系统的卫星星座》。这篇已经被引用了34次的论文的主要内容是讨论区域卫星导航系统卫星星座设计中所用卫星轨道类型;重点讨论了卫星定轨精度、卫星利用率等问题,比较了它们在区域卫星导航系统中的适用性。在2005年由解放军出版社出版的40万字的《空间大地测量——卫星导航与精密定位》的绪论中指出:从 技术上奖,不论导航还是大地测量中的精密定位,目的都是确定点的几何位置;都是利用未知点和已知点额数学关系,由已知点位球顶 未知点位。导航与 策略定位的工作条件不同、技术要求不同,有关技术、应用和发展情况也不同。导航用户多是运动的,定位用户多为静止的。这两种用户要求的定位精度不同。

     50年前,美国建成的导航卫星的星座,有低轨子午卫星构成。在一个地方由于不能保证时刻都有足够的可见卫星,所以观测是分时段进行的;这让早起的“卫星多普勒”测量员饱受等待和恶劣天气的折磨之苦。1990年代建成的美国和俄罗斯的导航卫星,都采用了接近20000公里的高轨圆轨道卫星,尽管它们使用的都是伪随机码测距技术,可使采用了不同的多址技术。美国是码分、俄罗斯是频分。一般认为,后者更安全。这两个星座,都有分布在三个轨道面的24颗卫星构成,都设立了备份星。俄罗斯的星座彼美国的稍微低一些,一个是19100公里,另一个是20200公里。差别大约1100公里。轨道的倾角也不一样,美国的大约55度,俄罗斯的大约65度。俄罗斯的星座占了3个轨道面、美国的占了6个。俄罗斯的星座,照顾到了高纬度地区的用户的便利。

      我国的北斗和美、俄采取了不一样的星座。我们的区域导航卫星星座设计,主要采取了三种轨道,即静止卫星、倾斜地球同步卫星和园轨道卫星。我们的考虑和俄罗斯的想法接近,主要是先满足亚洲太平洋地区的用户需要。按照计划,5年多以后,我们的导航卫星也可是实现目前美、俄卫星的全球导航和定位目的,为全球用户带去“福音”。

      预期,2020年,我国的全球导航卫星系统建成时,太空里会有大约100多颗可以接受信号的卫星。除了先启动但是后完成的欧盟的伽利略卫星外,日本、印度等国家的导航卫星数量也在增加中。届时,太空中可能会有7个国家的导航卫星在飞行;它们,让用户们可以有多重选择。

    到那个时候,其实现在美国已经这么做了。他们的接收机价格已经从1980、1990年的垄断高价倒目前的超低价格;在没有竞争对象的时候,猎取超额利润;在遇到竞争对手时则以超低价格造成新导航产品提供商的尴尬境地。无论是从技术、安全还是经济利益的角度出发,我们的导航卫星星座设计都不能完全重复美国或者俄罗斯的老路。

   实际上,从“双星导航定位系统”设计和卫星的发射开始,我们就已经走了自己的路。耐心阅读许其凤教授的专著,包括19854月出版的解放军测绘学院内部教材《人造卫星大地测量学》中的3,6~9章,都可以感受到他从中国的现实条件出发,在借鉴国外技术优势的同时,提出了自己的卫星观测理念或者思想。如果说,我国的导航卫星星座的设计、建立和维持,与许教授的导航卫星星座设计思想是契合的,并不过份。有人认为,他不愧于中国导航卫星星座的设计师的桂冠,也不过分。

     虽然笔者落俗套第附录了教授的部分论文目录,而且都是中文的。我还是觉得这样的说法,是有道理的。一个学者的成就,不是论文的数量可以全部衡量的。学者的影响力,也不完全靠第一作者或者合作论文的数量衡量的。

    (籍利平,2015年1月7日傍晚,于北京市海淀区)


*********************      附录 1     许教授论文选目      ***************

[1]张辛,许其凤,杨爱明,姜本海. GPS数据处理软件的功能与性能分析[J]. 测绘科学技术学报,2014,04:347-350+354.

[2]张辛,许其凤,杨爱明,姜本海. GPS数据处理软件的高精度基线解算研究[J]. 全球定位系统,2014,03:33-36+52.

[3]张辛,杨爱明,许其凤,姜本海. 滇中引水工程独立坐标系统建立的关键技术研究[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2014,09:1047-1051.

[4]许其凤. 认识北斗 建设北斗[J]. 中国工程科学,2014,08:26-32.

[5]张辛,许其凤,杨爱明,姜本海. GPS数据处理软件的功能与性能分析[J]. 测绘科学技术学报,2014,04:347-350+354.

