據(jù)中國(guó)科技新聞網(wǎng)10月18日消息，談及定位、導(dǎo)航和授時(shí)，大多數(shù)人第一時(shí)間都會(huì)想到GPS，然而我國(guó)自行研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)目前已經(jīng)乘風(fēng)而上，在政府鼓勵(lì)與自身優(yōu)勢(shì)的雙重加持下不斷邁上新的臺(tái)階，深度融入各行各業(yè)。

同時(shí)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，讓北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有了更廣闊的用武之地。智慧城市、無(wú)人駕駛、智能交通、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、環(huán)境感知等方面都離不開(kāi)時(shí)空位置大數(shù)據(jù)，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以利用其直射信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位和表面反射信號(hào)進(jìn)行環(huán)境感知以及大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用。

在2021大數(shù)據(jù)科技傳播與應(yīng)用高峰論壇暨“科創(chuàng)中國(guó)”試點(diǎn)城市推進(jìn)會(huì)上，歐洲科學(xué)院院士、美國(guó)電磁科學(xué)院院士、歐洲人文與自然科學(xué)院院士、俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士、土耳其科學(xué)院院士、中科院“百人計(jì)劃”、上海市“領(lǐng)軍人才”、IUGG會(huì)士、IAG會(huì)士、衛(wèi)星導(dǎo)航與遙感專家、中科院上海天文臺(tái)研究員、南京信息工程大學(xué)遙感與測(cè)繪工程學(xué)院院長(zhǎng)金雙根發(fā)表了主題為《智能時(shí)代大數(shù)據(jù)機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的演講，暢談北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)揮重要作用和產(chǎn)生巨大價(jià)值。會(huì)后，金雙根接受了中國(guó)科技新聞網(wǎng)專訪，進(jìn)一步解讀了大數(shù)據(jù)對(duì)其研究領(lǐng)域的賦能。

圖：金雙根院士演講現(xiàn)場(chǎng) 中國(guó)科技新聞網(wǎng)/攝

大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需時(shí)空位置 需求呈井噴式增長(zhǎng)

金雙根長(zhǎng)期從事衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和空間行星探測(cè)及應(yīng)用，做出了多項(xiàng)系統(tǒng)性原創(chuàng)成果，其主要研究方向?yàn)槿驅(qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）理論方法與應(yīng)用。“大眾也許會(huì)覺(jué)得這個(gè)縮寫(xiě)有些陌生，其實(shí)它包括了美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、中國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（BDS）、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）和歐洲伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（Galileo）以及區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)等，具有全天候、近實(shí)時(shí)、高精度等特點(diǎn)，可持續(xù)發(fā)射Ｌ波段信號(hào)，廣泛應(yīng)用于定位、導(dǎo)航和授時(shí)（PNT）。”金雙根解釋說(shuō)道。

大數(shù)據(jù)的浪潮波濤洶涌，GNSS系統(tǒng)也因此有了新的用武之地，提供大數(shù)據(jù)時(shí)間和空間位置信息。智慧城市、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面都離不開(kāi)時(shí)空位置大數(shù)據(jù)。金雙根在演講中也提到，在時(shí)空位置數(shù)據(jù)獲取市場(chǎng)方面，目前主要是以支撐導(dǎo)航電子地圖的衛(wèi)星導(dǎo)航定位、衛(wèi)星遙感影像等數(shù)據(jù)市場(chǎng)；在時(shí)空位置數(shù)據(jù)分析市場(chǎng)方面，衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)涉及到相關(guān)軟件及計(jì)算平臺(tái)市場(chǎng)巨大。隨著云計(jì)算、霧計(jì)算和邊緣計(jì)算等新型計(jì)算模式的發(fā)展和推廣，位置服務(wù)云成為當(dāng)前市場(chǎng)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。在時(shí)空位置數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)市場(chǎng)方面，如公共市場(chǎng)，涉及城市建設(shè)、國(guó)家公共安全、地下空間、防災(zāi)減災(zāi)等;行業(yè)市場(chǎng)，主要包括農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、交通、測(cè)繪、國(guó)土、災(zāi)害、水利等;大眾市場(chǎng)，以共享單車(chē)和個(gè)人消費(fèi)為主。

