北斗最高精度可达厘米级，为什么汽车导航却还达不到这样的精度？北斗导航系统在室内、水下等环境应用效果有限，难关何在？在国务院新闻办公室今天（8月3日）举行的新闻发布会上，中国卫星导航系统主管机构和权威专家就北斗三号的应用，解答了诸多关键问题。
7月31日，北斗三号全球导航系统正式开通，此前两日，北斗三号最后一颗组网卫星正式投入使用。两年半时间，高密度发射18箭30星，建成40余个地面站，快速形成星地一体化运行能力。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其称之为“建成即开通、开通即服务”。
冉承其说，北斗已经应用在经济社会和日常生活方方面面，在中欧班列运输、京张高铁建设运营、民用航空等领域，以及抗击新冠疫情和南方水灾中，北斗都发挥了重要作用。大部分智能手机均支持北斗功能，支持北斗高精度应用的手机已经上市。目前，北斗正在加速进入新基建，与新一代通信、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合，催生新模式、新业态、新经济。
精度可达厘米级，“出租车闭着眼睛开到脚底下”
北斗三号系统全球范围内承诺的定位精度优于10米，不过，实测的导航定位精度均为2-3米，比官方公布的指标精度更好。
这样的定位精度一般在车辆、船舶交通等领域已经够用，但在一些精度要求更高的行业仍有欠缺。不过北斗三号的高精度服务，已经可以将精度提升至实时厘米级，后处理可以达到毫米级，这需要增强系统的辅助。
增强系统分为地基和星基两种，分别以地面站和卫星为载体。我国在境内建设了近3000个地面站，构成一张增强网。北斗增强站网收到北斗卫星信号以后，先进行数据处理，修正影响卫星信号的因素，再将修正后的信号播发出去，完成对北斗卫星原始数据的“增强”。
“高精度进入手机里未来可期，如果用了高精度应用的手机，开车可以实现车道级导航。如果叫一个出租车，可以让出租车闭着眼睛开到你的脚底下。”冉承其说。北斗实现车道级导航后，还可以利用卫星监视连续并线违章等行为。
在山东荣成、宁夏盐池、河北唐山等地进行的地震监测测试表明，北斗增强站的测量精度达到毫米级，已具备高精度观测地壳运动的能力。农业方面，使用厘米级精准定位服务后，植保无人机能够实现自动化精准导航及飞行控制，可昼夜完成农药喷洒，提高工作效率，大幅降低成本。
北斗星基增强系统也是北斗系统的重要组成部分，通过地球静止轨道卫星搭载卫星导航增强信号转发器，向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。北斗星基增强将广泛用于民航飞机的导航。
冉承其说，为了将北斗高精度服务向全世界推广，“要把高精度这张网搬到天上去。”我国将建设天基低轨星座系统，有望2025年前建成高精度的这张网，全世界都会享受到北斗厘米级定位服务。
北斗技术3小时评估大圩决堤，预测淹没区域
今年中国洪涝灾害较为严重，并引发了一些地质灾害，北斗导航也应用在了灾害预警与救援中。
据媒体报道，6月下旬以来，湖南省石门县遭遇多轮强降雨袭击，7月6日，南北镇潘坪村雷家山发生山体滑坡，规模约300万立方米山体，5栋民房、1座小型电站、一段省道瞬间消失。
去年12月，雷家山地质灾害隐患点安装了北斗卫星高精度地质灾害监测预警系统，11个点位监测地表位移、深部位移、水位变化、降雨量等情况。6月24日，预警系统发出橙色预警。当地接到预警后，迅速将隐患点周边6户20名村民转移到安全位置，并组织人员对山体巡查。
