远海域定位导航与通信融合关键技术
报送单位:北京邮电大学 推荐单位:北京邮电大学

产生时间:2017

支撑项目(平台):国家863计划项目 等

参与单位:北京邮电大学

所属学科:信息与通信工程

主要贡献者:邓中亮、路骏、刘雯、崔银秋、赵延平、陈典全

成就简介:自主安全可靠的卫星导航通信技术是维护国家安全、尊严、军事、政治及民用巨大经济利益的重要基石,实现了远海域高精度定位导航和大容量通信,在远海作业、海上勘探等广泛应用,取得了显著的经济与社会效益。

自主安全可靠定位导航通信技术是维护国家安全、尊严、军事、政治及民用巨大经济利益的重要基石及紧迫性。远海自主可控定位导航通信是当前国际学术和工程界公认的重大难题,欧、日、俄等国分别投入大量人财物,实施了多个重大计划。我国长期依赖美国 GPS 和海事卫星,时常遭受恶意干扰,海空域安全问题受制于人,国家主权与安全受到严重威胁,损失巨大。作为国家刻不容缓的海洋强国战略,我国正在建设北斗导航系统,试图摆脱远海定位导航与通信“瞎聋哑”险境,但北斗和 GPS 体制不同,国际上缺乏可借鉴理论和技术。面对远海域在强电磁与多径干扰、无法建立基准站等恶劣环境下如何分米级精准定位导航以满足远海工程需求;在GNSS 有限资源下如何在全球海域增强定位导航;在我国缺乏远海安全卫星通信和北斗 16bps 短报文条件下如何满足必须的通信需求等重大技术难关,项目组从基础理论到关键技术历时八年攻关,取得了系列重大发明:1.揭示了远海域海面漫反射、多干扰下定位导航误差形成机理,发明了北斗远海非连续差分无基准高精度定位技术,攻克了恶劣条件下快收敛与高灵敏接收等难题,突破了海域无基准站定位精度 3-5 米瓶颈,达毫米。2.针对北斗远海覆盖不足下 GNSS 多体制信号协同定位与重构处理等难题,创建了 GNSS 多伪距精度 MDOP 协同定位模型,突破了国际权威 GDOP 等伪距精度假设局限,实现 GNSS 增强高性能定位导航,大幅提高精度。3.建立北斗短报文集群虚拟复用机制,发明超窄带集群调度扩容通信与智能分包及流量控制技术,首次用北斗开创了语音、图片、数据等远海多业务融合实时安全低成本通信新途径。4.针对高精度定位导航全链路仿真难题,发明导航通信多体制信号测试方法,性能优于国内外同类产品。形成了远海定位导航通信核心技术体系,授权发明专利百余项,发表 SCI/EI论文超百篇,主导制定国际标准 3 项,国家标准 11 项,实现了在工程船舶远海域施工的国际标准零突破。开发了多模芯片、板卡、模块终端等系列装备,多个产品在国内外市场占有率第一,推动了我国远海域定位导航与通信技术跨越式发展。已装备钓鱼岛和南海巡航飞机、舰船及中交集团全部大型远海工程船舶,在海洋维权、南海岛礁、海外重大工程建设发挥了关键作用,远海域施工效率提高近3倍,支撑我国远海域工程建设引领国际行业发展。近三年新增收入超百亿元,并出口创汇,政治、经济和社会效益重大。经鉴定:“总体技术达到国际先进水平,MDOP 选星模型与智能分包的北斗短报文集群通信为国际首创”。

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