看楊院士如何解讀——北斗與綜合PNT體系
看楊院士如何解讀——北斗與綜合PNT體系
京準電子科技官微——ahjzsz
PNT定位導航授時，是我們生活當中的必備要素，PNT服務要求同一個載體需要唯一的PNT的服務，否則它就會亂套，我們最常見的PNT當然是GNSS提供的，北斗、GPS、GLONASS、Galileo等等，但是GNSS不等于PNT，而PNT的范疇要廣泛的多，GNSS只是PNT服務的一種工具，
PNT是國家資訊建設的基石，基礎要素，我們生活當中80%的資訊和PNT有關聯，經濟的全球化，沒有PNT是不可能實作的，一帶一路的建設是國家戰略，但是沒有PNT資訊的支持也是很困難的，所以我們提出一帶一路建設不僅要有公路、鐵路、航路、水路，還要有PNT資訊公路，
我們經常說互聯網+，不光需要網，還需要PNT的支持，我們說智慧城市，如果沒有PNT，它就不能智慧，智慧海洋，如果沒有PNT的支持，海洋不可能是一個智慧海洋，我們所說的大資料，大資料是靠PNT進行資料挖掘的，如果沒有PNT的支撐，大資料就是一堆亂資料、雜資料，所以說大資料是靠定位、導航、授時來尋找它的規律，發現它的線索而提供決策的，云平臺如果沒有統一的PNT支撐，云平臺也會亂套，交通、管理、物流，沒有一樣不需要PNT，
當我們說PNT不能不想到GNSS，很遺憾的是，無論是北斗、Galileo、GPS、GLONASS等等，信號是最弱的，信號從幾萬公里傳到地球來，極容易被干擾，易容易被遮蔽，信號弱，很容易被欺騙，另外室內、涵洞等等都不可能提供服務，空間內的載荷出現任何例外，地面控制端出現任何的故障，都可能導致GNSS的PNT服務中斷，
所以我們希望構建一個未來的綜合PNT，所謂的綜合PNT，我想給它這么一個定義：基于不同原理，多種資訊源，經過云平臺控制、多傳感器高度集成和多源資料的融合，生成時慷訓準統一的、且具有抗干擾、防欺騙、穩健、可用、連續、可靠的全空間PNT服務體系，
它的核心要素在于，不同的原理，不同的資訊源，要形成網路，要經過云平臺控制，最后實作智能化的服務，
第一種資訊源，我們說的綜合PNT不能不說資訊源，綜合PNP的第一道資訊源就是高低軌天基無線電PNT資訊，所謂高軌資訊，再加上低軌的通訊衛星、遙感衛星等等各類衛星，都可以作為各類導航PNT的資訊源，都可以為導航的增強，時間的增強等等提供重要的資訊，一方面資訊多源，第二個方面資訊的冗余度會增加，這樣它的兼容性就要被考慮，互操作性也要被考慮，
地基無線電也可以提供綜合PNT服務，比如多普勒、羅蘭、塔康、Omega、伏爾、阿爾法系統等等，但是這些地基資訊源作用距離是非常有限的，同樣它的信號也容易被干擾，被欺騙，還有一種自主PNT，不需要外部交換，都可以提供導航，但是它沒有時間，當然也有一種衛星自主的PNT，就是指同系統星座之間的互相跟蹤，衛星自測軌道、自測鐘差，實作短時間內無地面支持的GNSS PNT服務，
還有其他重要的資訊源，比如微原子鐘重力匹配導航、磁力匹配導航、影像匹配導航、地理資訊匹配導航，還有水下聲納導航，天文導航，當然不同的原理可以互相補充，
美國麻省理工學院也提出了一個量子導航QPS，量子定位可以采用糾纏和壓縮特性的光子進行測時然后進行定位，我們把量子導航可以分成三類：一個是測定點的主動定位方法，主動定位就是我們測定點自己進行發送具有糾纏特性的光子脈沖，送到已知點，測來回的時間，可以算距離，如果有三個以上的已知點，就可以把這一點的位置定出來，
還有一種被動定位，三個以上的框架點對安置干頻儀，發送糾纏光子對，利用每一對光子的二階相關性，確定未知點坐標，
待定點的主動定位方法，是待定點發送若干個脈沖道不同的參考點，測量這些發送的脈沖到達時間的相關性，就可以測定距離，由距離可以算三維坐標，被動定位方法可以通過若干獨立的基線，它們可以生成糾纏的雙光子，然后我們地面只要一個接識訓接收他們發送的光子，測時間延遲，就可以確定位置，
假設我們通過若干個基線隊，R1、R2坐標是已知的，坐標X1、Y1都是已知的，通過雙光子一致性的計書率，然后用戶終端通過角隅反射境就可以進行距離的測定，然后進行定位，
量子陀螺導航系統是另外一種原理，通過原子干涉儀用一冷Rb或Cs原子束以兩個不同的拓撲路徑傳播，測量兩原子束通過不同路徑引起的相位差，利用原子干涉儀測定光和原子相互作用中的光場相位改變測量慣性力，比如感知地球磁場和重力場的變化，再進行位置的計算，
量子陀螺儀比傳統的陀螺儀精度高出好幾個數量級，可能是未來的重點發展方向，從這個意義上說，可以再拓展我們的思路，如果希望從深海到深空，都有PNT服務的話，在水下放置若干個聲納導航裝置，也能傳遞PNT的資訊，那么就可以形成從海底到深空的PNT的服務，
從這個意義上說可以把未來的綜合PNT，第一層是BDS、GPS、GLONASS、Galileo等等，第二層是低軌衛星，QPS、QINS就是量子慣導以及慣性導航，脈沖星、天文定位等等，把這些所有的資訊源都作為我們未來的綜合PNT的資訊源，我們就可以有無處不在的PNT服務，
資訊源的迅速增加下，我們如何為客戶提供高效的服務，比如說芯片化的集成，無線電、慣性和微型原子鐘的組成，還有芯片級的IMU、芯片級的原子鐘、加上GNSS的芯片集成在一起，形成一個綜合PNT的服務，在量子導航方面也有很多關鍵技術，比如量子糾纏源的制備，量子壓縮等等，
在函式模型方面，我們希望不同的物理源，不同的傳感器構建的函式模型至少要有公共引數和非公共引數兩個部分，另外資料處理方法，當資訊源越來越多，我們需要高效的計算能力，比如并行計算，
不同的資訊源對應不同的函式模型和不同的隨機模型，經過云平臺的控制進行自適應融合，然后再進行智能化綜合PNT服務，
綜合PNT是PNT未來的發展方向，資訊要多元化，空天地一體化，傳感器的高度集成化和小型化，PNT的時慷訓準一定要歸一化，我們的運控手段要云平臺化，PNT資訊融合要自適應化，PNT的終端要穩健化，日后它的服務模式要智能化，
在核心技術方面我們設計了多源資訊的同化和歸一化問題，超穩芯片級原子鐘技術，超穩慣導器件和自主導航傳感器，多源傳感器的芯片化集成，量子導航系統及組合導航理論與裝備等，
綜合PNT的性能方面應該有所提升，原理要實行多樣性，資訊冗余性，誤差補償性，結果容錯性，資訊可用性，系統完好性，服務連續性，結果可靠性，整體穩健性，
最后我要說，在中國構建的綜合PNT一定是以中國的北斗衛星導航系統的PNT為核心，這樣的云PNT應該是北斗、GNSS、QPS、HINS，所以未來的綜合PNT應該叫“BDS+”，
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