[6]丛佃伟,许其凤,董明. 空中摄影测量定位技术用于GNSS动态定位精度评估的可行性研究[A]. 中国卫星导航系统管理办公室、科学技术部高新技术发展及产业化司、国防科工局系统工程一司、交通运输部综合规划司、教育部科学技术司、中国卫星导航定位应用管理中心、中国科学院高技术研究与发展局、中国工程院国际合作局、中国航天科技集团公司、中国航天科工集团公司、中国电子科技集团公司、南京市人民政府.第五届中国卫星导航学术年会论文集-S6 北斗/GNSS测试评估技术[C].中国卫星导航系统管理办公室、科学技术部高新技术发展及产业化司、国防科工局系统工程一司、交通运输部综合规划司、教育部科学技术司、中国卫星导航定位应用管理中心、中国科学院高技术研究与发展局、中国工程院国际合作局、中国航天科技集团公司、中国航天科工集团公司、中国电子科技集团公司、南京市人民政府:,2014:5.

[7]许其凤,丛佃伟,董明. 主要定向技术比较与GNSS快速定位定向仪研制进展[J]. 测绘科学技术学报,2013,04:349-352+408.

[8]邬群勇,张爱国,许其凤,张攀攀,查灵. GPS移动定位与移动网络定位精度的分析[J]. 全球定位系统,2010,05:33-37+53.

[9]张成军,许其凤,李作虎. 对伪距/相位组合量探测与修复周跳算法的改进[J]. 测绘学报,2009,05:402-407.

[10]张爱国,邬群勇,许其凤. 基于PostgreSQLGML数据查询管理系统[J]. 测绘科学技术学报,2008,05:344-347.

[11]张成军,许其凤,常志巧. GPS定向中大地方位角解算问题研究[J]. 测绘通报,2008,12:8-10.

[12]吕志伟,郝金明,许其凤,杜丹. 利用CCD数码相机进行高精度定位的方法[J]. 测绘学院学报,2005,04:242-245.

[13]隋立芬,许其凤. 应变参数的抗差解及误差影响[J]. 测绘学院学报,2005,01:1-4.

[14]许其凤. 现代GPS相对定位的精度[J]. 测绘通报,2003,05:6-8.

[15]隋立芬,许其凤. GPS数据处理中IGS基准站的选取[J]. 测绘学院学报,2003,01:1-3.

[16]隋立芬,许其凤. GPS数据处理中基准站的加权及其影响[J]. 测绘学院学报,2002,04:235-238+242.

[17]王威,郗晓宁,许其凤. GPS用于编队星座的姿态与相对位置确定[J]. 空间科学学报,2002,02:163-168.

[18]陈金平,许其凤,刘广军. LAAS多参考站故障检测和排除方法[J]. 测绘学院学报,2001,03:179-181.

[19]陈金平,许其凤,刘广军. GPS RAIM水平定位误差保护限值算法分析[J]. 测绘学院学报,2001,S1:1-3.

[20]许其凤. 区域卫星导航系统的卫星星座[J]. 测绘工程,2001,01:1-5.

[21]隋立芬,许其凤,杨力. 高程及卫星轨道误差对Z坐标的影响[J]. 测绘学院学报,2000,02:91-94.

[22]赵庆海,许其凤,许尤楠. 利用三差模型确定GPS卫星轨道[J]. 测绘学院学报,2000,03:163-166.

[23]许其凤. 现代战争条件下的军事大地测量[J]. 信息工程大学学报,2000,04:106-110.

[24]林广元,叶立英,杨钦木,许其凤,蒋善学,封延昌. 漳州市二、三等GPS控制网的布设及其精度分析[J]. 工程勘察,1996,03:45-50.

[25]许其凤,蒋善学,封延昌,林广元. 地区级GPS控制网的布设和数据处理[J]. 解放军测绘学院学报,1997,01:1-6.

[26]许其凤,林长川. GPS/INS远洋导航系统[A]. 中国航海学会通信导航专业委员会.中国航海学会通信导航学术年会(1992)论文集[C].中国航海学会通信导航专业委员会:,1992:5.

[27]许其凤. 精密定位对GPS卫星轨道的精度要求及局部地区GPS卫星定轨[J]. 天文学报,1987,03:226-236.

[28]许其凤,张素丽. 模糊参数整数约束的GPS卫星定轨与轨道改进定位[J]. 测绘学报,1989,01:30-38.


       ****************            附录2    相关报道           ***********


[1]. 许其凤:北斗助力智慧城市[J]. 中国建设信息,2014,21:15.

[2]. 厦门理工学院成立空间信息科学与工程系[N]. 大众科技报,2008-06-24A03.

[3]沈艺 本报特约通讯员  李玉明. “定位专家”的人生定位[N]. 解放军报,2006-09-19005.

[4]. 许其凤当选为中国工程院院士[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2006,02:103.

[5]李玉明,宋先锋,李玉明. 许其凤 专注苍穹谋打赢[J]. 创新科技,2006,08:22-24.

[6]余世国. 大地测量与测量工程专家许其凤教授[J]. 测绘工程,2001,01:63-64.

*************************************

附录3             鞠金春 韩瑞胜 丛佃伟《 许其凤院士与他的测绘事业 》(科学时报)见:

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2008/12/214291.html?id=214291






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