談及大數(shù)據(jù)對(duì)GNSS的賦能，金雙根在接受中國(guó)科技新聞網(wǎng)專訪時(shí)舉例稱：“大數(shù)據(jù)可以提高導(dǎo)航定位的精度，因?yàn)橥ㄟ^(guò)長(zhǎng)時(shí)間軌道和觀測(cè)站位置大數(shù)據(jù)分析，可以快速提高軌道預(yù)報(bào)精度和測(cè)站位置先驗(yàn)信息，進(jìn)而提高導(dǎo)航定位精度。”金雙根說(shuō)道。另外，當(dāng)GNSS信號(hào)狀況不佳和遮擋等，接收機(jī)接收數(shù)據(jù)中斷和丟失，地下和橋梁下接收不了信號(hào)時(shí)，如果知道前面接收機(jī)長(zhǎng)時(shí)間位置信息，通過(guò)時(shí)空位置大數(shù)據(jù)分析和行蹤軌跡規(guī)律挖掘，可以快速預(yù)測(cè)該接收機(jī)位置。另外，賦能增加一些基準(zhǔn)站建設(shè)，這些基準(zhǔn)站或以后與5G并置，5G不僅僅具有通訊功能，同時(shí)也是一個(gè)相對(duì)定位的基站，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位增強(qiáng)和萬(wàn)物互聯(lián)。

他還表示數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存也是同樣道理，例如之前一個(gè)基站高頻GNSS一天觀測(cè)數(shù)據(jù)約500兆，現(xiàn)在一個(gè)接收機(jī)接收多系統(tǒng)多頻GNSS數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量會(huì)越來(lái)越龐大，儲(chǔ)存材料也需要不斷升級(jí)。

近年來(lái)，隨著GNSS系統(tǒng)的逐漸完善、星座的增多、觀測(cè)站的增加，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。在市場(chǎng)需求不斷嵌入的情況下，未來(lái)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)潛力也將呈現(xiàn)出爆發(fā)性、跨越式、規(guī)?；?、可持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

GNSS+R最新應(yīng)用進(jìn)展：探測(cè)海冰、植被、積雪和土壤濕度等大有可為

在此次的演講中，金雙根還提到了一個(gè)概念——GNSS+R。他解釋稱，GNSS+R反射測(cè)量技術(shù)屬于雙基雷達(dá)，可獲得地表粗糙特征和地球物理參數(shù)，即利用GNSS測(cè)量直射信號(hào)與地表鏡面反射信號(hào)之間延遲（多普勒延遲或相位延遲），再根據(jù)GNSS衛(wèi)星、接收機(jī)和鏡面反射點(diǎn)之間的幾何位置關(guān)系，可反演地表特征。

金雙根向中國(guó)科技新聞網(wǎng)舉了幾個(gè)生動(dòng)的例子：“它具有全天候、穿透性強(qiáng)的特征，GNSS信號(hào)因大氣的密度不均勻發(fā)生折射，反過(guò)來(lái)通過(guò)信號(hào)大氣延遲可以提取大氣一些有用的參數(shù)，如溫度、氣壓和可降水汽量，因?yàn)檫@些參數(shù)會(huì)影響大氣折射指數(shù)變化。當(dāng)信號(hào)到達(dá)雪地、凍土和土壤后，信號(hào)反射回來(lái)，我們可以得到一些有關(guān)地表特征的信息，如反演積雪厚度、凍融和土壤濕度變化。”

金雙根還指出，GNSS信號(hào)到達(dá)海洋表面反射回來(lái)后，可以反演海洋狀況、海面高度以及海面風(fēng)速等參數(shù)。近年來(lái)，全球氣候發(fā)生顯著變化，冰川和凍土加劇融化，從而導(dǎo)致海平面上升。隨著光學(xué)遙感和雷達(dá)遙感技術(shù)快速發(fā)展，但前者會(huì)受云和天氣等因素的影響，而微波遙感則具有良好的穿透性，且有全天候全天時(shí)工作等優(yōu)勢(shì)。近些年，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展與完善，使得GNSS+R反射測(cè)量技術(shù)在海面高、海冰和海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也取得了顯著的成果，如獲得海洋表面風(fēng)速、海平面變化和海洋環(huán)境變化等。

“其他的目標(biāo)探測(cè)也是一樣，GNSS信號(hào)到達(dá)目標(biāo)反射回來(lái)，可以確定目標(biāo)的位置等信息，因此，GNSS+R應(yīng)用范圍和應(yīng)用前景非常廣闊。”金雙根向中國(guó)科技新聞網(wǎng)表示。

“大數(shù)據(jù)帶來(lái)了新的機(jī)遇和價(jià)值，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)未來(lái)。抓住這樣的機(jī)遇，可以更好的服務(wù)我們生活的方方面面，更好的促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及賦能新基建，特別是大數(shù)據(jù)采集、處理和應(yīng)用，研發(fā)和掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)核心技術(shù)，加快和提升數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，讓我們走向世界科技和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)之列。”金雙根總結(jié)稱。