中国自然灾害频发，在自然灾害的减灾防灾方面，近年来基于北斗系统的新手段不断投入使用。例如，今年7月下旬安徽省合肥市庐江县同大镇石大圩发生决堤，技术人员利用北斗高精度时空智能服务无人机拍摄了大量照片，高精度受灾实况图和受灾前的卫星图进行比对，快速评估受灾区域范围，并利用数据进行三维重建，仅3小时内就完成处理，预测了水位上升后的民宅淹没区域，计算出填满决堤口需要的土方数量。
冉承其说，卫星导航特别是北斗系统对减灾防灾有特别重要的支撑作用。北斗最高精度能够实时处理到厘米级，事后处理可以到毫米级，形变监测、泥石流等变化，就是毫米级的运动。如果靠北斗系统加上相应辅助设备，就可以实时进行形变监测，包括铁路、泥石流的形变，可以提前预警、转移人员，为抢救赢得时间。
北斗还具有独有的短报文服务，在没有任何地面移动通信网支持下也可以发短信，目前提升到单次14000比特（1000个汉字），可以传图像、发语音。通过全球的星间链路还实现了全球短报文，到世界任何一个没有移动通信的地方，都可以靠北斗进行通信。
另外，国际搜救服务也是北斗的特色服务，北斗系统加入了国际搜救组织，船只在海上遇险救灾时，可以通过北斗卫星发射求救信号。以前的国际搜救组织标准都是单向链路，只能发出去，并不知道对方有没有收到。北斗依靠强大的通信能力解决了这个问题，地面站收到信号以后，会反馈信息，告知求救信息已经收到了。北斗的反向链路特色服务即将加入国际组织新标准。
北斗卫星通过在轨升级，持续保持技术先进
北斗三号全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%，亚太地区性能更优。2018年刚建成北斗三号基本系统时，全球服务可用性为95%，如今全球服务可用性99%以上，实测导航定位精度都达到2-3米。
不过，北斗三号卫星寿命达10年以上，地面上技术不断快速更新，在卫星寿命的后期，会不会落后于时代？
北斗三号工程卫星系统总师林宝军说，通常重大项目攻关需要花10年时间，北斗三号卫星是10-12年寿命，寿命末期已经是20年前的技术了，到时候很难说是先进的。为了保持卫星在轨期间的先进性，研制人员通过系统的持续创新，持续改进硬件系统的先进性，通过在轨赋能解决卫星发射上天后产品性能的改善。
在工程设计之初，研制人员打破以往航天产品新技术不超过30%的惯例，尽量进行前瞻性规划，新技术超过了70%。卫星发射上天以后硬件没有办法更改了，通过在轨赋能技术，就像手机可以通过软件升级来更新系统，这种能力在卫星上叫做“软件重构和在轨赋能”，北斗卫星发射上天后仍然可以完成性能持续改进。
前瞻：将打造室内到室外、深海到深空的下一代北斗导航系统
针对北斗三号后续的发展，冉承其介绍，北斗三号建成以后，中国已经着手下一代北斗建设发展，将在2035年前建设一个更智能、更泛在、更融合的系统。简单来讲，就是从室内到室外、深海到深空的立体服务覆盖的更强、更安全、更可靠系统。目前正在推动这个工程的论证和后续的起步建设，这一定是北斗三号后续新的亮点工程。
卫星导航的信号弱、容易被干扰，有天然的脆弱性，目前的应用中，室内导航会受影响，水下导航也遇到很多困难。冉承其说，包括水下导航、室内导航等，都是后续要解决的问题。此外，深空导航也是未来北斗拓展应用的疆域，最近我国开展了火星探测，未来向更远的深空拓展，北斗导航也应该作出应有的贡献。
冉承其解释，所谓综合定位导航授时体系（PNT体系）就是以卫星导航作为核心和基础，把现在认知里的各种各样技术融合在一起，使之更安全、更高性能、更可靠，期待2035年这个系统的建成和到来。
他透露，接下来的任务是谋划未来发展，比如后续要建设低轨卫星增强手段，把高精度这张网搬到天上去，建设一个天基低轨星座系统。这个系统有望2025年前建成，届时全世界都会享受到北斗的厘米级定位服务。
