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第三届中国卫星导航学术年会
时间:2012年5月16日-18日 地点:广州

专访卫星导航模型与方法分会主席张勤

来源: 发布时间:2012-05-22

  (北斗网讯 记者孙宝忱)第三届中国卫星导航学术年会召开在即,北斗网记者邀请到卫星导航模型与方法分会主席、长安大学张勤教授做客北斗会客厅,接受独家专访。

  记者:张老师,首先感谢您接受北斗网的独家专访。您是第三届卫星导航学术年会卫星导航模型与方法分会的分会主席,现在距第三届导航年会的召开还有不到一个月的时间。到现在为止我们这个分会论文征集的情况怎么样,与前两届相比,本届论文有哪些特点和变化?

  张勤:到目前为止,我们整个论文评审征集工作已经结束。征集到论文共70篇,整个论文情况和往届相比,覆盖面比过去广,投稿单位比过去多。其中推荐到SCI检索的论文是六篇,EI检索的论文有26篇,其他是电子收录的。

  因为这次的主题有一些变化,上次是科学方法应用,这次更加偏重理论与方法。所以,本届论文更偏重某些理论问题所涉及到的研究。论文内容涉及电离层、对流层有关的模型,精密时频、GNSS、卫星钟差等方面,有关的理论方法、相应的模型比上一届显得更加突出。

  记者:北斗卫星导航系统一直在不断地加速自己自身的建设,在去年年底开通了试运行,从您研究的这一领域来看,北斗的加入给该领域带来了哪些改变?

  张勤:由于新的卫星发射、系统建设步伐的加快,现在越来越多卫星定位和卫星钟差以及电离层、对流层这些研究领域的人员把北斗卫星的研究加入到里面。以前的研究大部分是基于GPS的,在这一届的论文中已经把涉及到北斗的一些内容加入到里面来了,这是一个很明显的变化。

  记者:据您的了解,国内外在卫星导航模型与方法领域内有哪些最新进展?

  张勤:这些进展实际上在原来都是探索型的,对北斗的探索更侧重一些预研方面的研究,现在逐渐推向应用这一领域,把这样一个系统真正转变成为我们各行各业能够应用的导航系统。从原来预研的模拟研究到把北斗的数据加入到实际的研究中,模型更加实用化、针对性更强。

  记者:中国卫星导航学术年会到今年已经第三届了,据您了解的情况来看,中国卫星导航学术年会在国内外的影响力如何?

  张勤:在国内的影响力应该说是在不断的扩大,涉及到的单位越来越多,在国际上通过北斗系统的发展,国外的关注度也越来越高,逐步在提升。但是我觉得还有很大的上升空间。一方面是北斗事业的发展,另外一方面是我们这些领域的学者和业内人士,通过和国外的交流,使年会的水平和影响力不断提升。我相信有一天我们年会的影响力将和美国的ION相当。

  记者:在卫星导航模型与方法分会中,业界人士更关注哪些议题?

  张勤:业内人士涉及的面不一样,关注的领域也不同。导航虽然是一个名词,但涉及的领域还是非常多的。从大的方面来说,有从事理论研究的,有从事产业的,在导航理论方面有关于轨道的、卫星钟的,传播的、电离层的、对流层的,产业中有从事硬件的,从事软件的,应用方面涉及的领域就更多了。所以说从事的行业不同,所关注的问题实际上也不相同。在这个领域我们大致关注两个方面:一个是北斗系统相关联的理论方面的,另一方面是怎么样把北斗卫星推向实际应用。

  记者:分会报告是如何选定的?

  张勤:我们分会有七个特邀报告,邀请到的都是国内外著名的从事这个领域研究的学者,比如德国地学中心从事导航领域GPS和Galileo的主任杰森维克斯、俄罗斯科学院的院士、台湾的学者刘锁安等。我们的特邀报告报告人中有三分之二是从国外邀请来的。

  另外,我们比较注重电离层、对流层、时频、卫星种差、精密定位这几个方面的问题,包括选出来被SCI检索的优秀论文也安排到了我们的报告中。

  记者:今年组委会尝试在四个分会中组织英文专场,卫星导航模型与方法分会是其中之一。为什么会选定我们这个分会设置英文专场?

