卫星导航服务在兼容与互操作上取得实质进展——由联合国全球卫星导航系统国际委员会第十一届大会引起的思考

● 文 |中国卫星导航定位应用管理中心 汤静

卫星导航服务在兼容与互操作上取得实质进展
——由联合国全球卫星导航系统国际委员会第十一届大会引起的思考

● 文 |中国卫星导航定位应用管理中心 汤静

2016年11月6-11日联合国全球卫星导航系统国际委员会（ICG）第十一届大会在俄罗斯索契召开。大会由俄罗斯国家航天集团主办，美国、俄罗斯、欧盟、中国、日本、印度等全球和区域卫星导航系统供应商，意大利、马来西亚、阿联酋等ICG成员国共150余名代表参加了会议。

开幕式上，俄罗斯国家航天集团、索契市政府以及联合国外空司司长等主办方代表到会并致辞。美国、俄罗斯、欧盟、中国、印度和日本等全球和区域系统供应商，介绍了各自卫星导航系统的建设发展情况。会议重点围绕ICG工作计划、卫星导航应用和发展技术问题开展了多边协调。

一、会议基本情况

1.供应商论坛

美国代表作了“GPS时差参数更新事件”报告，即2016年1月25日到26日跳秒异常事故，介绍了GPS主控站给部分卫星上传了错误的时差参数，该事故持续了14小时，共15颗卫星受到影响。问题发现后，一个半小时内运控系统对所有受到影响的卫星进行了修正。有关此次跳秒异常对接收机造成影响的论文已公开在GPS的官方网站（www.gps.gov）上刊登。俄罗斯代表重点介绍了“GNSS运行轨道中的空间碎片”的研究，报告了下一代格罗纳斯卫星空间碎片管理措施；另外，格罗纳斯系统最新进展报告中还提到，2016年下半年由于时间系统的主同步器出现故障，导致其与协调世界时（UTC）的时差出现了大幅波动，由25ns变为100ns左右。欧空局代表介绍了伽利略前期发射出现问题的第5、6颗卫星的现状（这两颗卫星经过轨道修复工作，最终都成功恢复到预定轨道）以及利用伽利略偏离轨道的卫星进行重力红移测试实验情况。

2.系统、信号和服务工作组（S组）

国际GNSS监测与评估（IGMA）。俄罗斯代表介绍了其IGMA工作的目标、当前工作、未来计划以及面临的挑战；建议各国用户组织已建立的多个GNSS监测评估系统应携手合作。

开放服务标准。俄罗斯、美国专家分别围绕服务性能标准现状、美国开放服务性能标准更新情况作了介绍，并联合提出成立性能标准临时任务组。

频谱保护。美国交通部代表作了“GPS相邻频段兼容分析进展”报告，介绍了美国境内高精度接收机干扰容限测试分析结果，该测试采用了35台GPS接收机、16台星基增强系统接收机、20台格罗纳斯接收机、4台北斗接收机和11台伽利略接收机。欧方作了“有关无线电设备新规定”的报告，介绍了欧盟在有效利用频谱资源方面新出台的规定，计划在2017年7月后全面实施。届时，各类GNSS接收机必须满足该规定发射功率限制才能在市场中销售使用。与会各国代表针对不同频点功率的限制条款进行了提问和讨论。

信号专利。各方均认识到公开服务信号的专利要求支付费用是违背GNSS互操作精神的。ICG鼓励GNSS供应商确保其当前和未来的GNSS信号不受到专利声明的限制，建议已经完成或将要进行这些专利认定的国家，确保这些专利不被用于收取专利费用。

3.服务性能提升工作组（B组）

深空服务能力（SSV）。俄罗斯代表 “SSV与俄罗斯GEO卫星PNT”的报告阐述了GEO卫星定位与时间保持的前景，认为GNSS是轨道空间飞行自动化和安全发展的基础。美国航空航天局（NASA）介绍了深空活动中GNSS实时导航的作用、GPS SSV状态与经验教训，并在会上播放了NASA制作的SSV宣传片。欧盟计划将SSV仿真实验成果在慕尼黑导航峰会、国际宇航大会等会议上进行宣传，并在ICG等网站发布有关SSV通用定义与参数的宣传手册。工作组对仿真试验第三阶段有关GEO轨道、探月任务等的参数设置进行了讨论。

搜救（SAR）。欧盟代表作了SAR/伽利略服务状态的报告，首先介绍了伽利略的SAR的定义，包括前向告警服务和反向告警服务两部分。伽利略卫星上已搭载SAR载荷，并在2015年10月进行了相关测试。美国NASA代表作了中圆轨道卫星搜救系统（简称MEOSAR）与GPS的报告，介绍了其系统构成包括空间段、载荷、覆盖范围，以及MEOSAR卫星的发射计划和目前的最新状态。中方专家有关北斗系统SAR应用的报告介绍了基于北斗位置报告功能的SAR可用于中国及周边国家，并已用于地质灾害、海洋搜救、旅行安全等领域。除了中方外，GPS、格罗纳斯以及伽利略系统均明确表示其将搭载符合全球卫星搜救系统标准的搜救载荷。

