金天: 研制中國自己的導(dǎo)航軟件平臺

對于定位系統(tǒng)，我們并不陌生，當(dāng)你在不熟悉的環(huán)境中迷失方向、不知出路時(shí)，它會為你解答困境。我們都知道，天上衛(wèi)星的多少和分布格局對于定位的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，可其實(shí)地面接收機(jī)的高性能同樣不可或缺。目前傳統(tǒng)的接收機(jī)是以硬件為基礎(chǔ)，但北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院副教授金天所在的團(tuán)隊(duì)告訴我們，軟件接收機(jī)的研發(fā)也是未來的方向之一。

由于衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源，因此，對于陸地、海洋和空間的廣大用戶來說，只要擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量定位衛(wèi)星信號的接收設(shè)備，就可以在任何時(shí)候用對應(yīng)的信號進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。

目前全球已經(jīng)形成了包括美國GPS、歐盟“伽利略”、俄羅斯“格洛納斯”以及中國“北斗”在內(nèi)的四大定位系統(tǒng)。除了傳統(tǒng)的軍用領(lǐng)域，近些年來，定位系統(tǒng)在城市交通、導(dǎo)航、氣象、土地測量測繪以及現(xiàn)代化建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，這同時(shí)也意味著對定位系統(tǒng)的性能要求越來越高，但是傳統(tǒng)的以硬件為主的接收機(jī)卻越來越不適應(yīng)新局面的發(fā)展。

就拿發(fā)展最為成熟的GPS接收機(jī)來說，隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，一方面，適用于新一代GPS衛(wèi)星的接收機(jī)與現(xiàn)有的接收機(jī)是不兼容的，用戶向下一代接收機(jī)的過渡將面臨很大的升級費(fèi)用；另一方面，接受不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號的接收機(jī)之間也存在一個(gè)兼容的問題，這些問題對于傳統(tǒng)的以硬件實(shí)現(xiàn)為主的GPS接收機(jī)都是難以解決的。

因此，金天所在的團(tuán)隊(duì)致力于研發(fā)一種軟件接收機(jī)，它是可二次開發(fā)的平臺，這種可以編程的無線電技術(shù)能在不改變硬件的情況下，通過加載不同的應(yīng)用程序，來改進(jìn)和增強(qiáng)接收機(jī)的性能。

“譬如要做一個(gè)新手機(jī)，如果直接做硬件會有很大的風(fēng)險(xiǎn)，我們的做法是先搭建一個(gè)軟件平臺，提供整套的模擬驗(yàn)證，對了以后再做硬件，這樣風(fēng)險(xiǎn)就會小很多。”金天說，“軟件還可以實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)處理功能。比如你開車做了一次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航不正確，這時(shí)不可能再開車重現(xiàn)當(dāng)時(shí)場景，但是軟件接收機(jī)能夠記錄提供這種數(shù)據(jù)的采集、回放，并且將導(dǎo)航信號實(shí)時(shí)處理。”

在金天看來，軟件接收機(jī)更靈活，不可控因素少，研發(fā)周期短，成本低，對于提高我國在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的技術(shù)水平，促進(jìn)我國衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

2007年在北京航空航天大學(xué)電子工程系教授丁子明等一些通信老前輩的指導(dǎo)下，北航就開發(fā)了12通道的GPS實(shí)時(shí)軟件接收機(jī)，現(xiàn)在接收的信號還擴(kuò)展到了北斗系統(tǒng)，研究成果在航天科技集團(tuán)公司、航天科工集團(tuán)公司、北京郵電大學(xué)等十余家高校和科研機(jī)構(gòu)使用。不久前，最新的軟件接收機(jī)還出口到了南陽理工大學(xué)。

在長期研發(fā)接收機(jī)的過程中，金天感覺我國導(dǎo)航與位置服務(wù)的核心技術(shù)還不夠完備，需要更多力量的投入。“希望有一天能趕上美國，他們已經(jīng)做了40多年了，但我相信這個(gè)差距會越來越小。”金天說，“關(guān)鍵還是要有人做，做的人多了才會越來越好，因?yàn)榭傆腥藭钊胂氯ァ！?/p>