  张勤: 一方面,对这个领域国外关注度比较高,设置英文专场便于和国外交流。另一方面我们本身也有比较好的基础,而且我们的分会主席中也包括海外学者。

  记者:我注意到您一直在关注着卫星导航在防灾减灾方面的应用。您能不能给我们介绍一下卫星导航技术尤其是北斗卫星导航系统在防灾减灾领域有哪些应用?

  张勤:从我这些年做的研究来看,关于卫星导航定位技术在灾害监测、预报预警方面应用的关注度是比较高的。所涉及到的灾害包括滑坡、煤矿地面塌陷、高危掩体的崩塌、地面沉降、地裂缝等。这方面的研究要求有很高的精度,例如毫米级。

  前期大部分用的是GPS,因为GPS系统本身已经非常成熟了,但要做到这样的高精度还涉及到很多理论上的问题。这些年我主要做了这方面的研究,也取得了一些成绩,在北京、上海、江苏这些区域都用上了我们提出的技术方法。但在应用中也遇到一些问题,由于GPS不是我们自己的系统,而且在一些特殊的山区环境会遇到卫星信号差、通信比较困难的情况。所以,如果北斗卫星能够加入到灾害监测上,可大大提升我们对灾害监测预警的精度,我们对灾害的感知程度、反应能力等方面都会有很大的提高。

  目前我们在做一些前期的研究。早期的北斗主要还是用做通信和精度不高的定位。北斗区域卫星导航系统将于2012年完成,我们现在已经开始一些前期的预研,把北斗卫星和GPS卫星,甚至还有GLONASS这几个卫星系统叠加到一起,实现快速高精度的灾害监测。但是还有很多理论方面的研究,包括几个系统之间的兼容性的研究工作,需要深入进行。

  记者:您刚才提到在您研究的这些领域里面要求的定位精度都要求达到毫米级这样的量级。无论是北斗卫星导航系统还是GPS系统本身所能提供的定位精度无法满足这样高精度的要求,在您的研究中是怎样解决这一矛盾的呢?

  张勤:从GPS来讲,它本身实现厘米级的定位是没有问题的。在平面到毫米级是没有问题的,但在高程上有问题。这些年,我们从它获取关于卫星的精密时间,包括传播中间的电离层、对流层等方面,建立一个精确改正的模型,以及在最后数据处理中的检测框架的理论等方面做一系列的理论研究、方法和技术处理手段。通过这些研究,我们现在能够做到GPS高程达到3毫米的精度,能够应用于监测灾害。

  但还面临一个问题就是时间上过长,要达到这样的精度时间基本要6个小时以上。我们一直在建立一个连续的多天线的实时监测系统,必须要实现连续的监测,成本比较高,如今面临的问题是怎么样快速获取高精度。

  我们下一个兴趣点就是关注多个卫星系统,尤其是北斗系统加入后卫星系统的融合,其他对地观测手段的融合,从而实现快速观测。对灾害的应急反应要把北斗的通讯功能加进来,这样一来不但能够获取、感知灾害,而且能够快速把灾害的现状、程度发送到相关有发布权、预警权的部门,让相关部门尽快得到即时信息。这是我们接下来要做的工作。

  记者:在我们普通人看来,如果提到卫星导航系统,首先想到的是它在导航定位中给我们提供的服务。这一段时间以来我们越来越多地发现原来在防灾减灾领域卫星导航系统同样能够发挥独特的作用。比如说在汶川地震的时候,可能中国的老百姓第一次知道了北斗卫星导航系统,而且这一系统在汶川地震中为生命救援、抗震救灾发挥了非常重要的作用。是不是我们可以这样理解:卫星导航技术的出现也给防灾减灾领域的研究带来一种新的手段,或者说让研究的格局有了新的变化?