4.信息分发和能力建设工作组（C组）

俄、意、欧主要围绕俄罗斯联邦航天局格罗纳斯用户信息中心、航空系统GNSS性能评估和数据记录指南（BEYOND项目）、伽利略用户信息服务网站（简称NAVIPEDIA）现状等进行了介绍。

5.参考框架、授时和应用工作组（D组）

会议首先回顾了D组两个重要却至今无进展的两个提案，即建议GNSS的供应商给国际GNSS服务组织（IGS）提供各自在全球分布的有代表性的监测站；建议各GNSS供应商提供详细的卫星参数供科学研究使用。工作组再次呼吁各国系统供应商支持。

美、俄、欧分别报告了三大全球卫星导航系统的坐标框架系统的更新和进展。关于GNSS系统间的时差监测，欧方明确表示当前只考虑伽利略和GPS时差参数的监测，并建议各大系统以GPS系统为共同参考进行时差参数发播。国际计量局（简称BIPM）计划在其公报中增加GNSS系统与UTC的时差参数信息，当前只有GPS、格罗纳斯系统有实际的时差监测结果。最后，工作组鼓励各方开展GNSS时差监测方法、时差预报模型、播发参数等方面的研究，并建议大家积极交流研究数据和成果，共同促进GNSS兼容与互操作的实现。

二、主要体会与思考

1.ICG大会各国政府部门高度重视，参与广泛，影响逐年增大

ICG的定位是联合国框架下政府间的非正式多边国际组织。它是卫星导航领域各国政府最为重视的多边平台。以美国为例，每年参加ICG大会代表固定在大约30至40人。其中美国国家PNT领导小组9个成员单位中除内政部和农业部不定期参会外，国务院、交通部、国防部、国土安全部、商务部等每次都会派员参加。代表团以官员、各单位代表以及政策技术专家为主，院校和企业参与程度不高。

ICG上讨论的议题涵盖卫星导航领域信号、频率、卫星、运控、系统建设、相关法规制定、需求、服务、应用等,需要各国政府关注决策与合作的方方面面。除了政府部门高度重视外，与卫星导航服务和应用相关的国际和区域组织作为观察员广泛参与了ICG活动。本届大会上，来自欧空局、IGS、国际航空协会、国际测量师联合会、国际电联等9个国际组织的代表作了相关报告，内容涉及GNSS对科学研究的促进、卫星轨道的精密建模、欧洲国家GNSS实时精密定位、GNSS在无线电科学中的作用、RNSS与国际电联无线电规则等方面。

11年来，ICG日渐成熟，影响逐年增大，每年都在吸纳新力量。此次，韩国宇航研究院代表汇报了韩国正在开展的星基增强系统（KASS）的规划建设情况，并正式表达了希望成为ICG观察员，显然ICG的影响力在日益增大。

2.ICG除了关注系统，更关心卫星导航服务，在兼容与互操作工作上已取得实质性成果

ICG每年一度的大会上，各个系统的政府代表无一缺席，可以通过他们最为详细的权威官方报告，相互了解每个系统建设与应用进展等。除此之外，卫星导航服务在议事日程上占比日益加大。

在开放服务性能监测方面，当前除美国仅考虑GPS的监测评估外，其他供应商都考虑多系统的监测评估，包括星座状态、空间信号质量、空间信号精度、服务性能等四个方面的监测评估。以民航用户的需求为例，本次会议上国际民航组织代表作了GNSS性能评估与航空数据记录指南报告，介绍了民航对GNSS性能监测与评估的定义、步骤以及数据记录等工作；俄方介绍了俄罗斯民航系统GNSS监测系统发展情况，展示了俄方地面监测网的构成、数据流特点及部分结果。可以说，自多GNSS系统出现以后，在ICG会议上，民航作为全球用户代表首次对各国的全球卫星导航系统服务提出了监测评估需求。俄方甚至提出了多GNSS系统之间健康数据相互交换的简要方案，建议建立高可靠性的监测评估服务。不难想见，北斗系统的服务性能和应用水平如何，在北斗全球系统建成亮相之日就会面临与其他GNSS系统的比拼，以及全球用户的比测。

经过11年的磨合，在ICG这个多边平台上，各国愿意为共同面临的问题开展合作与共享，在兼容互操作上已取得实质性成果。以互操作为例，本次大会上，各方已就SSV及其规范达成初步一致，鼓励各国在GNSS系统的建设发展过程中支持包含SSV在内的互操作，并考虑将其纳入未来星座的发展规划。这将影响卫星导航未来二十年在深空领域的发展和应用。

注：

ICG 官网地址

http://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/icg/annual-meetings.html