【专题一】以北斗系统为核心的定位导航授时PNT体系

以北斗系统为核心的定位导航授时PNT体系

随着人类文明的发展，对位置和时间的信息需求日益增长，定位导航授时PNT技术应运而生并逐渐发展壮大，定位导航授时PNT技术水平的高低，成为综合国力考量的重要战略标志。以北斗系统为核心的定位导航授时PNT体系已经上升为国家战略，目前正处于研究阶段，未来中国将加快其建设速度，预计在2030年前后，构建国家综合PNT体系，为全球用户提供更为优质的服务。

    定位导航授时PNT体系基本概念：

定位导航授时PNT体系即定位（Positioning）、导航（Navigation）、授时（Timing）组成的时空体系，是我们得以在纷繁信息中准确描述时间和空间的关键技术。

定位导航授时PNT体系基本框架：

基准层：是建立和维持同意时空基准的手段和技术；

系统层：是面向用户播发和传递时空信息的基础设施和手段；

应用层：是为用户提供位置、时间信息及服务的终端、传感器和服务系统等；

支撑层：是支撑系统稳定运行和保障用户可靠使用的独立设施和手段。

国家定位导航授时PNT体系组成：

服务提供系统：北斗卫星导航系统、天基增强系统、地基增强系统、

              广域备份系统、室内及遮挡区域导航系统、水下导

              航系统、深空导航系统；

基础支持系统：时空基准维持与传递系统、全球基准数据获取与服

              务系统、系统监测/评估/预警服务网络；

用户自主导航手段：惯性导航、原子钟、地磁/重力导航、图像/地

                  形匹配导航等。

北斗系统与定位导航授时PNT关系：

北斗系统是国家PNT体系的核心，北斗系统能提供时间/空间参考以及各种与位置相关的实时动态PNT信息，提升PNT系统的服务范围和服务性能，保证PNT服务的可用性、连续性和可靠性；

PNT体系是国家信息的基石，是指挥现代战争的核心要素，是国家建设必不可少的关键支撑，为国民经济、国防建设、基础科研等提供可靠的时空基准。

北斗的定位导航授时PNT应用领域：

在电信、移动通信方面，北斗授时满足电信业务时间同步、实现节点同步，对移动通信制式时钟频率同步、时间同步。

在电力、监测监控方面，确立以北斗为主的电力授时体系，用“北斗标准时间同步钟”方式联网，组成不同等级的电网时间同步系统。

在金融、计算机网络方面，与北斗授时关联满足银行联网计算机之间的时间同步、频率同步。

在广播电视组网工作方面，北斗授时实现播发信号的频率和发射时间高精度同步。

在渔业、交通运输方面，北斗定位导航实现寻找作业渔场、解决海事灾难和纠纷、船舶指挥调度、火车运行调度等管理，并且北斗授时还为高速铁路、高速公路、高速城际交通线上的车辆提供精密位置时间。

在军事、地震、气象、科技等方面，北斗定位导航授时应用于联合作战指挥、通信保障、武器试验、时间频率计量测试、抗震救灾、气象台站组网监测、科学研究等领域。

国家综合PNT体系建设四大方向：

• 提高时钟精度。中国在强化了自主开发与研究后，星载原子钟技术实现重大突破，研制出高性能的铷原子钟，稳定度从1×10-13/日提高到2－3×10－14/日的国际先进水平；
• 增加卫星数量。2020年中国北斗卫星数量将达到35颗，保证在全球任何地方收到4颗以上卫星信号，亚太地区会刻意加强，可同时接收到更多；同时接收到卫星数量越多，解算精度越高；
• 增加导航频率。北斗卫星将采用B1、B2、B3三个工作频率，通过接收机的相位差分算法，进一步减小由于电波传播变化引起的误差，提高时间和定位精度；
• 通过地基增强系统。建立地面无线系统，通过固定CORS站的长期固定观测，减少气候变化的随机性误差，进一步提高精度。建立站点越多，地域分区越小，精度越高。

国家综合PNT体系发展规划：

北斗系统应用中一个重要的领域就是PNT系统应用，国家综合PNT体系第一批项目，包括深空、远程地基、水下定位、导航授时、技术路线图等9个研究专题，目前已启动研究任务。

2030年前后，我国将建成基准统一、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合PNT体系，提升我国的时空信息服务能力。北斗卫星导航系统将承担提供时间/空间参考以及各种与位置相关的实时动态PNT信息的关键基础服务，成为我国经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术平台和战略威慑资源。

资料来源：新华社、人民日报、解放军报、北斗网