  张勤:是的。可以这样说,卫星导航的加入对灾害监测而言是一场根本性的革命。由于GPS卫星的加入,使我们传统的灾害监测手段发生了很大的变化,以前有很多不可能的事情现在可以做到了。刚才你说的很好,汶川地震实际上是普通老百姓认识北斗的一个开始。那次灾难后,很多老百姓知道中国有一个北斗系统,而且北斗系统在导航、救灾、减灾防灾中都能发挥非常重要的作用。实际上无论在灾害早期的识别、灾害发生过程中以及灾害发生后的救灾工作中,每一个阶段卫星导航都可以发挥非常重要的作用。

  记者:我注意到有些专家有这样的观点,他们说:卫星导航的应用仅受想象力的限制,就是说也许只有我们想不到的,没有卫星导航做不到的,这从一个侧面反映出卫星导航技术对我们生活的方方面面都会产生影响。刚才提到的您的研究方向也让我们大开眼界,原来卫星导航技术能在这么多方面来为人类造福。您能不能设想一下未来卫星导航技术对我们的生活会有什么样的影响?

  张勤:这是美国前副总统戈尔说的话,他说GPS的应用只受想象力的限制。现在随着多个系统的出现,应用领域会更加的宽广,对人们日常的生活也会发生很多根本性的变化。现在我们老百姓每天的生活都离不开定位系统。

  以后随着我们自己系统的发展普及——当然这还有很长的路要走——第一个会使我们的生活更加方便,人们的感知能力会进一步增强,就是说它会帮助人们感知、认识很多原来人们无法认识的事情。回到我们的灾害监测上,有很多的灾害原来是无法监测也无法获得的,人们在灾害来临的时候对灾害的应对往往非常被动。而在导航技术和对地观测手段加入后,我们对这些灾害可以实现感知,可以科学的进行一些防控,甚至可以避免一些灾难性的灾害的发生。

  记者:现在卫星导航技术正在蓬勃发展,相关领域受到越来越多专家学者以及广大群众的关注,我们相信现在也有越来越多有志向的年轻人会选择卫星导航相关的专业来学习,或者到相关的领域工作。您是长安大学大地测量专业的博士生导师,能不能介绍一下卫星导航技术与大地测量学科之间是什么样的关系,以及您这个专业未来发展的情况。我相信您的介绍应该会吸引更多的年轻人投身到这个行业中来。

  张勤:导航技术引入到大地测量领域,使大地测量本身也发生了翻天覆地的变化,给这个学科注入了新的生命力,再也不是传统的大地测量的一些作业的方法和手段。以前都觉得从事这个专业的人是非常辛苦的,以野外工作为主,人的作业技能占有很大的比例,是个非常辛苦的专业。随着导航技术加入以后,我们的作业已经更加智能化了,不再完全是靠人的技能,而是靠人的知识来从事这个领域的工作。

  更显著的是,卫星导航使整个这个领域的应用面、服务面、研究面都大大的拓宽了。我们这个专业以前主要是获取一些地球表面的、与位置有关的信息,现在这样的信息获取已经不再是个难题了。随着这个技术的加入,我们现在不能仅仅满足于怎样来获取高精度的数据,怎么样来实现高精度的定位,涉及到我们要研究一系列的问题,例如关于电离层、对流层、卫星时钟、轨道等等一系列的问题,这时我们一些年轻学者要研究的就不仅是定位了,他们要跨过这个学科,把其他学科的知识也加入其中。

  我的团队里面有一些年轻的副教授、博士,他们研究的问题不仅仅是定位了,很多人现在都涉及到了刚才我说的这几方面,怎么样获取精密的卫星时间,还有就是关于卫星原子钟的研究,现在已经都拓展到这样一些领域。包括利用导航技术反过来研究大气,研究对流层,研究对流层又可以进一步研究天气、天气预报,获取关于降水这方面的信息。还有一些人在做卫星轨道的研究,这已经大大拓展了我们以前大地测量学科的研究领域。

  随着研究的发展和导航技术领域的发展,特别是咱们国家北斗系统的发展,这方面的人才需求实际上大大增加了。我们和相关的几个学校在酝酿向教育部申请新的学科,如导航应用、定位等专业学科。

  记者:谢谢张教授,希望您的研究成果能够越来越多地造福我们的日常生活,同时我也代表北斗网的网友祝愿第三届中国卫星导航学术年会卫星导航模型与方法分会能够取得圆满成功。

  张勤:谢谢,这是我们共同的希望。

  

 

  (摄影 王彦玢)

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